冷擠壓高精度汽油機活塞銷的制作方法
【專利摘要】本發明公開了冷擠壓高精度汽油機活塞銷，包括活塞銷本體，活塞銷本體由活塞銷坯料采用冷擠壓工藝擠壓成型有軸向貫通的銷孔，活塞銷本體的兩端均成型有內環導角環形面和外環導角環形面，內環導角環形面和外環導角環形面的導向角均為30度；活塞銷本體具有整體采用滲碳、淬火、回火熱處理工藝獲得的表面滲碳層和芯部硬度層，活塞銷本體還具有通過高精度無芯磨床加工控制外圓尺寸獲得的外圓表面；活塞銷本體滲碳時間為60分鐘，淬火時間為30分鐘，淬火后使用油為冷卻介質；活塞銷本體進行回火熱處理的回火時間在175-180分鐘內出爐后自然冷卻。本發明具有結構精巧、生產效率高、產品質量穩定、排放少、可靠性強，使用壽命長等優點，能滿足大功率機車使用的生產要求。
【專利說明】冷擠壓高精度汽油機活塞銷
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽油機發動機領域，特別是汽油機發動機中使用的一種活塞銷，具體地說是一種冷擠壓高精度汽油機活塞銷。
【背景技術】
[0002]活塞銷是大功率機車活塞內的重要組成部件，對整機的動力系統起著關鍵的作用，其主要用來連接活塞和連桿并將活塞承受的力傳給連桿。由于活塞銷在高溫條件下要承受很大的周期性沖擊負荷，因此活塞銷必須要有足夠的剛度、強度和耐磨性并且具有良好的表面質量。
[0003]目前市場上銷售的活塞銷多采用的是傳統切削加工方式生產，一般為落料后進行粗加工再進行后續的精加工，采用機加工生產效率比較低，其產品的質量十分不穩定，且對材料的浪費嚴重，廢品率高，生產成本高，因此市場上對活塞銷的需求較大，急需一種生產效率更高，質量更加穩定的加工方式。而采用冷擠壓工藝制備的活塞銷則具有纖維組織細密流暢，強度高、韌性好，零件使用壽命高于常規加工同類產品，因此，倍受市場的歡迎。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的現狀，而提供一種工藝方法先進、生產效率高、產品質量穩定、使用壽長且能滿足大功率機車裝配使用要求的冷擠壓高精度汽油機活塞銷。
[0005]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:冷擠壓高精度汽油機活塞銷，包括圓柱形的活塞銷本體，活塞銷本體由低碳合金鋼材料的活塞銷坯料采用冷擠壓工藝擠壓成型有軸向貫通的銷孔，并且該活塞銷本體的兩端均擠壓成型有內環導角環形面和外環導角環形面，內環導角環形面和外環導角環形面的導向角均為30度；活塞銷本體具有整體采用滲碳、淬火、回火熱處理工藝獲得的表面滲碳層和位于表面滲碳層下的芯部硬度層，活塞銷本體還具有通過高精度無芯磨床加工控制外圓尺寸獲得的外圓表面；所述的活塞銷本體進行滲碳淬火工藝的設備為多用爐，該活塞銷本體滲碳淬火的工藝流程為爐內預熱，并控制爐內碳勢在0.8%-1.2%以內，升溫至890°C _910°C，滲碳時間為60分鐘，滲碳介質采用丙烷+甲醇滴液，后降溫至860°C _880°C，進行淬火處理，時間為30分鐘，淬火后使用油為冷卻介質；所述的活塞銷本體進行回火熱處理工藝的設備為網帶爐，該活塞銷本體回火熱處理的工藝流程為爐內預熱，控制爐內溫度至190°C _200°C，設定網帶轉速，確保回火時間在175-180分鐘內，活塞銷本體出爐后，自然冷卻。
[0006]為優化上述技術方案，采取的措施還包括:
上述的活塞銷本體的外圓直徑為12毫米-15毫米，銷孔的孔徑為8毫米-10毫米。
[0007]上述的活塞銷本體的外圓表面粗糙度為Ra0.2 μπι，銷孔的孔壁粗糙度為Ral.6 μ m0
[0008]上述的活塞銷本體的長度為48毫米。
[0009]上述的外環導角環形面的寬度(h)為0.8毫米。
[0010]上述的表面滲碳層的滲碳層深度達到0.3毫米-0.5毫米。
[0011]上述的芯部硬度層的硬度為HRC30-45，外圓表面的硬度為HRA78-83。
[0012]上述的活塞銷坯料冷擠壓前經過有磷化處理工藝。
[0013]與現有技術相比，本發明的活塞銷本體由低碳合金鋼材料的活塞銷坯料采用冷擠壓工藝擠壓成型，使用低碳合金鋼冷擠壓成型，避免了一般中碳鋼調質處理可能存在的熱處理缺陷，極大的提高了產品的可靠性。冷擠壓后的銷孔為成型尺寸且內孔壁的粗糙度能夠保證在Ral.6ym以內，提高了產品的質量要求。冷擠壓后產品的纖維組織細密流暢，強度高韌性好，零件的使用壽命遠高于常規加工的同類產品。本發明的活塞銷生產效率能夠達到日產30000件左右，與機加工生產相比，有大幅度的提高。本發明具有結構精巧、生產效率高、產品質量穩定、排放少、可靠性強，使用壽命長等優點，能滿足大功率機車使用的生產要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的剖視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發明的實施例作進一步詳細描述。
[0016]圖1為本發明的結構示意圖。
[0017]其中的附圖標記為:長度H、寬度h、導向角α、外圓直徑Φ、孔徑Φ、活塞銷本體
1、銷孔la、內環導角環形面lb、外環導角環形面lc、外圓表面Id。
[0018]圖1為本發明的結構示意圖，如圖所示，本發明的冷擠壓高精度汽油機活塞銷，包括圓柱形的活塞銷本體1，活塞銷本體1由低碳合金鋼材料的活塞銷坯料利用活塞銷冷擠壓模具采用冷擠壓工藝擠壓成型，擠壓成型的活塞銷本體1具有軸向貫通的銷孔la，并且該活塞銷本體1的兩端均擠壓成型有內環導角環形面lb和外環導角環形面lc，內環導角環形面lb和外環導角環形面lc的導向角α均為30度。目前市場上傳統的活塞銷是采用切削加工方式生產，生產時一般為落料后進行粗加工，然后再進行后續的精加工。采用這種機加工生產的方法效率比較低，其產品的質量也不穩定，并且對材料的浪費嚴重，廢品率高，因而生產成本較高。本發明的汽油機活塞銷采用冷擠壓工藝生產，利用金屬的塑性變形來制成所需形狀，因而不僅能獲得理想的表面粗糙度和尺寸精度，而且冷擠壓后的活塞銷在零件的內部還能形成合理的纖維流線分布，使本產品的強度能遠高于原材料的強度。本發明的活塞銷坯料為低碳合金鋼材料，避免了一般中碳鋼調質處理可能存在的熱處理缺陷，極大的提高了產品的可靠性。
[0019]本發明的活塞銷本體1具有整體采用滲碳、淬火、回火熱處理工藝獲得的表面滲碳層和位于表面滲碳層下的芯部硬度層，活塞銷本體1還具有通過高精度無芯磨床加工控制外圓尺寸獲得的外圓表面Id。
[0020]本發明的活塞銷坯料在冷擠壓前經過有磷化處理工藝，磷化處理后的活塞銷坯料采用活塞銷冷擠壓模具擠壓成型。為了提高活塞銷的機械強度、抗磨性、抗疲勞性，保證產品的質量穩定，延長產品的使用壽命，本發明可以這樣說，即提供了一種采用滲碳、淬火、回火熱處理工藝的冷擠壓高精度汽油機活塞銷，活塞銷本體I由低碳合金鋼材料的活塞銷坯料利用活塞銷冷擠壓模具采用冷擠壓工藝擠壓成型，擠壓成型的活塞銷本體I具有軸向貫通的銷孔la，并且該活塞銷本體I的兩端均擠壓成型有內環導角環形面Ib和外環導角環形面lc，內環導角環形面Ib和外環導角環形面Ic的導向角α均為30度。其滲碳、淬火、回火熱處理工藝如下:采用多用爐對活塞銷本體I進行滲碳淬火處理，活塞銷本體I滲碳淬火的工藝流程為:活塞銷本體I在爐內預熱，并控制爐內碳勢在0.8%-1.2%以內，升溫至8900C _910°C，滲碳時間為60分鐘，滲碳介質采用丙烷+甲醇滴液，后降溫至860°C -880°C,進行淬火處理，時間為30分鐘，淬火后使用油為冷卻介質；等待活塞銷本體I完全穩定后，再進行硬度、滲碳層、金相的綜合檢測。
[0021]活塞銷本體I進行回火熱處理工藝的設備為網帶爐，該活塞銷本體I回火熱處理的工藝流程為爐內預熱，控制爐內溫度至190°C _200°C，設定網帶轉速，確保回火時間在175-180分鐘內，活塞銷本體I出爐后，自然冷卻。自然冷卻后還要再次進行硬度、滲碳層、金相的綜合檢測。
[0022]實施例中，本發明的活塞銷本體I的外圓直徑Φ為12毫米-15毫米，銷孔Ia的孔徑Φ為8毫米-10毫米。
[0023]活塞銷本體I的外圓表面Id粗糙度為Ra0.2 μπι，銷孔Ia的孔壁粗糙度為Ral.6 μ m0
[0024]實施例中，活塞銷本體I的長度H為48毫米。
[0025]實施例中，本發明的外環導角環形面Ic的寬度h為0.8毫米。
[0026]本發明的活塞銷本體I表面滲碳層的滲碳層深度達到0.3毫米-0.5毫米。芯部硬度層的硬度為HRC30-45，外圓表面的硬度為HRA78-83。在對活塞銷本體I檢測時，使用維氏硬度計、洛氏硬度計檢測其表面硬度及芯部硬度，表面硬度要求在HRA78-83，芯部硬度HRC30-45，滲碳層深度達到0.3毫米-0.5毫米。
[0027]本發明的優點是:
1、活塞銷本體使用低碳合金鋼冷擠壓成型，避免了一般中碳鋼調質處理可能存在的熱處理缺陷，極大的提高了可靠性。
[0028]2、冷擠壓后的產品尺寸幾何公差在±0.05mm以內，冷擠壓后的銷孔為成型尺寸且內孔壁粗糙度能夠保證在Ral.6 μπι以內，提高了產品的質量要求。
[0029]3、冷擠壓后產品的纖維組織細密流暢，強度高韌性好，零件的使用壽命遠高于常規加工的同類產品。
[0030]4、活塞銷坯料，經過磷化處理其生產效率能夠達到日產30000件左右，與機加工生產相比，有大幅度的提高，滿足市場對其的需求。
[0031]本發明具有結構精巧、生產效率高、產品質量穩定、排放少、可靠性強，使用壽命長等優點，能滿足大功率機車使用的生產要求。
【權利要求】
1.冷擠壓高精度汽油機活塞銷，包括圓柱形的活塞銷本體(1),其特征是:所述的活塞銷本體(1)由低碳合金鋼材料的活塞銷坯料采用冷擠壓工藝擠壓成型有軸向貫通的銷孔(匕)，并且該活塞銷本體⑴的兩端均擠壓成型有內環導角環形面(化)和外環導角環形面(10)，所述的內環導角環形面(化)和外環導角環形面(10)的導向角(叫均為30度；所述的活塞銷本體(1)具有整體采用滲碳、淬火、回火熱處理工藝獲得的表面滲碳層和位于表面滲碳層下的芯部硬度層，所述的活塞銷本體(1)還具有通過高精度無芯磨床加工控制外圓尺寸獲得的外圓表面(1(1)；所述的活塞銷本體(1)進行滲碳淬火工藝的設備為多用爐，該活塞銷本體(1)滲碳淬火的工藝流程為爐內預熱，并控制爐內碳勢在0.896-1.2%以內，升溫至8901: -9101，滲碳時間為60分鐘，滲碳介質采用丙烷+甲醇滴液，后降溫至86000 -880X:，進行淬火處理，時間為30分鐘，淬火后使用油為冷卻介質；所述的活塞銷本體(1)進行回火熱處理工藝的設備為網帶爐，該活塞銷本體(1)回火熱處理的工藝流程為爐內預熱，控制爐內溫度至1901: -2001，設定網帶轉速，確保回火時間在175-180分鐘內，活塞銷本體(1)出爐后，自然冷卻。
2.根據權利要求1所述的冷擠壓高精度汽油機活塞銷，其特征是:所述的活塞銷本體(1)的外圓直徑(￠)為12毫米-15毫米，所述銷孔(1幻的孔徑(￠)為8毫米-10毫米。
3.根據權利要求2所述的冷擠壓高精度汽油機活塞銷，其特征是:所述的活塞銷本體(1)的外圓表面(1(1)粗糙度為所述銷孔(1幻的孔壁粗糙度為1^1.6賴。
4.根據權利要求3所述的冷擠壓高精度汽油機活塞銷，其特征是:所述的活塞銷本體(1)的長度⑶為48暈米。
5.根據權利要求4所述的冷擠壓高精度汽油機活塞銷，其特征是:所述的外環導角環形面(10)的寬度00為0.8毫米。
6.根據權利要求5所述的冷擠壓高精度汽油機活塞銷，其特征是:所述的表面滲碳層的滲碳層深度達到0.3毫米-0.5毫米。
7.根據權利要求6所述的冷擠壓高精度汽油機活塞銷，其特征是:所述的芯部硬度層的硬度為冊030-45，外圓表面的硬度為！！狀78-83。
8.根據權利要求1所述的冷擠壓高精度汽油機活塞銷，其特征是:所述的活塞銷坯料冷擠壓前經過有磷化處理工藝。
【文檔編號】F16J1/16GK104481719SQ201410669715
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】舒學軍 申請人:余姚市舒春機械有限公司