專利名稱：：曲軸圓角淬火方法
技術領域：
：本發明涉及汽車制造，具體是汽車發動機曲軸的圓角淬火方法。
背景技術：
：曲軸是發動機中的重要零件，其主要損壞形式為疲勞斷裂和軸頸的磨損，因此，提高曲軸使用性能的目標就是提高其疲勞強度和耐磨性。采用曲軸圓角感應淬火強化工藝，可顯著提高疲勞強度，是提高發動機輸出功率、延長曲軸使用壽命的有效途徑。在各種熱處理技術和表面強化技術長足發展的今天，圓角感應淬火強化仍然是目前曲軸(特別是大功率發動機或增壓發動機曲軸)首選的強化技術。現有的汽車發動機曲軸的圓角淬火方法存在問題1、淬火層深度檢測、控制主要是采用金相法進行的，對取樣檢測部位規定的不太嚴格，因而對曲軸各部位的硬度梯度及硬化層均勻性控制不太理想；2、由于控制方法不完善，因而在淬火后存在一定比例變形超差曲軸。
發明內容本發明提供一種曲軸圓角淬火方法，以獲得均勻合理的硬化層形狀，并控制曲軸淬火后的跳動量。本發明還提供一種曲軸圓角淬火層深度檢測的方法。為了解決現有技術存在的問題，實現上述目的，本發明針對問題進行了改進1、用硬度法按0.5mm梯度進行檢測，對取樣、檢測部位進行明確要求，通過采取控制感應器間隙匹配、連桿變功率幅度和位置調節、工藝參數優化等措施，保證加熱中側面、圓角與軸頸各部的溫度場均勻，獲得均勻合理的硬化層形狀。2、通過分析變形規律，在淬火順序設計、變功率控制、工藝參數優化等幾個方面的研究和控制，曲軸淬火后的跳動量得到完全控制。本發明的曲軸圓角淬火方法，采用TQK-1A曲軸淬火機床，加熱電源為200Kw晶體管固態(IGBT)中頻感應電源，曲拐內外側功率調節差為2040%，淬火順序為4連一3連—2連一5連一6連一1連一4主一3主一2主一5主一6主一7主一1主，淬火介質濃度8-10%、溫度15-28"，淬火后進行21(TC、2小時回火處理。曲軸淬火工藝參數如下表軸頸編號電壓(V)電流(A)加熱時間(s)間隙時間(s)冷卻時間(s)l主軸420-400285-26522-24018-207主軸410-390290-27020-22018-20其余主軸420-400285-26519-21018-203<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發明的曲軸圓角淬火層深度檢測的方法，是用硬度法按0.5mm梯度進行檢測。圖1是取樣、檢測部位示意圖；圖2是不同軸頸淬火變形方向分布圖；圖3是淬火后曲軸彎曲跳動量不大于0.5mm的工藝規定圖。具體實施例方式P11C曲軸是上海日野引進日本日野發動機項目，應國產化的需要，由我公司承擔P11C曲軸的開發生產。由于日野對產品質量控制要求高，因此對其進行圓角感應淬火強化處理難度較大，淬火技術應用的關鍵有兩個方面一是獲得理想的淬火區域；二是控制曲軸淬火變形。產品對淬火硬度、深度有較嚴格規定表面硬度Hv520-680(距表面0.lmm位置)；有效硬化層Hv400以上；淬火深度為軸頸3.0-6.Omm、R圓角1.5_4.5mm。檢查用硬度法按0.5mm梯度進行檢測，按圖1對取樣、檢測部位進行明確要求。通過分析其變形規律(圖2)，從以下幾個方面進行控制1、設計各軸頸的表面淬火順序，使其變形互相牽制；2、由于曲軸結構因素，沿軸頸圓周各部位傳熱條件不一致，因此在曲軸進行圓角淬火加熱時，對圓周方向加熱功率進行變功率控制，使受熱均勻而不引起變形；3、根據曲軸變形特點，設計曲軸加熱及冷卻時的最佳接通位置，控制應力分布及變形；4、優化工藝參數，達到主軸頸和連桿頸淬火深度的最佳匹配，使變形互相牽制。P11C曲軸淬火，采用TQK-1A曲軸淬火機床，加熱電源為200Kw晶體管固態(IGBT)中頻感應電源，其加熱功率、功率跟蹤調節、機床程序控制等均能滿足要求。實際淬火中，曲拐內外側功率調節差為35%，淬火順序為4連一3連一2連一5連一6連一1連一4主一3主一2主一5主一6主一7主一l主，淬火介質濃度10%、溫度251:。淬火后進行變形檢查并進行210°C、2小時回火處理。P11C曲軸淬火工藝規范如下<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>P11C曲軸經圓角感應淬火強化及回火處理后，曲軸表面硬度得到精確控制(Hv580)，硬化區范圍、硬化層深度解剖截面的工藝參數完全達到設計要求并且過渡圓整(軸頸深度5mm，R圓角深度3mm)，感應淬火后的彎曲跳動量100%合格，曲軸淬火后的跳動量完全控制在0.5mm以內，為0.31mm，無淬火裂紋等缺陷。按圖1進行取樣，對檢測部位用硬度法按O.5mm梯度進行檢測，符合要求。通過疲勞強度試驗，感應淬火強化后的曲軸疲勞強度i^=3980N.m，曲軸安全系數達1.8，通過了日野公司的檢驗。本發明為滿足以上各部位硬度梯度和硬化層均勻性要求，特別是連桿頸I、II、ni、iv部位硬化層均勻性要求，采取控制感應器間隙匹配、連桿變功率幅度和位置調節、工藝參數優化等措施，保證了加熱中側面、圓角與軸頸各部的溫度場均勻，獲得均勻合理的硬化層形狀，從而滿足了P11C曲軸圓角淬火要求。權利要求曲軸圓角淬火方法，其特征在于采用TQK-1A曲軸淬火機床，加熱電源為200Kw晶體管固態中頻感應電源，曲拐內外側功率調節差為20～40％，淬火順序為4連→3連→2連→5連→6連→1連→4主→3主→2主→5主→6主→7主→1主，淬火介質濃度8-10％、溫度15-28℃，淬火后進行210℃、2小時回火處理。2.根據權利要求l所述的曲軸圓角淬火方法，其特征在于曲軸淬火工藝參數如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>3.曲軸圓角淬火層深度檢測的方法，其特征在于用硬度法按0.5mm梯度進行檢測。全文摘要本發明的曲軸圓角淬火方法，采用TQK-1A曲軸淬火機床，加熱電源為200Kw晶體管固態(IGBT)中頻感應電源，曲拐內外側功率調節差為20～40％，淬火順序為4連→3連→2連→5連→6連→1連→4主→3主→2主→5主→6主→7主→1主，淬火介質濃度8-10％、溫度15-28℃，淬火后進行210℃、2小時回火處理。本發明的曲軸圓角淬火層深度檢測的方法，是用硬度法按0.5mm梯度進行檢測。采取控制感應器間隙匹配、連桿變功率幅度和位置調節、工藝參數優化等措施，保證了加熱中側面、圓角與軸頸各部的溫度場均勻，獲得均勻合理的硬化層形狀，從而滿足了P11C曲軸圓角淬火要求，并控制了曲軸淬火后的跳動量。文檔編號C21D9/30GK101787427SQ20101010109公開日2010年7月28日申請日期2010年1月23日優先權日2010年1月23日發明者張勁柯申請人:桂林福達曲軸有限公司