汽車轉向泵泵軸的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于轉向泵技術領域，特別涉及一種汽車轉向泵泵軸。
【背景技術】
[0002]目前，隨著我國經濟的飛速發展，汽車的市場的規模逐年增大。在汽車的零部件中，汽車轉向泵是汽車零部件中的重要組成部分。但是，由于汽車轉向泵中的主軸在高壓、高溫、大流量的狀況下工作，因此容易造成葉片式汽車轉向泵主軸的溫度較高，由于材料的熱脹冷縮，使主軸容易發生損壞。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種結構穩固、使用壽命長的汽車轉向泵泵軸。
[0004]本發明的目的可通過下列技術方案來實現:一種汽車轉向泵泵軸，包括呈柱狀的軸體，其特征在于，所述軸體由前至后依次分為前安裝部、連接部、加強部、加厚部及后安裝部，連接部的半徑大于前安裝部的半徑且在連接部外側壁上開設有花鍵，加強部一端傾斜連接至連接部上并形成一環形錐面，加強部另一端圓弧過渡至后加厚部上并形成一環形凹面，在后安裝部的端面上開設有內六角安裝槽。
[0005]在上述的汽車轉向泵泵軸中，在加厚部面朝加強部的一端具有倒角，上述的環形凹面連接至倒角處。
[0006]在上述的汽車轉向泵泵軸中，加厚部的直徑大于后安裝部的直徑。
[0007]在上述的汽車轉向泵泵軸中，在后安裝部上開設有兩個環形卡槽，其中一環形卡槽位于加厚部與后安裝部之間的連接處。
[0008]在上述的汽車轉向泵泵軸中，軸體為為鋼制成并且鋼材的主要組成為(wt.% ):碳 C:0.35 ?0.40% ;硅 Si:0.20 ?0.37% ;錳胞:0.30 ?0.50% ;鉻 Cr:1.35 ?1.65% ；鋁 Al:0.80 ~ 1.00% ;鉬 Mo:0.15 ~ 0.25% ;碳納米管(長度為 2-5 微米)1.5-3.7% ;碳纖維短纖(長度為10-20微米)0.8-1.5%;余量為Fe及不可避免的雜質。本方案通過采用碳納米管和碳纖維短纖輔配對鋼材進行增強，通過在長纖維(碳纖維短纖)和短纖維(碳納米管)相互配合下對鋼材內部結晶組織、晶界、錯位缺陷、空穴、鍛造后條形雜質以及其它雜質等進行關聯，碳纖維短纖可以實現多個組織結構之間的連接，碳納米管則可以實現相鄰兩個或者少數幾個組織結構之間的連接，兩者配合之下以立體連接的模式從而極大地增加材料組織結構之間的關聯性，以提高材料在拉伸、屈服、扭曲以及沖擊等方面的性能。
[0009]在上述的汽車轉向泵泵軸中，碳納米管和碳纖維短纖均通過預處理后再添加到鋼材中(可以在熔煉階段進行添加，也可以在鍛造過程中進行添加)，碳納米管和碳纖維短纖的預處理步驟的在0.1M NaOH去離子水超聲波洗滌10_15min后以富氧乙炔焰均勻灼燒20-30S后(以達到活化碳納米管和碳纖維短纖表面的目的，提高碳納米管和碳纖維短纖與鈦金屬的表層結合質量，降低界面應力和界面能)，經離子鍍層在碳納米管和碳纖維短纖表面均勻鍍0.5-1.2微米的鈦金屬鍍層。本方案通過利用鈦金屬元素的親和性，可以有效降低碳納米管和碳纖維短纖在鋼材中的邊界效應，降低結合處的邊界應力，從而使得摻雜后的碳納米管和碳纖維短纖與鋼材本身有機結合為一個整體，材料的整體性更強，同時均勻鍍覆的鈦金屬鍍層的良好的機械性能同樣可以與鋼材、碳納米管和碳纖維短纖結合，形成管壁狀的支撐微結構，實現多層復合支撐，以實現對材料的機械性能的有效提升。
[0010]在上述的汽車轉向泵泵軸中，軸體表面采用高頻淬火工藝，所述高頻淬火工藝為一次淬火采用250-400KHZ高頻加熱至工件表面以下0.5-1.2mm深度處金相組織90%轉化為奧氏體，后以-2攝氏度冷凍氯化鉀鹽水噴灑至工件表面急冷后以常溫冷卻水大量沖洗，二次淬火采用200-300KHZ高頻加熱至工件表面以下0.3-0.8mm深度處金相組織75%轉化為奧氏體，后以4攝氏度摻冰粒(噴出時摻入)水噴灑至工件表面急冷后以常溫冷卻水大量沖洗，三次淬火采用200-300KHZ高頻加熱至工件表面以下0.2-0.5mm深度處金相組織30%轉化為奧氏體，然后常溫水淬冷。本方案通過采用多次高頻淬火，可以逐漸提升材料表層的硬度和韌性，是軸體材料在越靠近表層處硬度越高，馬氏體含量越高，而向深層則表現為韌性增強，在保證軸體良好表面硬度和耐磨性的同時，其整體的韌性和拉伸屈服性能并未受到影響，使用壽命更高，同時以多次高頻淬火中以不同溫度區間的介質進行淬火，有效提升淬火深度和效率，還可以防止溫度過低而無法完成淬火，同時具有無污染，無雜質殘留，無需進行清潔的優點，效率高，實用性強。
[0011]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0012]1、加強部圓弧過渡至加厚部，從而避免應力集中，使其具備強度較高的優點。在加強部上形成的環形錐面，在套設齒輪等零件時，具有轉配較為方便的優點。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的立體結構示意圖。
[0014]圖2是圖1A處的放大結構示意圖。
[0015]圖3是圖1的右視圖。
[0016]圖中，1、軸體；11、前安裝部；12、連接部；12a、花鍵；13、加強部；13a、環形錐面；13b、環形凹面；14、加厚部；14a、倒角；15、后安裝部；15a、內六角安裝槽；15b、環形卡槽。
【具體實施方式】
[0017]以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。
[0018]如圖1至圖3所示，本汽車轉向泵泵軸包括呈柱狀的軸體I，所述軸體I由前至后依次分為前安裝部11、連接部12、加強部13、加厚部14及后安裝部15，連接部12的半徑大于前安裝部11的半徑且在連接部12外側壁上開設有花鍵12a，加強部13 —端傾斜連接至連接部12上并形成一環形錐面13a，加強部13另一端圓弧過渡至后加厚部14上并形成一環形凹面13b，在后安裝部15的端面上開設有內六角安裝槽15a。加強部13圓弧過渡至加厚部14，從而避免應力集中，使其具備強度較高的優點。在加強部13上形成的環形錐面13a，在套設齒輪等零件時，具有轉配較為方便的優點。同時在后安裝部15的端面上開設內六角安裝槽15a，方便本泵軸與轉向泵其他零件的配合。
[0019]進一步的，在加厚部14面朝加強部13的一端具有倒角14a，上述的環形凹面13b連接至倒角14a處。
[0020]進一步的，加厚部14的直徑大于后安裝部15的直徑。
[0021]進一步的，在后安裝部15上開設有兩個環形卡槽15b，其中一環形卡槽15b位于加厚部14與后安裝部15之間的連接處。
[0022]實施例
[0023]本發明中軸體均經過如下工藝處理以獲得較高的表面硬度，軸體表面采用高頻淬火工藝，高頻淬火工藝為一次淬火采用250-400KHZ高頻加熱至工件表面以下0.5-1.2mm深度處金相組織90%轉化為奧氏體，后以-2攝氏度冷凍氯化鉀鹽水噴灑至工件表面急冷后以常溫冷卻水大量沖洗，二次淬火采用200-300KHZ高頻加熱至工件表面以下0.3-0.8mm深度處金相組織75%轉化為奧氏體，后以4攝氏度摻冰粒(噴出時摻入)水噴灑至工件表面急冷后以常溫冷卻水大量沖洗，三次淬火采用200-300KHZ高頻加熱至工件表面以下0.2-0.5_深度處金相組織30%轉化為奧氏體，然后常溫水淬冷。
[0024]實施例1
[0025]本實施例中碳納米管和碳纖維短纖均通過預處理后再添加到鋼材中(在熔煉階段進行添加)，碳納米管和碳纖維短纖的預處理步驟的在0.1M NaOH去離子水超聲波洗滌1min后以富氧乙炔焰均勻灼燒20s后，經離子鍍層在碳納米管和碳纖維短纖表面均勻鍍0.5微米的鈦金屬鍍層。
[0026]汽車轉向泵泵軸中，軸體為為鋼制成并且鋼材的主要組成為(wt.% ):碳C:0.35% ;—Si:0.23% ;錳胞:0.30% ;鉻 Cr:1.65% ;鋁々1:0.9% ;鉬 Mo:0.15% ;碳納米管(長度為2.5微米)1.7% ;碳纖維短纖(長度為10微米)0.8% ;余量為Fe及不可避免的雜質。本實施例中軸體表面硬度HRC30，抗拉強度llOOMPa，屈服強度980MPa，斷裂伸長率10%;沖擊功80J，泵軸加工成型后抽樣1000件，連續使用1000小時，泵軸表面磨損小于0.01絲，表面無劃痕變形。
[0027]實施例2
[0028]本實施例中碳納米管和碳纖維短纖均通過預處理后再添加到鋼材中(在鍛造過程中進行添加)，碳納米管和碳纖維短纖的預處理步驟的在0.1M NaOH去離子水超聲波洗滌15min后以富氧乙炔焰均勻灼