CN111546014B - 一种钢质薄壁感应淬火气缸套加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气缸套加工工艺技术领域的一种钢质薄壁感应淬火气缸套加工工艺，包括如下步骤，采用符合管径要求的50#钢无缝钢管作毛坯，并切断至工件需要的长度后，去除毛刺备用，然后经淬火和回火对工件进行调质处理，再经初加工使工件初步成型，通过感应淬火进一步提高工件强度，再分别经半精加工和精加工工序，使工件逐步加工到设计精度，然后对工件进行探伤，探伤合格即可得到成品。本发明的有益效果是，本发明建立了一种新的钢质薄壁感应淬火气缸套加工工艺，不但实现了钢质薄壁感应淬火气缸套的规模化生产，而且有利于节约钢质薄壁感应淬火气缸套的加工成本，同时也提高了钢质薄壁感应淬火气缸套的加工质量和加工效率。
Description
技术领域
本发明属于气缸套加工工艺技术领域，具体地，涉及一种钢质薄壁感应淬火气缸套加工工艺。
背景技术
随着汽车向高速轻量化的方向发展，发动机机体设计紧缩变小是今后的必然趋势，由此，汽车发动机气缸套逐步由厚壁向薄壁转移，由湿式厚壁缸套向干式薄壁缸套过渡。因此，薄壁缸套将会被广泛的应用。
钢质薄壁气缸套是薄壁缸套发展的重要方向，因缸壁比较薄，通过行业中传统的珩磨和淬火工艺加工过程中易变形，钢质薄壁气缸套的加工精度和效率难以满足生产需要，因此行业中原先的工艺已经不能适应目前钢质薄壁气缸套的加工需求。为此，亟需一种新的钢质薄壁感应淬火气缸套加工工艺，以实现钢质薄壁感应淬火气缸套的规模化生产。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钢质薄壁感应淬火气缸套加工工艺，包括如下加工步骤：
步骤一、毛坯选型：采用符合管径要求的50#钢无缝钢管作毛坯，并切断至工件需要的长度后，去除毛刺备用；以便节省原材料，并省去钻通孔的工作量。
步骤二、调质处理：经过淬火和回火处理，使工件抗拉强度≥700MPa，硬度≤HRC30，且在0.2％偏移下，屈服强度≥600MPa，奥氏体晶粒的显微晶粒度级别指数G≤5；改善工件的硬度、韧性和抛光性，方便后续加工。
步骤三、粗加工：粗车外圆及两端面，使工件的外圆直径和长度方向各尺寸的精度误差均为±0.5mm；粗镗内孔，使内孔的精度误差为-0.3～0mm；修车外圆及两端面，使工件长度方向和小端面外圆直径的精度误差为±0.15mm，使工件大端面外圆直径的精度误差为±0.1mm；使工件初步成型并留够半精车余量，提高工件大端面外圆直径的精度有利于提高精镗定位精度。
步骤四、感应淬火：使成品淬火层厚度达到0.85mm±0.2mm，且淬火层的厚度差＜0.20mm，成品表面硬度≥HRC55；消除粗加工工程中施加在工件上的应力，提高工件强度，延长工件使用寿命。
步骤五、半精加工：精镗并预粗磨内孔，使内孔精度误差为-0.15～0.12mm；半精车外圆及端面，使工件长度方向各尺寸的精度误差为±0.1mm，工件外圆直径精度误差为±0.06mm；粗磨内孔，使内孔精度误差为-0.08至-0.05mm；既保证半精车效率，又减少精加工工作量。
步骤六、精加工：精车外圆及两端面，使工件的外圆直径和长度方向各尺寸的精度误差均为±0.1mm；精磨外圆，使外圆直径精度误差为-0.012～+0.010mm；精磨内孔，使内孔精度误差为+0.010～0.0.035mm；满足工件设计的加工的精度要求。
步骤七、探伤：在整个内孔范围内进行探伤，探伤合格的工件即为成品。
优选的，在步骤二中，淬火处理时先使工件在加热炉中升温至300℃并保温20分钟，然后按照最高升温速度不高于300℃/h升温至835～860℃并保温60分钟后，出炉淬火，淬火液温度为40～50℃，浸入淬火液前工件最低温度要求为760℃，淬火时间为30～35秒，且淬火时淬火液不循环，保证淬火层的均匀性和淬火层的强度。
优选的，在步骤二中，回火处理时，将淬火后的工件放回加热炉中，按最高升温速度不高于300℃/h升温至575～580℃，并保温10分钟后出炉空冷，进一步保证工件的加工强度。
优选的，在步骤四中，通过淬火机床对工件的内孔进行淬火感应加热，并通过淬火水圈对工件的外圆喷淋淬火液，喷淋时淬火水圈的位置必须从淬火机床的定位座与工件接触的位置开始，且淬火水圈的位置与工件定位座的位置平行设置，保证淬火液的喷淋范围覆盖到整个工件的外圆部位；所述淬火液的型号为Houghton AQ371，浓度为5％～8％，且淬火液温度维持在25℃～35℃；感应淬火后进退火炉回火，保温温度150～160℃，保温时间3小时；使淬火层厚度更均匀，强度更稳定。
优选的，在步骤六中，精磨内孔时采用带橡胶套的珩磨夹具将工件连接到珩磨机床上，所述橡胶套的内壁上设有与工件的水封槽部位相对应的橡胶凸块，所述橡胶凸块的下端与工件外圆面下端的凸台相对应。从而在精磨内孔时，对工件相对薄弱的水封槽部位提高夹紧力，防止精磨后工件水封槽部位相对应的内孔位置出现凸高，从而提高了工件的内孔加工精度。
本发明采用符合管径要求的50#钢无缝钢管作毛坯，便于节省原材料，并省去钻通孔的工作量；通过调质处理，改善工件的硬度、韧性和抛光性，方便后续加工，在粗加工后感应淬火，消除粗加工工程中施加在工件上的应力，提高工件强度，延长工件使用寿命；再分别经过半精加工和精加工工序，使工件精度逐步达到设计要求，最后经探伤合格得到成品。
本发明的有益效果是，本发明建立了一种新的钢质薄壁感应淬火气缸套加工工艺，不但实现了钢质薄壁感应淬火气缸套的规模化生产，而且有利于节约钢质薄壁感应淬火气缸套的加工成本，同时也提高了钢质薄壁感应淬火气缸套的加工质量和加工效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的加工工艺流程图。
图2是本发明中珩磨夹具的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图以及具体实施例对本发明进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例
如图1～2所示，本发明提供了本发明提供了一种钢质薄壁感应淬火气缸套加工工艺，包括如下加工步骤：
步骤一、毛坯选型：采用符合管径要求的50#钢无缝钢管作毛坯，并切断至工件需要的长度后，去除毛刺备用；以便节省原材料，并省去钻通孔的工作量。
步骤二、调质处理：先进行淬火处理，淬火处理时先使工件在加热炉中升温至300℃并保温20分钟，然后按照300℃/h的升温速度升温至860℃并保温60分钟后，出炉淬火，淬火液温度为40℃，浸入淬火液前工件最低温度要求为760℃，淬火时间为30秒，且淬火时淬火液不循环；回火处理时，将淬火后的工件放回加热炉中，按300℃/h的升温速度升温至580℃，并保温10分钟后出炉空冷。经过淬火和回火处理，使工件抗拉强度≥700MPa，硬度≤HRC30，且在0.2％偏移下，屈服强度≥600MPa，奥氏体晶粒的显微晶粒度级别指数G≤5；改善工件的硬度、韧性和抛光性，方便后续加工。
步骤三、粗加工：粗车外圆及两端面，使工件的外圆直径和长度方向各尺寸的精度误差均为±0.5mm；粗镗内孔，使内孔的精度误差为-0.3～0mm；修车外圆及两端面，使工件长度方向和小端面外圆直径的精度误差为±0.15mm，使工件大端面外圆直径的精度误差为±0.1mm；使工件初步成型并留够半精车余量，提高工件大端面外圆直径的精度有利于提高精镗定位精度。
步骤四、感应淬火：通过淬火机床对工件的内孔进行淬火感应加热，并通过淬火水圈对工件的外圆喷淋淬火液，喷淋时淬火水圈的位置必须从淬火机床的定位座与工件接触的位置开始，且淬火水圈的位置与工件定位座的位置平行设置，保证淬火液的喷淋范围覆盖到整个工件的外圆部位；所述淬火液的型号为Houghton AQ371，浓度为5％，且淬火液温度维持在25℃～35℃；感应淬火后进退火炉回火，保温温度150℃，保温时间3小时，使成品淬火层厚度达到0.85mm±0.2mm，且淬火层的厚度差＜0.20mm，成品表面硬度≥HRC55；消除粗加工工程中施加在工件上的应力，提高工件强度，延长工件使用寿命。
步骤五、半精加工：精镗并预粗磨内孔，使内孔精度误差为-0.15～0.12mm；半精车外圆及端面，使工件长度方向各尺寸的精度误差为±0.1mm，工件外圆直径精度误差为±0.06mm；粗磨内孔，使内孔精度误差为-0.08至-0.05mm；既保证半精车效率，又减少精加工工作量。
步骤六、精加工：精车外圆及两端面，使工件的外圆直径和长度方向各尺寸的精度误差均为±0.1mm；精磨外圆，使外圆直径精度误差为-0.012～+0.010mm；精磨内孔，采用带橡胶套2的珩磨夹具1将工件连接到珩磨机床上，所述橡胶套2的内壁上设有与工件的水封槽部位相对应的橡胶凸块3，所述橡胶凸块3的下端与工件外圆面下端的凸台相对应。从而在精磨内孔时，对工件相对薄弱的水封槽部位提高夹紧力，防止精磨后工件水封槽部位相对应的内孔位置出现凸高，从而提高了工件的内孔加工精度，使内孔精度误差为+0.010～0.0.035mm。
步骤七、探伤，在整个内孔范围内进行探伤，探伤合格的工件即为成品。
本发明采用符合管径要求的50#钢无缝钢管作毛坯，便于节省原材料，并省去钻通孔的工作量；通过调质处理，改善工件的硬度、韧性和抛光性，方便后续加工，在粗加工后感应淬火，消除粗加工工程中施加在工件上的应力，提高工件强度，延长工件使用寿命；再分别经过半精加工和精加工工序，使工件精度逐步达到设计要求，最后经探伤合格得到成品。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (2)
1.一种钢质薄壁感应淬火气缸套加工工艺，其特征在于，包括如下加工步骤：
步骤一、毛坯选型：采用符合管径要求的50#钢无缝钢管作毛坯，并切断至工件需要的长度后，去除毛刺备用；
步骤二、调质处理：经过淬火和回火处理，使工件抗拉强度≥700MPa，硬度≤HRC30，且在0.2％偏移下，屈服强度≥600MPa，奥氏体晶粒的显微晶粒度级别指数G≤5；淬火处理时先使工件在加热炉中升温至300℃并保温20分钟，然后按照最高升温速度不高于300℃/h升温至835～860℃并保温60分钟后，出炉淬火，淬火液温度为40～50℃，浸入淬火液前工件最低温度要求为760℃，淬火时间为30～35秒，且淬火时淬火液不循环；回火处理时，将淬火后的工件放回加热炉中，按最高升温速度不高于300℃/h升温至575～580℃，并保温10分钟后出炉空冷；
步骤三、粗加工：粗车外圆及两端面，使工件的外圆直径和长度方向各尺寸的精度误差均为±0.5mm；粗镗内孔，使内孔的精度误差为-0.3～0mm；修车外圆及两端面，使工件长度方向和小端面外圆直径的精度误差为±0.15mm，使工件大端面外圆直径的精度误差为±0.1mm；
步骤四、感应淬火：使成品淬火层厚度达到0.85mm±0.2mm，且淬火层的厚度差＜0.20mm，成品表面硬度≥HRC55；
步骤五、半精加工：精镗并预粗磨内孔，使内孔精度误差为-0.15～0.12mm；半精车外圆及端面，使工件长度方向各尺寸的精度误差为±0.1mm，工件外圆直径精度误差为±0.06mm；粗磨内孔，使内孔精度误差为-0.08至-0.05mm；
步骤六、精加工：精车外圆及两端面，使工件的外圆直径和长度方向各尺寸的精度误差均为±0.1mm；精磨外圆，使外圆直径精度误差为-0.012～+0.010mm；精磨内孔，使内孔精度误差为+0.010～0.0.035mm；且精磨内孔时采用带橡胶套的珩磨夹具将工件连接到珩磨机床上，所述橡胶套的内壁上设有与工件的水封槽部位相对应的橡胶凸块，所述橡胶凸块的下端与工件外圆面下端的凸台相对应；
步骤七、探伤：在整个内孔范围内进行探伤，探伤合格的工件即为成品。
2.根据权利要求1所述的钢质薄壁感应淬火气缸套加工工艺，其特征在于：在步骤四中，通过淬火机床对工件的内孔进行淬火感应加热，并通过淬火水圈对工件的外圆喷淋淬火液，喷淋时淬火水圈的位置必须从淬火机床的定位座与工件接触的位置开始，且淬火水圈的位置与工件定位座的位置平行设置，保证淬火液的喷淋范围覆盖到整个工件的外圆部位；所述淬火液的型号为Houghton AQ371，浓度为5％～8％，且淬火液温度维持在25℃～35℃；感应淬火后进退火炉回火，保温温度150～160℃，保温时间3小时。
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