CN113106444B - 一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，属于汽车曲轴领域，一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，在涂覆防腐层之前，将曲轴通磁，并铺设修补微球，在微调整处理的操作下，使微裂痕附近的修补微球靠近裂痕处，此时通过激光熔覆，使修补微球受热熔化，其内部的预融粉末呈现流动态渗入到曲轴表面的微痕内，凝固后形成带有色点的修补底层，然后再涂覆防腐层，相较于现有技术，有效修复微裂痕，进而有效消除防腐层内空气的存在，使在长期使用时，本曲轴表面的修补底层和防腐层对其共同起到保护作用，显著降低防腐层脱落的情况发生，同时对裂痕的修复，还可以显著提高本曲轴自身的强度，使其在长期使用时，不易发生裂痕增大的情况。
Description
技术领域
本发明涉及汽车曲轴领域，更具体地说，涉及一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法。
背景技术
曲轴发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。
为减小曲轴质量及运动时所产生的离心力，曲轴轴颈往往作成中空的。在每个轴颈表面上都开有油孔，以便将机油引入或引出，用以润滑轴颈表面。为减少应力集中，主轴颈、曲柄销与曲柄臂的连接处都采用过渡圆弧连接。
曲轴平衡重(也称配重)的作用是为了平衡旋转离心力及其力矩，有时也可平衡往复惯性力及其力矩。当这些力和力矩自身达到平衡时，平衡重还可用来减轻主轴承的负荷。平衡重的数目、尺寸和安置位置要根据发动机的气缸数、气缸排列形式及曲轴形状等因素来考虑。平衡重一般与曲轴铸造或锻造成一体，大功率柴油机平衡重与曲轴分开制造，然后用螺栓连接在一起。
曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用，因而对曲轴表面的强度和耐磨度有很高的要求，然而曲轴表面往往存在一些难以观察到的微裂痕，现有技术中，一般直接对表面进行防腐层的涂覆，由于裂痕的存在，导致防腐层与曲轴表面的接触处存在一定的空隙，曲轴在工作过程中，因快速转动摩擦，会产生大量热，导致曲轴在长期使用过程中，空气会发生一定的热膨胀，导致防腐层强度受到一定损伤，易脱落，导致对曲轴的保护作用变差，另外裂痕的存在还容易影响曲轴自身的强度。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，它在涂覆防腐层之前，将曲轴通磁，并铺设修补微球，在微调整处理的操作下，使微裂痕附近的修补微球靠近裂痕处，此时通过激光熔覆，使修补微球受热熔化，其内部的预融粉末呈现流动态渗入到曲轴表面的微痕内，凝固后形成带有色点的修补底层，然后再涂覆防腐层，相较于现有技术，有效修复微裂痕，进而有效消除防腐层内空气的存在，使在长期使用时，本曲轴表面的修补底层和防腐层对其共同起到保护作用，显著降低防腐层脱落的情况发生，同时对裂痕的修复，还可以显著提高本曲轴自身的强度，使其在长期使用时，不易发生裂痕增大的情况。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，包括以下步骤：
S1、首先对待处理的曲轴进行前处理，处理后进行干燥处理；
S2、将前处理后的曲轴进行充磁处理，使曲轴具备磁性；
S3、然后在磁性的曲轴表面铺设修补微球，形成预修补层，然后对预修补层的厚度进行调整，直至均匀，预修补层的厚度为3-4mm；
S4、对预修补层的位置进行微调整处理，微调整处理后通过激光对预修补层进行熔覆处理，使修补微球受热熔化，其内部的预融粉末呈现流动态渗入到曲轴表面的微痕内，凝固后形成带有色点的修补底层，激光熔覆的温度不低于700℃；
S5、在带有色点的修补底层上方涂覆一层防腐层，使防腐层覆盖修补底层，凝固成型后，完成曲轴表面的微痕处理。
进一步的，所述前处理包括脱脂、除油以及除锈斑中的一种或多种，有效降低曲轴表面的杂质，使形成的修补底层与曲轴表面接触的部分更加均匀。
进一步的，所述步骤S4中对预修补层的微调整处理具体步骤为：
首先对曲轴表面进行低温处理，使修补微球收缩，裂痕周围的修补微球在收缩力下发生朝向裂痕内的移动，使得在激光熔覆时，修补微球破裂后其内部的预融粉末能够更加充分的下渗填满裂痕，有效修补其表面的裂痕，使曲轴表面形成的修补底层以及防腐层更加稳定，使对曲轴表面的保护作用更好，低温处理时温度不低于零下5℃，温度过高，导致修补微球内的惰性气体的收缩量过小，导致修补微球在收缩力作用下产生的位置的移动量相对较小，不利于裂痕处的修补。
进一步的，所述修补微球包括外熔包裹层，所述外熔包裹层内部固定连接有中心隔片，所述预融粉末饱和填充在中心隔片下表面与外熔包裹层围成的空间内，所述中心隔片上表面与外熔包裹层围成的空间内饱和填充有惰性气体。
进一步的，所述外熔包裹层和中心隔片均为热熔材料制成，使激光熔覆时，外熔包裹层和中心隔片均能熔化，一方面释放预融粉末，使在高温下呈现流动态的预融粉末能够下渗进入到裂缝内，另一方面惰性气体向外溢出，快速带走其周围的热量，有效加速修补底层的降温凝固得速度，从而有效加快表面处理的效率，所述中心隔片位于外熔包裹层中心点上方，使预融粉末的量相对较多，有效保证形成的修补底层具备一定的厚度。
进一步的，所述外熔包裹层内底端固定连接有色点骨架，所述色点骨架包括与外熔包裹层固定连接的骨架主杆、多个连接在外熔包裹层与骨架主杆外端之间的限位金属丝以及固定连接在骨架主杆上端的变色顶球，所述变色顶球位于中心隔片上方，所述限位金属丝位于中心隔片下方，在熔覆后，修补底层凝固后，变色顶球处于修补底层上方，在涂覆了透明的防腐层后，在出厂测试过程中，可以根据观察到的曲轴表面上变色顶球颜色的变化，直观判断曲轴使用时由于摩擦生热而产生的温度变化，有效辅助工作人员测试曲轴表面的耐热耐摩擦性。
进一步的，所述骨架主杆固定贯穿中心隔片，且骨架主杆位于中心隔片下方的长度大于骨架主杆和变色顶球纵向总长度的一半，有效保证骨架主杆和变色顶球在外熔包裹层内的稳定性，使其在对预修补层进行熔覆时，当预融粉末在流动状态下，其不易倾倒，有效保证变色顶球处于形成的修补底层的上方。
进一步的，所述变色顶球表面涂覆有温致变色层，所述防腐层为透明材料制成，便于穿过防腐层观察变色顶球处颜色的变化，从而有效辅助工作人员了解曲轴运行时由于热量产生的温度变化。
进一步的，所述预融粉末由低熔点金属粉末、铁粉和不锈钢粉末的均匀混合而成，所述低熔点金属粉末、铁粉和不锈钢粉末的体积混合比为0.8-1.5：0.5-0.8：2-3，所述低熔点金属粉末为铝合金粉末、锌粉末以及镁铝合金粉末中的一种或多种，低熔点金属粉末的添加，使得在熔覆时，温度达到低熔点粉末的熔点时，其处于熔融状态，使整个预融粉末处于流动的状态，便与其渗入到微痕内，当凝固时实现对裂痕的修补，再次过程中，不需要达到不锈钢粉末的熔点，即可完成修补，显著降低能源成本的投入，同时在相对熔点较高的不锈钢粉末的作用下，使形成的修补底层整体的耐热性、耐磨性以及硬度均较高，使其对曲轴表面的保护作用更好，铁粉使通磁后的曲轴能够吸附修补微球，使其在曲轴表面不易掉落。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案在涂覆防腐层之前，将曲轴通磁，并铺设修补微球，在微调整处理的操作下，使微裂痕附近的修补微球靠近裂痕处，此时通过激光熔覆，使修补微球受热熔化，其内部的预融粉末呈现流动态渗入到曲轴表面的微痕内，凝固后形成带有色点的修补底层，然后再涂覆防腐层，相较于现有技术，有效修复微裂痕，进而有效消除防腐层内空气的存在，使在长期使用时，本曲轴表面的修补底层和防腐层对其共同起到保护作用，显著降低防腐层脱落的情况发生，同时对裂痕的修复，还可以显著提高本曲轴自身的强度，使其在长期使用时，不易发生裂痕增大的情况。
(2)前处理包括脱脂、除油以及除锈斑中的一种或多种，有效降低曲轴表面的杂质，使形成的修补底层与曲轴表面接触的部分更加均匀。
(3)步骤S4中对预修补层的微调整处理具体步骤为：首先对曲轴表面进行低温处理，使修补微球收缩，裂痕周围的修补微球在收缩力下发生朝向裂痕内的移动，使得在激光熔覆时，修补微球破裂后其内部的预融粉末能够更加充分的下渗填满裂痕，有效修补其表面的裂痕，使曲轴表面形成的修补底层以及防腐层更加稳定，使对曲轴表面的保护作用更好，低温处理时温度不低于零下5℃，温度过高，导致修补微球内的惰性气体的收缩量过小，导致修补微球在收缩力作用下产生的位置的移动量相对较小，不利于裂痕处的修补。
(4)修补微球包括外熔包裹层，外熔包裹层内部固定连接有中心隔片，预融粉末饱和填充在中心隔片下表面与外熔包裹层围成的空间内，中心隔片上表面与外熔包裹层围成的空间内饱和填充有惰性气体。
(5)外熔包裹层和中心隔片均为热熔材料制成，使激光熔覆时，外熔包裹层和中心隔片均能熔化，一方面释放预融粉末，使在高温下呈现流动态的预融粉末能够下渗进入到裂缝内，另一方面惰性气体向外溢出，快速带走其周围的热量，有效加速修补底层的降温凝固得速度，从而有效加快表面处理的效率，中心隔片位于外熔包裹层中心点上方，使预融粉末的量相对较多，有效保证形成的修补底层具备一定的厚度。
(6)外熔包裹层内底端固定连接有色点骨架，色点骨架包括与外熔包裹层固定连接的骨架主杆、多个连接在外熔包裹层与骨架主杆外端之间的限位金属丝以及固定连接在骨架主杆上端的变色顶球，变色顶球位于中心隔片上方，限位金属丝位于中心隔片下方，在熔覆后，修补底层凝固后，变色顶球处于修补底层上方，在涂覆了透明的防腐层后，在出厂测试过程中，可以根据观察到的曲轴表面上变色顶球颜色的变化，直观判断曲轴使用时由于摩擦生热而产生的温度变化，有效辅助工作人员测试曲轴表面的耐热耐摩擦性。
(7)骨架主杆固定贯穿中心隔片，且骨架主杆位于中心隔片下方的长度大于骨架主杆和变色顶球纵向总长度的一半，有效保证骨架主杆和变色顶球在外熔包裹层内的稳定性，使其在对预修补层进行熔覆时，当预融粉末在流动状态下，其不易倾倒，有效保证变色顶球处于形成的修补底层的上方。
(8)变色顶球表面涂覆有温致变色层，防腐层为透明材料制成，便于穿过防腐层观察变色顶球处颜色的变化，从而有效辅助工作人员了解曲轴运行时由于热量产生的温度变化。
(9)预融粉末由低熔点金属粉末、铁粉和不锈钢粉末的均匀混合而成，低熔点金属粉末、铁粉和不锈钢粉末的体积混合比为0.8-1.5：0.5-0.8：2-3，低熔点金属粉末为铝合金粉末、锌粉末以及镁铝合金粉末中的一种或多种，低熔点金属粉末的添加，使得在熔覆时，温度达到低熔点粉末的熔点时，其处于熔融状态，使整个预融粉末处于流动的状态，便与其渗入到微痕内，当凝固时实现对裂痕的修补，再次过程中，不需要达到不锈钢粉末的熔点，即可完成修补，显著降低能源成本的投入，同时在相对熔点较高的不锈钢粉末的作用下，使形成的修补底层整体的耐热性、耐磨性以及硬度均较高，使其对曲轴表面的保护作用更好，铁粉使通磁后的曲轴能够吸附修补微球，使其在曲轴表面不易掉落。
附图说明
图1为本发明的主要的流程结构示意图；
图2为本发明的曲轴的结构示意图；
图3为本发明的修补微球的结构示意图；
图4为本发明的色点骨架的结构示意图。
图中标号说明：
1外熔包裹层、2骨架主杆、3变色顶球、4限位金属丝、5中心隔片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-2，图中a表示曲轴、b表示修补底层、c表示防腐层、d表示曲轴表面的微裂痕，一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，包括以下步骤：
S1、首先对待处理的曲轴进行前处理，处理后进行干燥处理，前处理包括脱脂、除油以及除锈斑中的一种或多种，有效降低曲轴表面的杂质，使形成的修补底层与曲轴表面接触的部分更加均匀；
S2、将前处理后的曲轴进行充磁处理，使曲轴具备磁性；
S3、然后在磁性的曲轴表面铺设修补微球，形成预修补层，然后对预修补层的厚度进行调整，直至均匀，预修补层的厚度为3-4mm；
S4、对预修补层的位置进行微调整处理，微调整处理后通过激光对预修补层进行熔覆处理，使修补微球受热熔化，其内部的预融粉末呈现流动态渗入到曲轴表面的微痕内，凝固后形成带有色点的修补底层；
对预修补层的微调整处理具体步骤为：
首先对曲轴表面进行低温处理，使修补微球收缩，裂痕周围的修补微球在收缩力下发生朝向裂痕内的移动，使得在激光熔覆时，修补微球破裂后其内部的预融粉末能够更加充分的下渗填满裂痕，有效修补其表面的裂痕，使曲轴表面形成的修补底层以及防腐层更加稳定，使对曲轴表面的保护作用更好，低温处理时温度不低于零下5℃，温度过高，导致修补微球内的惰性气体的收缩量过小，导致修补微球在收缩力作用下产生的位置的移动量相对较小，不利于裂痕处的修补；
S5、在带有色点的修补底层上方涂覆一层防腐层，使防腐层覆盖修补底层，凝固成型后，完成曲轴表面的微痕处理。
请参阅图3，修补微球包括外熔包裹层1，外熔包裹层1内部固定连接有中心隔片5，预融粉末饱和填充在中心隔片5下表面与外熔包裹层1围成的空间内，中心隔片5上表面与外熔包裹层1围成的空间内饱和填充有惰性气体，外熔包裹层1和中心隔片5均为热熔材料制成，使激光熔覆时，外熔包裹层1和中心隔片5均能熔化，一方面释放预融粉末，使在高温下呈现流动态的预融粉末能够下渗进入到裂缝内，另一方面惰性气体向外溢出，快速带走其周围的热量，有效加速修补底层的降温凝固得速度，从而有效加快表面处理的效率，中心隔片5位于外熔包裹层1中心点上方，使预融粉末的量相对较多，有效保证形成的修补底层具备一定的厚度，骨架主杆2固定贯穿中心隔片5，且骨架主杆2位于中心隔片5下方的长度大于骨架主杆2和变色顶球3纵向总长度的一半，有效保证骨架主杆2和变色顶球3在外熔包裹层1内的稳定性，使其在对预修补层进行熔覆时，当预融粉末在流动状态下，其不易倾倒，有效保证变色顶球3处于形成的修补底层的上方。
请参阅图4，外熔包裹层1内底端固定连接有色点骨架，色点骨架包括与外熔包裹层1固定连接的骨架主杆2、多个连接在外熔包裹层1与骨架主杆2外端之间的限位金属丝4以及固定连接在骨架主杆2上端的变色顶球3，变色顶球3表面涂覆有温致变色层，防腐层为透明材料制成，便于穿过防腐层观察变色顶球3处颜色的变化，从而有效辅助工作人员了解曲轴运行时由于热量产生的温度变化，变色顶球3位于中心隔片5上方，限位金属丝4位于中心隔片5下方，在熔覆后，修补底层凝固后，变色顶球3处于修补底层上方，在涂覆了透明的防腐层后，在出厂测试过程中，可以根据观察到的曲轴表面上变色顶球3颜色的变化，直观判断曲轴使用时由于摩擦生热而产生的温度变化，有效辅助工作人员测试曲轴表面的耐热耐摩擦性，另外色点骨架可以作为修补底层和防腐层的内衬骨架，使二者强度更高，不易在本曲轴高速转动时被损坏。
预融粉末由低熔点金属粉末、铁粉和不锈钢粉末的均匀混合而成，低熔点金属粉末、铁粉和不锈钢粉末的体积混合比为0.8-1.5：0.5-0.8：2-3，低熔点金属粉末为铝合金粉末、锌粉末以及镁铝合金粉末中的一种或多种，低熔点金属粉末的添加，使得在熔覆时，温度达到低熔点粉末的熔点时，其处于熔融状态，使整个预融粉末处于流动的状态，便与其渗入到微痕内，当凝固时实现对裂痕的修补，再次过程中，不需要达到不锈钢粉末的熔点，即可完成修补，显著降低能源成本的投入，同时在相对熔点较高的不锈钢粉末的作用下，使形成的修补底层整体的耐热性、耐磨性以及硬度均较高，使其对曲轴表面的保护作用更好，铁粉使通磁后的曲轴能够吸附修补微球，使其在曲轴表面不易掉落。
在涂覆防腐层之前，将曲轴通磁，并铺设修补微球，在微调整处理的操作下，使微裂痕附近的修补微球靠近裂痕处，此时通过激光熔覆，使修补微球受热熔化，其内部的预融粉末呈现流动态渗入到曲轴表面的微痕内，凝固后形成带有色点的修补底层，然后再涂覆防腐层，相较于现有技术，有效修复微裂痕，进而有效消除防腐层内空气的存在，使在长期使用时，本曲轴表面的修补底层和防腐层对其共同起到保护作用，显著降低防腐层脱落的情况发生，同时对裂痕的修复，还可以显著提高本曲轴自身的强度，使其在长期使用时，不易发生裂痕增大的情况。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、首先对待处理的曲轴进行前处理，处理后进行干燥处理；
S2、将前处理后的曲轴进行充磁处理，使曲轴具备磁性；
S3、然后在磁性的曲轴表面铺设修补微球，形成预修补层，然后对预修补层的厚度进行调整，直至均匀，预修补层的厚度为3-4mm；
S4、对预修补层的位置进行微调整处理，微调整处理后通过激光对预修补层进行熔覆处理，使修补微球受热熔化，其内部的预融粉末呈现流动态渗入到曲轴表面的微痕内，凝固后形成带有色点的修补底层；
S5、在带有色点的修补底层上方涂覆一层防腐层，使防腐层覆盖修补底层，凝固成型后，完成曲轴表面的微痕处理；
所述修补微球包括外熔包裹层（1），所述外熔包裹层（1）内部固定连接有中心隔片（5），所述预融粉末饱和填充在中心隔片（5）下表面与外熔包裹层（1）围成的空间内，所述中心隔片（5）上表面与外熔包裹层（1）围成的空间内饱和填充有惰性气体，所述外熔包裹层（1）内底端固定连接有色点骨架，所述色点骨架包括与外熔包裹层（1）固定连接的骨架主杆（2）、多个连接在外熔包裹层（1）与骨架主杆（2）外端之间的限位金属丝（4）以及固定连接在骨架主杆（2）上端的变色顶球（3），所述变色顶球（3）位于中心隔片（5）上方，所述限位金属丝（4）位于中心隔片（5）下方。
2.根据权利要求1所述的一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，其特征在于：所述前处理包括脱脂、除油以及除锈斑中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，其特征在于：所述步骤S4中对预修补层的微调整处理具体步骤为：
首先对曲轴表面进行低温处理，使修补微球收缩，裂痕周围的修补微球在收缩力下发生朝向裂痕内的移动，低温处理时温度不低于零下5℃。
4.根据权利要求1所述的一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，其特征在于：所述外熔包裹层（1）和中心隔片（5）均为热熔材料制成，所述中心隔片（5）位于外熔包裹层（1）中心点上方。
5.根据权利要求1所述的一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，其特征在于：所述骨架主杆（2）固定贯穿中心隔片（5），且骨架主杆（2）位于中心隔片（5）下方的长度大于骨架主杆（2）和变色顶球（3）纵向总长度的一半。
6.根据权利要求5所述的一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，其特征在于：所述变色顶球（3）表面涂覆有温致变色层，所述防腐层为透明材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，其特征在于：所述预融粉末由低熔点金属粉末、铁粉和不锈钢粉末均匀混合而成，所述低熔点金属粉末、铁粉和不锈钢粉末的体积混合比为0.8-1.5：0.5-0.8：2-3。
8.根据权利要求7所述的一种汽车曲轴表面流动去痕处理方法，其特征在于：所述低熔点金属粉末为铝合金粉末、锌粉末以及镁铝合金粉末中的一种或多种。
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