基於kwh半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法
2023-05-28 11:05:46 2
專利名稱：基於kwh半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法
技術領域：
本發明涉及錯拐曲軸連杆的淬火，具體涉及基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法。
背景技術：
V6發動機是目前世界先進的水冷柴油機，結構緊湊，體積小，動力強勁，其中曲軸連杆頸採取「錯拐」結構，是曲軸設計的新理念，在我國尚屬空白，圖I是「錯拐」曲軸外觀示意圖。這種曲軸軸頸表面要求感應淬火，淬硬層形態要求複雜、嚴格，具有很高的熱處理技術工藝，尤其是錯拐連杆頸需要精密、審慎、嚴謹的感應淬火技術支持，才能有效解決裂紋、淬硬層尺寸不合格、淬火熱形「馬鞍」狀、表面硬度不足等問題，並實現批量化生產。由於連杆軸頸熱處理有效尺寸差異特別大，尤其是「錯拐」結構設計給熱處理提出了相當大的難題。 連杆頸相連、互錯一定角度的曲軸我們稱作「錯拐」曲軸，連杆頸局部放大如圖2所示。相連的連杆軸頸的中間隔板稱作中間曲柄頸，曲軸旋轉中最高位置稱作上止點，相對位置稱作下止點。這種結構十分緊湊，克服了非錯拐式曲軸連杆相距較大，曲軸偏長的缺點，同時發動機旋轉時各缸活塞運行配合緊密，運轉平穩。現有的淬火技術處理該曲軸淬火時，會出現下述問題I、連杆頸軸頸要求圓角淬火，會導致中間曲柄過熱形成淬火裂紋。2、主軸頸過渡圓角處有沉割槽，造成工件與感應器更大的空氣間隙，軸頸圓角要求淬火必然要相應提高加熱功率或延長加熱時間，這樣就會導致曲柄臂熱影響區域加大，連杆頸淬火時有必要考慮該因素所造成的影響。3、連杆頸淬火時為了防止中間曲柄過熱採取單側先後淬火法，就是說一側淬過火之後，另一側再淬火。這樣造成先淬火一側有退火傾向，要採取預防措施。4、上止點淬火裂紋問題和下止點圓角淬火不足問題形成熱處理矛盾體。上止點裂紋主要是三方面造成的，一是由於上止點「缺肉」造成局部過熱；二是局部加熱和冷卻的非同時性造成的熱應力；三是加工面和非加工面淬火時相變量不對稱。相變量不對稱主要是非加工面和加工面材質這種成分差異造成的，非加工面由於鍛造和調質造成脫碳層，而加工面材質成分正常。通過去除非加工面脫碳層來解決這個問題，效果明顯，在這裡不多做表述。下止點圓角淬火不足主要是因為下止點尺寸「肥厚」，淬火溫度相對偏低造成的。
發明內容
為了解決現有技術的不足，本發明提供一種基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法。本發明的技術方案是基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，包括加熱、保溫、冷卻，在加熱之前，在連杆頸處加裝淬火感應器，以及在曲柄臂處加裝吸熱塊；在曲軸連杆頸加熱的同時通過噴淋器向中間曲柄頸和上止點噴灑淬火介質；所述的淬火設備是KWH半自動淬火工具機。上述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，所述連杆頸淬火時採取單側先後淬火。 上述述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，所述的曲軸連杆頸加熱的同時通過噴淋器向中間曲柄頸和上止點噴灑淬火介質，在加熱結束後不超過O. I秒時間內關閉噴淋器。上述述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，所述的淬火介質是AQ251溶液。上述述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，所述的上止點和下止點採用不同的功率進行加熱。上述述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，所述的吸熱塊加 裝緊壓螺杆，在吸熱塊未做圓周方向緊固之前沿軸縱向壓緊緊壓螺杆。上述述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法,所述的加熱時間是20-24秒，預加熱時間是8-10秒，預冷卻時間是8-10秒，回火次數不少於兩次。上述述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，所述的連杆頸淬火時中間曲柄頸一側磁通量減少30 % 40 %。本發明的有益效果是解決了連杆頸軸頸要求圓角淬火，會導致中間曲柄過熱形成淬火裂紋；主軸頸過渡圓角處有沉割槽，造成工件與感應器更大的空氣間隙，軸頸圓角要求淬火必然要相應提高加熱功率或延長加熱時間，導致曲柄臂熱影響區域加大；連杆頸淬火時中間曲柄過熱；上止點淬火裂紋問題和下止點圓角淬火不足問題形成熱處理矛盾體等問題。
圖I為錯拐曲軸結構圖。圖2為圖I中錯拐曲軸連杆頸局部放大圖。圖3為吸熱塊上蓋。圖4為吸熱塊下蓋。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明。感應器設計、製造是感應淬火熱形形成的關鍵。感應器定位裝置與曲軸淬火部位單側間隙調整在O. 20-0. 30mm範圍，感應器有效圈與定位裝置間隙調整在O. 20-0. 25mm範圍，感應淬火加熱效率介於理想狀態。「錯拐」連杆頸感應淬火採用左右兩套特殊感應器，確保連杆頸淬火時中間曲柄頸一側磁通量減少約30% 40%。防止發生中間曲柄頸過熱淬裂問題。同時，要充分考慮防止過渡圓角處產生淬火不足問題。感應器導磁體設計、製造時分段鑲嵌，採用紫銅隔板分隔，以便工藝調整。為了減少中間曲柄頸的過熱傾向和已經淬火側連杆頸退火問題，設計製作了專門的吸熱塊，下蓋如示意圖3，上蓋如示意圖4。安裝要點是緊貼後淬火的連杆頸那一側中間曲柄頸，切實達到吸熱的目的。生產實踐中發現由於吸熱塊變形，發生貼合不緊問題要特別注意。為了解決這一問題，在吸熱塊上裝了緊壓螺杆，在吸熱塊未做圓周方向緊固之前沿軸縱向壓緊緊壓螺杆，確保吸熱塊端面與中間曲柄頸端面貼緊，切實起到吸熱作用。為了減少中間曲柄頸和連杆頸上止點過熱，在連杆頸加熱的同時通過噴淋器向中間曲柄頸和上止點噴灑淬火介質，達到降低其溫度的目的。噴灑介質停與止在KWH型淬火工具機上手動實施，在GCQZ型淬火工具機上實現自動化。加熱結束後立即(響應時間O. Is內)關閉噴液，防止噴淋液撒在軸頸表面造成淬火軟點。噴淋器噴水孔密度、角度、噴水壓力、開啟和關閉響應時間必須嚴格控制。感應淬火設備及主要技術數據如下KWH型德國產曲軸半自動淬火工具機。特種電源是300Kw機式發電機和8000Hz變頻器。主要感應淬火技術參考數據如表I。
表IKWH型德國產曲軸半自動淬火工具機V6發動機錯拐曲軸連杆頸淬火技術參數
權利要求
1.基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，包括加熱、保溫、冷卻，其特徵是在加熱之前，在連杆頸處加裝淬火感應器，以及在曲柄臂處加裝吸熱塊；在曲軸連杆頸加熱的同時通過噴淋器向中間曲柄頸和上止點噴灑淬火介質；所述的淬火設備是KWH半自動淬火工具機。
2.根據權利要求I所述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，其特徵是所述連杆頸淬火時採取單側先後淬火。
3.根據權利要求I所述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，其特徵是所述的曲軸連杆頸加熱的同時通過噴淋器向中間曲柄頸和上止點噴灑淬火介質，在加熱結束後不超過O. I秒時間內關閉噴淋器。
4.根據權利要求I所述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，其特徵是所述的淬火介質是AQ251溶液。
5.根據權利要求I所述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，其特 徵是所述的上止點和下止點採用不同的功率進行加熱。
6.根據權利要求I所述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，其特徵是所述的吸熱塊加裝緊壓螺杆，在吸熱塊未做圓周方向緊固之前沿軸縱向壓緊緊壓螺杆。
7.根據權利要求I所述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，其特徵是所述的感應器定位裝置與曲軸淬火部位單側間隙調整在O. 20-0. 30mm範圍，感應器有效圈與定位裝置間隙調整在O. 20-0. 25mm範圍。
8.根據權利要求1-7任一項所述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，其特徵是所述的加熱時間是20-24秒,預加熱時間是8-10秒,預冷卻時間是8-10秒，回火次數不少於兩次。
9.根據權利要求8所述的基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，其特徵是所述的連杆頸淬火時中間曲柄頸ー側磁通量減少30% 40%。
全文摘要
本發明涉及基於KWH半自動淬火工具機的錯拐曲軸連杆頸淬火方法，包括加熱、保溫、冷卻，在加熱之前，在連杆頸處加裝淬火感應器，以及在曲柄臂處加裝吸熱塊；在曲軸連杆頸加熱的同時通過噴淋器向中間曲柄頸和上止點噴灑淬火介質；所述的淬火設備是KWH半自動淬火工具機。本發明的有益效果是解決了連杆頸軸頸要求圓角淬火，會導致中間曲柄過熱形成淬火裂紋；主軸頸過渡圓角處有沉割槽，造成工件與感應器更大的空氣間隙，軸頸圓角要求淬火必然要相應提高加熱功率或延長加熱時間，導致曲柄臂熱影響區域加大；連杆頸淬火時中間曲柄過熱；上止點淬火裂紋問題和下止點圓角淬火不足問題形成熱處理矛盾體等問題。
文檔編號C21D9/30GK102676784SQ20121014218
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者宋民生, 張建民, 王灑灑, 陳軍 申請人:陝西北方動力有限責任公司