CN107160101A - 一种汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺 - Google Patents

一种汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，括以下步骤：(1)将切断后的毛坯进行粗加工；(2)将经步骤(1)处理的毛坯放置在加热炉加热至1000‑1060℃，保温后水冷至室温，再将毛坯加热至420‑450℃，保温后随炉冷至200‑220℃，再空冷至室温；(3)半精车加工、精磨处理，线切割割断加工；平端面加工，打孔加工；(4)将所得工件放置在加热炉中加热至900‑950℃，保温后随炉冷至700‑770℃，保温后水冷至室温；再进行低温回火，最后经磷化处理得所述耐腐蚀凸轮轴；通过本发明加工工艺加工制得的凸轮轴具有优异的耐腐蚀性，且强度高、韧性高。

Description

一种汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺。
背景技术
凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半(在二冲程发动机中凸轮轴的转速与曲轴相同)，不过通常它的转速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高，其材质一般是特种铸铁，偶尔也有采用锻件的。由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。
而凸轮轴作为汽车发动机配气结构中重要的零件，凸轮轴的结构色剂与加工质量好坏直接影响着发动机的性能。因此对凸轮轴加工方法加以研究和改进，确保凸轮轴的质量稳定性，对汽车发动机发展具有重要作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，通过该工艺加工制得的凸轮轴具有优异的耐腐蚀性，且强度高、韧性高。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，包括以下步骤：
(1)将切断后的毛坯进行粗加工，粗车外圆，平毛坯端面，加工偏心圆；
(2)将经步骤(1)处理后所得毛坯放置在加热炉中加热至1000-1060℃，保温30-60min，然后水冷至室温，再将毛坯在加热炉中加热至420-450℃，保温1h后，随炉冷至200-220℃，再空冷至室温；
(3)将经步骤(2)处理后所得毛坯依次采用数控车床进行半精车加工、采用外圆磨床进行精磨处理，然后对毛坯进行线切割割断加工；再采用数控车床平端面加工，并在加工中心打孔加工；
(4)将经步骤(3)处理后所得工件放置在加热炉中加热至900-950℃，保温2-5h后，随炉冷至700-770℃，保温30-50min，再水冷至室温；然后再将工件在低温炉中加热至160-170℃，保温1-1.5h后空冷至室温，最后经磷化处理得所述耐腐蚀凸轮轴。
优选地，所述步骤(4)中磷化处理的工艺包括：水洗、中和水洗、磷化、磷化后处理；所述磷化时所用磷化处理液中磷酸钠0.08-0.15mol/L、硅烷偶联剂0.1-0.3mol/L、酒石酸0.05-0.08mol/L、磺基水杨酸0.01-0.02mol/L。
优选地，所述硅烷偶联剂为KH540或KH560。
优选地，所述磷化时所用磷化处理液中磷酸钠0.12mol/L、硅烷偶联剂0.2mol/L、酒石酸0.06mol/L、磺基水杨酸0.02mol/L。
优选地，所述毛坯为冷激铸铁；其加工余量小，表面有冷硬层，可直接粗、精磨成型。
优选地，所述步骤(4)中将经步骤(3)处理后所得工件放置在加热炉中加热至920℃，保温3-5h后，随炉冷至740℃，保温45min，再水冷至室温。
本发明的有益效果是：
本发明凸轮轴在加工过程中分别进行了两次热处理，在这两次热处理过程中，合理设置加热温度、保温时间以及降温方式，使凸轮轴工件的强度以及韧性得到进一步增强，并可使制得的凸轮轴具有小转动惯量。在此基础上，将最后所得的凸轮轴进行磷化处理，可有效增强凸轮轴的耐腐蚀性以及耐磨性，进一步延长了凸轮轴在汽车发动机机中的使用寿命。
本发明产品质量高，工艺简单，成本低，适用于大规模加工生产。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，包括以下步骤：
(1)将切断后的毛坯进行粗加工，粗车外圆，平毛坯端面，加工偏心圆；
(2)将经步骤(1)处理后所得毛坯放置在加热炉加热至1020℃，保温40min，然后水冷至室温，再将毛坯在加热炉中加热至430℃，保温1h后，随炉冷至220℃，再空冷至室温；
(3)将经步骤(2)处理后所得毛坯依次采用数控车床进行半精车加工、采用外圆磨床进行精磨处理，然后对毛坯进行线切割割断加工；再采用数控车床平端面加工，并在加工中心打孔加工；
(4)经步骤(3)处理后所得工件放置在加热炉中加热至920℃，保温3-5h后，随炉冷至740℃，保温45min，再水冷至室温；然后再将工件在低温炉中加热至170℃，保温1.5h后空冷至室温，最后经磷化处理得所述耐腐蚀凸轮轴。
该磷化处理的工艺包括水洗、中和水洗、磷化、磷化后处理；所述磷化时所用磷化处理液中磷酸钠0.12mol/L、硅烷偶联剂KH5600.2mol/L、酒石酸0.06mol/L、磺基水杨酸0.02mol/L。
实施例2：
一种汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，包括以下步骤：
(1)将切断后的毛坯进行粗加工，粗车外圆，平毛坯端面，加工偏心圆；
(2)将经步骤(1)处理后所得毛坯放置在加热炉加热至1060℃，保温60min，然后水冷至室温，再将毛坯在加热炉中加热至430℃，保温1h后，随炉冷至200℃，再空冷至室温；
(3)将经步骤(2)处理后所得毛坯依次采用数控车床进行半精车加工、采用外圆磨床进行精磨处理，然后对毛坯进行线切割割断加工；再采用数控车床平端面加工，并在加工中心打孔加工；
(4)将经步骤(3)处理后所得工件放置在加热炉中加热至900℃，保温4h后，随炉冷至750℃，保温50min，再水冷至室温；然后再将工件在低温炉中加热至170℃，保温1.5h后空冷至室温，最后经磷化处理得所述耐腐蚀凸轮轴。
该磷化处理的工艺包括水洗、中和水洗、磷化、磷化后处理；所述磷化时所用磷化处理液中磷酸钠0.12mol/L、硅烷偶联剂KH5400.3mol/L、酒石酸0.07mol/L、磺基水杨酸0.015mol/L。
实施例3：
一种汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，包括以下步骤：
(1)将切断后的毛坯进行粗加工，粗车外圆，平毛坯端面，加工偏心圆；
(2)将经步骤(1)处理的毛坯放置在加热炉加热至1040℃，保温40min，然后水冷至室温，再将毛坯在加热炉中加热至450℃，保温1h后，随炉冷至220℃，再空冷至室温；
(3)将经步骤(2)处理后所得毛坯依次采用数控车床进行半精车加工、采用外圆磨床进行精磨处理，然后对毛坯进行线切割割断加工；再采用数控车床平端面加工，并在加工中心打孔加工；
(4)将经步骤(3)处理后所得工件放置在加热炉中加热至950℃，保温2h后，随炉冷至700℃，保温30min，再水冷至室温；然后再将工件在低温炉中加热至160℃，保温1h后空冷至室温，最后经磷化处理得所述耐腐蚀凸轮轴。
该磷化处理的工艺包括：水洗、中和水洗、磷化、磷化后处理；所述磷化时所用磷化处理液中磷酸钠0.15mol/L、硅烷偶联剂KH5600.2mol/L、酒石酸0.08mol/L、磺基水杨酸0.02mol/L。
实施例4：
一种汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，包括以下步骤：
(1)将切断后的毛坯进行粗加工，粗车外圆，平毛坯端面，加工偏心圆；
(2)将经步骤(1)处理的毛坯放置在加热炉加热至1000℃，保温30min，然后水冷至室温，再将毛坯在加热炉中加热至420℃，保温1h后，随炉冷至200℃，再空冷至室温；
(3)将经步骤(2)处理后所得毛坯依次采用数控车床进行半精车加工、采用外圆磨床进行精磨处理，然后对毛坯进行线切割割断加工；再采用数控车床平端面加工，并在加工中心打孔加工；
(4)将经步骤(3)处理后所得工件放置在加热炉中加热至920℃，保温5h后，随炉冷至770℃，保温40min，再水冷至室温；然后再将工件在低温炉中加热至165℃，保温1.5h后空冷至室温，最后经磷化处理得所述耐腐蚀凸轮轴。
该磷化处理的工艺包括：水洗、中和水洗、磷化、磷化后处理；所述磷化时所用磷化处理液中磷酸钠0.08mol/L、硅烷偶联剂KH5400.1mol/L、酒石酸0.05mol/L、磺基水杨酸0.01mol/L。
实施例5：
一种汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，包括以下步骤：
(1)将切断后的毛坯进行粗加工，粗车外圆，平毛坯端面，加工偏心圆；
(2)将经步骤(1)处理的毛坯放置在加热炉加热至1000℃，保温60min，然后水冷至室温，再将毛坯在加热炉中加热至420℃，保温1h后，随炉冷至210℃，再空冷至室温；
(3)将经步骤(2)处理后所得毛坯依次采用数控车床进行半精车加工、采用外圆磨床进行精磨处理，然后对毛坯进行线切割割断加工；再采用数控车床平端面加工，并在加工中心打孔加工；
(4)经步骤(3)处理后所得工件放置在加热炉中加热至900℃，保温3h后，随炉冷至700℃，保温50min，再水冷至室温；然后再将工件在低温炉中加热至170℃，保温1.5h后空冷至室温，最后经磷化处理得所述耐腐蚀凸轮轴。
该磷化处理的工艺包括：水洗、中和水洗、磷化、磷化后处理；所述磷化时所用磷化处理液中磷酸钠0.15mol/L、硅烷偶联剂KH5600.3mol/L、酒石酸0.07mol/L、磺基水杨酸0.02mol/L。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将切断后的毛坯进行粗加工，粗车外圆，平毛坯端面，加工偏心圆；
(2)将经步骤(1)处理后所得毛坯放置在加热炉中加热至1000-1060℃，保温30-60min，然后水冷至室温，再将毛坯在加热炉中加热至420-450℃，保温1h后，随炉冷至200-220℃，再空冷至室温；
(3)将经步骤(2)处理后所得毛坯依次采用数控车床进行半精车加工、采用外圆磨床进行精磨处理，然后对毛坯进行线切割割断加工；再采用数控车床平端面加工，并在加工中心打孔加工；
(4)将经步骤(3)处理后所得工件放置在加热炉中加热至900-950℃，保温2-5h后，随炉冷至700-770℃，保温30-50min，再水冷至室温；然后再将工件在低温炉中加热至160-170℃，保温1-1.5h后空冷至室温，最后经磷化处理得所述耐腐蚀凸轮轴。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤(4)中磷化处理的工艺包括：水洗、中和水洗、磷化、磷化后处理；所述磷化时所用磷化处理液中磷酸钠0.08-0.15mol/L、硅烷偶联剂0.1-0.3mol/L、酒石酸0.05-0.08mol/L、磺基水杨酸0.01-0.02mol/L。
3.根据权利要求2所述的汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH540或KH560。
4.根据权利要求2所述的汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，其特征在于：所述磷化时所用磷化处理液中磷酸钠0.12mol/L、硅烷偶联剂0.2mol/L、酒石酸0.06mol/L、磺基水杨酸0.02mol/L。
5.根据权利要求1所述的汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，其特征在于：所述毛坯为冷激铸铁。
6.根据权利要求1所述的汽车发动机用耐腐蚀凸轮轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤(4)中将经步骤(3)处理后所得工件放置在加热炉中加热至920℃，保温3-5h后，随炉冷至740℃，保温45min，再水冷至室温。
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