CN109141159B - 一种检测曲轴感应硬化层范围的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种检测曲轴感应硬化层范围的方法，包括以下步骤：1)清洁曲轴表面；2)在曲轴的已淬火区域涂抹硝酸，以腐蚀这些淬火区域；3)通过检测工具检测感应硬化层的范围尺寸是否符合基准范围尺寸，检测工具包括片状的矩形检具本体以及设在矩形检具本体角部的卡口，组成卡口的两条检测边分别与矩形检具本体上相互垂直的两条侧边平行。该方法可以通过腐蚀淬火区域，显现出感应硬化层的范围界线，再通过本发明的检测工具预先所设定的基准范围尺寸就可以检测感应硬化层是否在设定的基准范围尺寸上，该方法操作简单，而且所使用的检测工具结构简单，检测更加准确，可以避免人为通过带刻度的工具进行检测所产生的误差。

Description

一种检测曲轴感应硬化层范围的方法
技术领域
本发明涉及一种检测曲轴感应硬化层范围的方法。
背景技术
曲轴是发动机的重要零件，其主要损坏形式为疲劳断裂和轴颈的磨损，因此，提高曲轴使用性能的目标就是提高其疲劳强度和耐磨性。曲轴轴颈表面感应淬火是主要的强化手段之一，表面感应淬火是在轴颈表面获得一定深度和一定表面范围的感应硬化层，可显著提高疲劳强度，是提高发动机输出功率、延长曲轴使用寿命的有效途径。但也不是感应硬化层越深越好，也不是感应硬化层范围越大越好，感应硬化层太深或范围太大都会使曲轴变形，导致曲轴本身尺寸超差。因此对曲轴轴颈硬化层深度及硬化区域范围进行有效监控直接决定了曲轴的性能。
目前对于感应硬化层深度的测量可以通过超声仪等测量仪器进行测量，也有通过将曲轴切开精确地测量感应硬化层的深度的。但是对于感应硬化层范围的测量存在着一定的难度，因为曲轴进行淬火后，从轴颈的表面是无法清楚地看到感应硬化层的范围界线的，这样就给检测工作带来了一定的难度。因而如何能检测曲轴感应硬化层的范围是亟待解决的一个问题。
公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成以为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测曲轴感应硬化层范围的方法，解决现有技术中对曲轴的感应硬化层的范围尺寸难以检测的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种检测曲轴感应硬化层范围的方法，包括以下步骤：
1)清洁曲轴表面；
2)在曲轴的已淬火区域涂抹硝酸，以腐蚀这些淬火区域，经硝酸腐蚀后，感应淬火所形成的感应硬化层区域会显现出与其他区域不同的颜色，感应硬化层区域的颜色深于其他区域的颜色；
3)通过检测工具检测感应硬化层的范围尺寸是否符合基准范围尺寸，所述检测工具包括片状的矩形检具本体以及设在所述矩形检具本体角部的卡口，所述卡口为在所述矩形检具本体角部开设的缺口，组成所述卡口的两条检测边分别与矩形检具本体上相互垂直的两条侧边平行。
优选地，所述卡口包括主轴颈硬化层检测卡口、连杆颈硬化层检测卡口和前鼻硬化层检测卡口，所述前鼻硬化层检测卡口上检测时位于水平方向的检测边开设有矩形缺口。
优选地，检测主轴颈感应硬化层时，矩形检具本体上与主轴颈硬化层检测卡口相邻的两条相互垂直的侧边分别与主轴颈和曲柄臂相抵。
优选地，检测连杆颈感应硬化层时，矩形检具本体上与连杆颈硬化层检测卡口相邻的两条相互垂直的侧边分别与连杆颈和曲柄臂相抵。
优选地，检测前鼻感应硬化层时，前鼻硬化层检测卡口的两条检测边分别与前鼻端面和前鼻径向圆周面相抵。
优选地，所述主轴颈硬化层检测卡口上检测时位于竖直方向的检测边的长度为主轴颈硬化层的基准范围尺寸。
优选地，所述连杆颈硬化层检测卡口上检测时位于竖直方向的检测边的长度为连杆颈硬化层的基准范围尺寸。
优选地，所述前鼻硬化层检测卡口上检测时位于竖直方向的检测边与所述矩形缺口之间的距离为前鼻硬化层的基准范围尺寸。
优选地，所述主轴颈硬化层检测卡口、所述连杆颈硬化层检测卡口和所述前鼻硬化层检测卡口分别设在三个矩形检具本体上。
优选地，所述主轴颈硬化层检测卡口、所述连杆颈硬化层检测卡口和所述前鼻硬化层检测卡口分别设在同一矩形检具本体的三个角部。
优选地，所述主轴颈硬化层检测卡口、所述连杆颈硬化层检测卡口和所述前鼻硬化层检测卡口中任意两个设在同一矩形检具本体的两个角部，另外一个设在另一矩形检具本体的一个角部。
优选地，所述矩形检具本体上设有用于悬挂检具参数标签的通孔。
本发明的有益效果为：
该方法可以通过腐蚀淬火区域，显现出感应硬化层的范围界线，再通过本发明的检测工具预先所设定的基准范围尺寸就可以检测主轴颈、连杆颈和前鼻的感应硬化层是否在设定的基准范围尺寸上，该方法操作简单，而且所使用的检测工具结构简单，检测更加准确，可以避免人为通过带刻度的工具进行检测所产生的误差。
附图说明
图1为曲轴的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的用于检测曲轴的主轴颈感应硬化层范围的检测工具的结构示意图；
图3为本发明实施例所述的用于检测曲轴的连杆颈感应硬化层范围的检测工具的结构示意图；
图4为本发明实施例所述的用于检测曲轴的前鼻感应硬化层范围的检测工具的结构示意图；
图5为本发明实施例所述的检测工具在检测主轴颈感应硬化层范围时的使用状态图(图中仅示出了一段主轴颈的截面)；
图6为本发明实施例所述的检测工具在检测前鼻感应硬化层范围时的使用状态图(图中仅示出了前鼻的截面)；
图7为本发明实施例所述的检测工具(主轴颈硬化层检测卡口、连杆颈硬化层检测卡口和前鼻硬化层检测卡口设在同一矩形检具本体上)的结构示意图。
附图标记说明：
1.主轴颈；2.连杆颈；3.曲柄臂；4.前鼻；5.法兰；6.感应硬化层；7.主轴颈硬化层检测卡口；8.连杆颈硬化层检测卡口；9.前鼻硬化层检测卡口；10.第一矩形检具本体；11.第二矩形检具本体；12.第三矩形检具本体；13.矩形缺口；14.通孔；15、矩形检具本体。
具体实施方式
下面结合具体实施例及相应附图对本发明作进一步说明。
应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。
如图1所示，曲轴包括主轴颈1、连杆颈2、曲柄臂3以及分别在曲轴两端的前鼻4和法兰5。为了加强轴颈的强度，会对主轴颈1表面、连杆颈2表面和前鼻端表面进行感应淬火(有时法兰端表面也会进行淬火处理)，从而形成感应硬化层。淬火后感应硬化层的深度和范围是否符合所要求的标准是需要进行检测的，对于深度的测量可以通过超声仪，对于范围的测量需要使用本发明实施例所述的检测工具。主轴颈和连杆颈的感应硬化层的边界线分别在主轴颈与曲柄臂的衔接处和连杆颈与曲柄臂的衔接处，检测感应硬化层的范围实际上就是检测感应硬化层的边界线是否在基准范围尺寸上。
本发明实施例所述的检测曲轴感应硬化层范围的方法，包括以下步骤：
1)清洁曲轴表面，为后续涂硝酸做准备，以确保能够较为准确的显现出感应硬化层的范围；
2)在曲轴的已淬火区域涂抹硝酸(硝酸可以是水基硝酸溶液或是硝酸酒精溶液，百分比可以调整，本实施例采用的是体积百分比为10％的水基硝酸溶液)，以腐蚀这些淬火区域，感应淬火所形成的感应硬化层区域会显现出与其他区域不同的颜色，感应硬化层区域的颜色深于其他区域的颜色，由此能够明显地看到感应硬化层的范围界线；
3)通过检测工具检测感应硬化层的范围尺寸是否在基准范围尺寸上，所述检测工具包括片状的矩形检具本体以及设在所述矩形检具本体角部的卡口，所述卡口为在所述矩形检具本体角部开设的缺口，组成所述卡口的两条检测边分别与矩形检具本体上相互垂直的两条侧边平行，所述卡口包括主轴颈硬化层检测卡口、连杆颈硬化层检测卡口和前鼻硬化层检测卡口，所述前鼻硬化层检测卡口上检测时位于水平方向的检测边开设有矩形缺口。
如图2-图4所示，在本发明实施例中，包括有三个矩形检具本体，分别是第一矩形检具本体10、第二矩形检具本体11和第三矩形检具本体12，主轴颈硬化层检测卡口7、连杆颈硬化层检测卡口8和前鼻硬化层检测卡口9分别设在三个矩形检具本体上。
第一矩形检具本体10上设有主轴颈硬化层检测卡口7(如图2)，第一矩形检具本体10的长为50mm、宽为30mm，主轴颈硬化层检测卡口7的两条检测边的长度分别为4mm(水平方向)和3.8mm(竖直方向)，图2中竖直方向检测边长度a(3.8mm)为主轴径的感应硬化层的基准范围尺寸。
第二矩形检具本体11上设有连杆颈硬化层检测卡口8(如图3)，第二矩形检具本体11的长为50mm、宽为30mm，连杆颈硬化层检测卡口8的两条检测边的长度分别为4mm(水平方向)和3.8mm(竖直方向)，图3中竖直方向检测边长度b(3.8mm)为连杆颈的感应硬化层的基准范围尺寸。
第三矩形检具本体12上设有前鼻硬化层检测卡口(如图4)，第三矩形检具本体12的长为50mm、宽为38mm，前鼻硬化层检测卡口9的两条检测边的长度分别为18mm(水平方向)和15mm(竖直方向)，矩形缺口13设在水平方向的检测边上，图3中矩形缺口13的两条边与竖直方向检测边距离分别为c(1.8mm)和d(4.8mm)，则前鼻的感应硬化层的基准范围尺寸为1.8-4.8mm。c点到d点之间为前鼻感应硬化层的公差范围，前鼻感应硬化层最小可以是到c点的位置，最大可以是到d点的位置。
上述具体尺寸是针对某一型号曲轴的感应硬化层的检测要求而设定的。对于不同型号曲轴以及具体的使用需要，感应硬化层的基准范围尺寸是不同的。
本例中，外凸的角部设有倒角，以免该角部与曲轴的相应部分干涉，影响矩形检具本体就位。
本例中，第一矩形检具本体、第二矩形检具本体和第三矩形检具本体上均设有用于悬挂检具参数标签的通孔14。当然也可以不用悬挂标签，而是在矩形检具本体上印上或刻上相应的参数或者型号。
本发明通过设定好的卡口来检测感应硬化层的范围，可以避免用带刻度的工具进行检测所带来的人为读数的误差。
检测时，先清洁曲轴表面；再在主轴颈的已淬火区域、连杆颈的已淬火区域和前鼻的已淬火区域涂抹硝酸，以腐蚀这些淬火区域；经硝酸腐蚀后，感应淬火所形成的感应硬化层区域会显现出与其他区域不同的颜色，感应硬化层区域的颜色深于其他区域的颜色，由此可以明显地看到感应硬化层的范围界线；最后通过上述检测工具检测感应硬化层的范围尺寸是否在基准范围尺寸上。
如图5为本实施例的检测工具检测主轴颈1的感应硬化层6时的使用状态，第一矩形检具本体10的长边和短边分别与曲柄臂3侧壁和主轴颈1表面相抵，水平方向的检测边所卡的位置(即竖直方向的检测边长度)为基准范围尺寸，如果所显现出的感应硬化层的界线落在水平方向的检测边所卡的位置上，则为合格产品，如果感应硬化层的界线低于或高于水平方向的检测边所卡的位置，则为不合格。
对连杆颈的感应硬化层的检测同主轴颈的感应硬化层的检测相类似，连杆颈的检测可以参考上述主轴颈的检测过程，在这里不做过多描述。
如图6为本实施例的检测工具检测前鼻4的感应硬化层6时的使用状态，前鼻硬化层检测卡口9的竖直方向的检测边与前鼻4的端面相抵，水平方向的检测边与前鼻4的圆周面相抵，矩形缺口13所在的区域为基准范围尺寸，如果所显现出的感应硬化层的界线落在矩形缺口内，则为合格产品，否则为不合格。
另外，如图7所示，主轴颈硬化层检测卡口7、连杆颈硬化层检测卡口8和前鼻硬化层检测卡口9也可以设在同一矩形检具本体15上，主轴颈硬化层检测卡口7、连杆颈硬化层检测卡口8和前鼻硬化层检测卡口9分别设在矩形检具本体15的三个角部。
前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (9)

1.一种检测曲轴感应硬化层范围的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)清洁曲轴表面；
2)在曲轴的已淬火区域涂抹硝酸，以腐蚀这些淬火区域，经硝酸腐蚀后，感应淬火所形成的感应硬化层区域会显现出与其他区域不同的颜色，感应硬化层区域的颜色深于其他区域的颜色；
3)通过检测工具检测感应硬化层的范围尺寸是否符合基准范围尺寸，所述检测工具包括片状的矩形检具本体以及设在所述矩形检具本体的角部的卡口，所述卡口为在所述矩形检具本体的角部开设的缺口，组成所述卡口的两条检测边分别与矩形检具本体上相互垂直的两条侧边平行；所述卡口包括主轴颈硬化层检测卡口、连杆颈硬化层检测卡口和前鼻硬化层检测卡口，所述前鼻硬化层检测卡口上检测时位于水平方向的检测边开设有矩形缺口；
检测连杆颈感应硬化层时，矩形检具本体上与连杆颈硬化层检测卡口相邻的两条相互垂直的侧边分别与连杆颈和曲柄臂相抵；所述连杆颈硬化层检测卡口上检测时位于竖直方向的检测边的长度为连杆颈硬化层的基准范围尺寸。
2.根据权利要求1所述的检测曲轴感应硬化层范围的方法，其特征在于，检测主轴颈感应硬化层时，矩形检具本体上与主轴颈硬化层检测卡口相邻的两条相互垂直的侧边分别与主轴颈和曲柄臂相抵。
3.根据权利要求1所述的检测曲轴感应硬化层范围的方法，其特征在于，检测前鼻感应硬化层时，前鼻硬化层检测卡口的两条检测边分别与前鼻端面和前鼻径向圆周面相抵。
4.根据权利要求2所述的检测曲轴感应硬化层范围的方法，其特征在于，所述主轴颈硬化层检测卡口上检测时位于竖直方向的检测边的长度为主轴颈硬化层的基准范围尺寸。
5.根据权利要求3所述的检测曲轴感应硬化层范围的方法，其特征在于，所述前鼻硬化层检测卡口上检测时位于竖直方向的检测边与所述矩形缺口之间的距离为前鼻硬化层的基准范围尺寸。
6.根据权利要求2-5任一项所述的检测曲轴感应硬化层范围的方法，其特征在于，所述主轴颈硬化层检测卡口、所述连杆颈硬化层检测卡口和所述前鼻硬化层检测卡口分别设在三个矩形检具本体上。
7.根据权利要求2-5任一项所述的检测曲轴感应硬化层范围的方法，其特征在于，所述主轴颈硬化层检测卡口、所述连杆颈硬化层检测卡口和所述前鼻硬化层检测卡口分别设在同一矩形检具本体的三个角部。
8.根据权利要求2-5任一项所述的检测曲轴感应硬化层范围的方法，其特征在于，所述主轴颈硬化层检测卡口、所述连杆颈硬化层检测卡口和所述前鼻硬化层检测卡口中任意两个设在同一矩形检具本体的两个角部，另外一个设在另一矩形检具本体的一个角部。
9.根据权利要求1所述的检测曲轴感应硬化层范围的方法，其特征在于，所述矩形检具本体上设有用于悬挂检具参数标签的通孔。
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