CN108251604A - 铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺 - Google Patents

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王莲
李聪明
黄正忠
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Abstract

本发明涉及一种铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺，尤其是一种涉及凸轮轴零件加工领域的铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺。本发明的铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺：包括以下几个步骤：A、对凸轮片进行加热，使凸轮片表面温度达到690℃至710℃的范围内；B、让凸轮片表面温度冷却至190℃至210℃的范围内；C、用电磁感应加热的方法将凸轮片加热至淬火温度。本发明的铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺，使凸轮片淬硬层深分布均匀，淬火处理后表面各处硬度偏差小，使凸轮轴硬度满足使用要求。

Description

铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺
技术领域
本发明涉及一种铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺，尤其是一种涉及凸轮轴零件加工领域的铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺。
背景技术
凸轮轴是发动机配气系统的关键零件之一，凸轮轴上设置有凸轮片，通过凸轮片在转动过程中控制气门的开闭状态来控制发动机的配气状态。由于凸轮片工作过程中受力情况复杂，因此需要具体较好的力学性能，尤其是表面硬度必须达到使用要求。申请人之前采用感应淬火的方法，对凸轮轴的凸轮片进行淬火处理以提高其硬度。电磁感应淬火是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理时工件表面快速加热，并快速冷却的热处理方法。虽然感应淬火的硬度比普通淬火高，并具有较低的脆性，其疲劳强度和冲击韧性也较高，但是对于铸件凸轮轴这种形状较为复杂的零件来说采用感应淬火存在这样一个问题：铸件凸轮轴，当轴颈与凸轮片相隔很近，且轴颈直径大于凸轮轮廓的外径时，对凸轮进行常规感应淬火，凸轮靠近轴颈的一面无磁力线通过，使凸轮无法均匀受热，如图3所示，导致淬硬层深不均匀，且两面硬度偏差较大，使感应淬火工艺的应用受到了限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能使铸件凸轮轴的凸轮片使淬硬层深分布均匀，淬火处理后表面各处硬度偏差小，使凸轮轴硬度满足使用要求的铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺，包括以下几个步骤：
A、对凸轮片进行加热，使凸轮片表面温度达到690℃至710℃的范围内；
B、让凸轮片表面温度冷却至190℃至210℃的范围内；
C、用电磁感应加热的方法将凸轮片加热至淬火温度。
进一步的是，在A步骤中凸轮片表面所达到的温度范围为695℃至705℃。
进一步的是，在A步骤中采用电磁感应加热的方式对凸轮片进行加热。
进一步的是，在B步骤中采用空冷的方法对凸轮片进行冷却。
本发明的有益效果是：采用本申请的铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺在感应淬火前先对凸轮片进行预加热，使凸轮片在感应淬火前就具备一定的温度，让淬火部分的热量就不会迅速散失，使感应淬火中产生的热量能够更加均匀的传导到凸轮片的各个部位，即使是池感应线不能到达的部位也能均匀受热，可以使淬火后的凸轮片硬度高，疲劳强度和冲击韧性也较高淬，并具有较低的脆性，并且淬硬层深度均匀，即使相隔最远的且两面的硬度也几乎没有偏差。
附图说明
图1是本发明的待处理的零件结构图；
图2是本发明感应淬火的原理图；
图3传统方式感应淬火后的淬硬层深图；
图4为本发明感应淬火后的淬硬层深图。
图中标记为：凸轮片1、轴颈2、淬硬层3、感应线圈4、磁力线5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1、图2所示的铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺：包括以下几个步骤：
A、对凸轮片1进行加热，使凸轮片1表面温度达到690℃至710℃的范围内；
B、让凸轮片1表面温度冷却至190℃至210℃的范围内；
C、用电磁感应加热的方法将凸轮片1加热至淬火温度。
本申请所采用的铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺舍弃了之前直接对凸轮片1进感应淬火的方式，而是在感应淬火前先对凸轮片1进行预加热，使凸轮片1表面温度达到690℃至710℃，然后让其冷却至190℃至210℃的温度范围内后，再对凸轮片1进行感应淬火处理。采用前述的二次加热感应淬火的方法，在感应前对凸轮片1进行预加热，使凸轮片1在感应淬火前就具备一定的温度，并在冷却过程中对热量进行调整，使得热量能够扩散至凸轮片1的各个部位，这时再对凸轮片1进行感应淬火，由于凸轮片1本身已经具备了一定的热量，零件本身的温度梯度较小，此时淬火部分的热量就不会迅速散失，使感应淬火中产生的热量能够更加均匀的传导到凸轮片1的各个部位，使凸轮靠近轴颈2的一面无磁力线5通过的地方也能通过热传导的方式均匀受热。
在二次加热感应淬火工艺中，感应淬火的效果与温度的高低并不是单调对应的关系，因此第一次加热温度区间的选择十分重要。当中凸轮片1表面达到695℃至705℃的温度范围时，感应淬火时的温度分布最均匀，感应淬火的效果也最好。
在A步骤中采用电磁感应加热的方式对凸轮片1进行加热。采用电磁感应加热的方式进行第一次加热，加热快速，变形小，不需要额外设置其它的加热装置。
在B步骤中采用空冷的方法对凸轮片1进行冷却。采用空冷的方式对凸轮片1进行冷却，可以使热量均匀扩散到凸轮片1的各个部位，使凸轮片1完整受热，可以避免局部受热不均的情况。
综上所述，如图4所示，采用本申请的铸件凸轮轴的凸轮片1感应淬火工艺在感应淬火前先对凸轮片1进行预加热，使凸轮片1在感应淬火前就具备一定的温度，让淬火部分的热量就不会迅速散失，使感应淬火中产生的热量能够更加均匀的传导到凸轮片1的各个部位，即使是感应线圈4的磁力线5由于轴颈2的阻挡而不能到达的部位也能均匀受热，可以使淬火后的凸轮片1硬度高，疲劳强度和冲击韧性也较高淬，并具有较低的脆性，并且淬硬层3深度均匀，即使相隔最远的且两面的硬度也几乎没有偏差。

Claims (4)

1.铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺，其特征在于：包括以下几个步骤：
A、对凸轮片(1)进行加热，使凸轮片(1)表面温度达到690℃至710℃的范围内；
B、让凸轮片(1)表面温度冷却至190℃至210℃的范围内；
C、用电磁感应加热的方法将凸轮片(1)加热至淬火温度。
2.如权利要求1所述的铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺，其特征在于：在A步骤中凸轮片(1)表面所达到的温度范围为695℃至705℃。
3.如权利要求1所述的铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺，其特征在于：在A步骤中采用电磁感应加热的方式对凸轮片(1)进行加热。
4.如权利要求1所述的铸件凸轮轴的凸轮片感应淬火工艺，其特征在于：在B步骤中采用空冷的方法对凸轮片(1)进行冷却。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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