一種汽車發動機用耐腐蝕凸輪軸的加工工藝的製作方法
2023-06-09 09:35:41 1
本發明涉及機械加工領域，具體涉及一種汽車發動機用耐腐蝕凸輪軸的加工工藝。
背景技術：
凸輪軸是活塞發動機裡的一個部件。它的作用是控制氣門的開啟和閉合動作。雖然在四衝程發動機裡凸輪軸的轉速是曲軸的一半(在二衝程發動機中凸輪軸的轉速與曲軸相同)，不過通常它的轉速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此設計中對凸輪軸在強度和支撐方面的要求很高，其材質一般是特種鑄鐵，偶爾也有採用鍛件的。由於氣門運動規律關係到一臺發動機的動力和運轉特性，因此凸輪軸設計在發動機的設計過程中佔據著十分重要的地位。
而凸輪軸作為汽車發動機配氣結構中重要的零件，凸輪軸的結構色劑與加工質量好壞直接影響著發動機的性能。因此對凸輪軸加工方法加以研究和改進，確保凸輪軸的質量穩定性，對汽車發動機發展具有重要作用。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種車發動機用耐腐蝕凸輪軸的加工工藝，通過該工藝加工製得的凸輪軸具有優異的耐腐蝕性，且強度高、韌性高。
為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：
一種汽車發動機用耐腐蝕凸輪軸的加工工藝，包括以下步驟：
(1)將切斷後的毛坯進行粗加工，粗車外圓，平毛坯端面，加工偏心圓；
(2)將經步驟(1)處理後所得毛坯放置在加熱爐中加熱至1000-1060℃，保溫30-60min，然後水冷至室溫，再將毛坯在加熱爐中加熱至420-450℃，保溫1h後，隨爐冷至200-220℃，再空冷至室溫；
(3)將經步驟(2)處理後所得毛坯依次採用數控車床進行半精車加工、採用外圓磨床進行精磨處理，然後對毛坯進行線切割割斷加工；再採用數控車床平端面加工，並在加工中心打孔加工；
(4)將經步驟(3)處理後所得工件放置在加熱爐中加熱至900-950℃，保溫2-5h後，隨爐冷至700-770℃，保溫30-50min，再水冷至室溫；然後再將工件在低溫爐中加熱至160-170℃，保溫1-1.5h後空冷至室溫，最後經磷化處理得所述耐腐蝕凸輪軸。
優選地，所述步驟(4)中磷化處理的工藝包括：水洗、中和水洗、磷化、磷化後處理；所述磷化時所用磷化處理液中磷酸鈉0.08-0.15mol/l、矽烷偶聯劑0.1-0.3mol/l、酒石酸0.05-0.08mol/l、磺基水楊酸0.01-0.02mol/l。
優選地，所述矽烷偶聯劑為kh540或kh560。
優選地，所述磷化時所用磷化處理液中磷酸鈉0.12mol/l、矽烷偶聯劑0.2mol/l、酒石酸0.06mol/l、磺基水楊酸0.02mol/l。
優選地，所述毛坯為冷激鑄鐵；其加工餘量小，表面有冷硬層，可直接粗、精磨成型。
優選地，所述步驟(4)中將經步驟(3)處理後所得工件放置在加熱爐中加熱至920℃，保溫3-5h後，隨爐冷至740℃，保溫45min，再水冷至室溫。
本發明的有益效果是：
本發明凸輪軸在加工過程中分別進行了兩次熱處理，在這兩次熱處理過程中，合理設置加熱溫度、保溫時間以及降溫方式，使凸輪軸工件的強度以及韌性得到進一步增強，並可使製得的凸輪軸具有小轉動慣量。在此基礎上，將最後所得的凸輪軸進行磷化處理，可有效增強凸輪軸的耐腐蝕性以及耐磨性，進一步延長了凸輪軸在汽車發動機機中的使用壽命。
本發明產品質量高，工藝簡單，成本低，適用於大規模加工生產。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例1：
一種汽車發動機用耐腐蝕凸輪軸的加工工藝，包括以下步驟：
(1)將切斷後的毛坯進行粗加工，粗車外圓，平毛坯端面，加工偏心圓；
(2)將經步驟(1)處理後所得毛坯放置在加熱爐加熱至1020℃，保溫40min，然後水冷至室溫，再將毛坯在加熱爐中加熱至430℃，保溫1h後，隨爐冷至220℃，再空冷至室溫；
(3)將經步驟(2)處理後所得毛坯依次採用數控車床進行半精車加工、採用外圓磨床進行精磨處理，然後對毛坯進行線切割割斷加工；再採用數控車床平端面加工，並在加工中心打孔加工；
(4)經步驟(3)處理後所得工件放置在加熱爐中加熱至920℃，保溫3-5h後，隨爐冷至740℃，保溫45min，再水冷至室溫；然後再將工件在低溫爐中加熱至170℃，保溫1.5h後空冷至室溫，最後經磷化處理得所述耐腐蝕凸輪軸。
該磷化處理的工藝包括水洗、中和水洗、磷化、磷化後處理；所述磷化時所用磷化處理液中磷酸鈉0.12mol/l、矽烷偶聯劑kh5600.2mol/l、酒石酸0.06mol/l、磺基水楊酸0.02mol/l。
實施例2：
一種汽車發動機用耐腐蝕凸輪軸的加工工藝，包括以下步驟：
(1)將切斷後的毛坯進行粗加工，粗車外圓，平毛坯端面，加工偏心圓；
(2)將經步驟(1)處理後所得毛坯放置在加熱爐加熱至1060℃，保溫60min，然後水冷至室溫，再將毛坯在加熱爐中加熱至430℃，保溫1h後，隨爐冷至200℃，再空冷至室溫；
(3)將經步驟(2)處理後所得毛坯依次採用數控車床進行半精車加工、採用外圓磨床進行精磨處理，然後對毛坯進行線切割割斷加工；再採用數控車床平端面加工，並在加工中心打孔加工；
(4)將經步驟(3)處理後所得工件放置在加熱爐中加熱至900℃，保溫4h後，隨爐冷至750℃，保溫50min，再水冷至室溫；然後再將工件在低溫爐中加熱至170℃，保溫1.5h後空冷至室溫，最後經磷化處理得所述耐腐蝕凸輪軸。
該磷化處理的工藝包括水洗、中和水洗、磷化、磷化後處理；所述磷化時所用磷化處理液中磷酸鈉0.12mol/l、矽烷偶聯劑kh5400.3mol/l、酒石酸0.07mol/l、磺基水楊酸0.015mol/l。
實施例3：
一種汽車發動機用耐腐蝕凸輪軸的加工工藝，包括以下步驟：
(1)將切斷後的毛坯進行粗加工，粗車外圓，平毛坯端面，加工偏心圓；
(2)將經步驟(1)處理的毛坯放置在加熱爐加熱至1040℃，保溫40min，然後水冷至室溫，再將毛坯在加熱爐中加熱至450℃，保溫1h後，隨爐冷至220℃，再空冷至室溫；
(3)將經步驟(2)處理後所得毛坯依次採用數控車床進行半精車加工、採用外圓磨床進行精磨處理，然後對毛坯進行線切割割斷加工；再採用數控車床平端面加工，並在加工中心打孔加工；
(4)將經步驟(3)處理後所得工件放置在加熱爐中加熱至950℃，保溫2h後，隨爐冷至700℃，保溫30min，再水冷至室溫；然後再將工件在低溫爐中加熱至160℃，保溫1h後空冷至室溫，最後經磷化處理得所述耐腐蝕凸輪軸。
該磷化處理的工藝包括：水洗、中和水洗、磷化、磷化後處理；所述磷化時所用磷化處理液中磷酸鈉0.15mol/l、矽烷偶聯劑kh5600.2mol/l、酒石酸0.08mol/l、磺基水楊酸0.02mol/l。
實施例4：
一種汽車發動機用耐腐蝕凸輪軸的加工工藝，包括以下步驟：
(1)將切斷後的毛坯進行粗加工，粗車外圓，平毛坯端面，加工偏心圓；
(2)將經步驟(1)處理的毛坯放置在加熱爐加熱至1000℃，保溫30min，然後水冷至室溫，再將毛坯在加熱爐中加熱至420℃，保溫1h後，隨爐冷至200℃，再空冷至室溫；
(3)將經步驟(2)處理後所得毛坯依次採用數控車床進行半精車加工、採用外圓磨床進行精磨處理，然後對毛坯進行線切割割斷加工；再採用數控車床平端面加工，並在加工中心打孔加工；
(4)將經步驟(3)處理後所得工件放置在加熱爐中加熱至920℃，保溫5h後，隨爐冷至770℃，保溫40min，再水冷至室溫；然後再將工件在低溫爐中加熱至165℃，保溫1.5h後空冷至室溫，最後經磷化處理得所述耐腐蝕凸輪軸。
該磷化處理的工藝包括：水洗、中和水洗、磷化、磷化後處理；所述磷化時所用磷化處理液中磷酸鈉0.08mol/l、矽烷偶聯劑kh5400.1mol/l、酒石酸0.05mol/l、磺基水楊酸0.01mol/l。
實施例5：
一種汽車發動機用耐腐蝕凸輪軸的加工工藝，包括以下步驟：
(1)將切斷後的毛坯進行粗加工，粗車外圓，平毛坯端面，加工偏心圓；
(2)將經步驟(1)處理的毛坯放置在加熱爐加熱至1000℃，保溫60min，然後水冷至室溫，再將毛坯在加熱爐中加熱至420℃，保溫1h後，隨爐冷至210℃，再空冷至室溫；
(3)將經步驟(2)處理後所得毛坯依次採用數控車床進行半精車加工、採用外圓磨床進行精磨處理，然後對毛坯進行線切割割斷加工；再採用數控車床平端面加工，並在加工中心打孔加工；
(4)經步驟(3)處理後所得工件放置在加熱爐中加熱至900℃，保溫3h後，隨爐冷至700℃，保溫50min，再水冷至室溫；然後再將工件在低溫爐中加熱至170℃，保溫1.5h後空冷至室溫，最後經磷化處理得所述耐腐蝕凸輪軸。
該磷化處理的工藝包括：水洗、中和水洗、磷化、磷化後處理；所述磷化時所用磷化處理液中磷酸鈉0.15mol/l、矽烷偶聯劑kh5600.3mol/l、酒石酸0.07mol/l、磺基水楊酸0.02mol/l。
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。