發(fā)動機正時鏈條銷軸及低溫階梯碳氮共滲工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機鏈條專用銷軸制造領(lǐng)域，特別是一種具有高耐磨性、高強度和使用壽命的采用低溫階梯碳氮共滲工藝進行表面處理的發(fā)動機正時鏈條銷軸。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，一般的汽車發(fā)動機鏈條銷軸表面是通過普通碳氮共滲工藝來進行處理，普通碳氮共滲是一種向工件表面同時滲入碳和氮，并以滲碳為主同時滲入較少量氮的化學(xué)熱處理工藝，這在一定程度上能提高工件表面的抗疲勞強度和耐磨性。但在實際操作中，一直存在難以解決技術(shù)難點:因為碳氮共滲時氮原子基本沒有滲入，耐磨損性能不理想，滿足不了發(fā)動機正時鏈銷軸剪切強度的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠有效地提高發(fā)動機正時鏈條銷軸高耐磨性、高強度和使用壽命的發(fā)動機正時鏈條銷軸及低溫階段碳氮共滲工藝。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的發(fā)動機正時鏈條銷軸，對發(fā)動機鏈條正時銷軸表面采用低溫階梯碳氮共滲工藝形成有低溫階梯碳氮共滲層；
所述低溫階梯碳氮共滲工藝是指:第一階段氮原子滲入發(fā)動機鏈條正時銷軸表面形成氮化鋁的耐磨組織；第二階段以滲碳為主，碳原子和氮化鋁形成高硬度的碳氮化合物的致密組織。
[0005]作為優(yōu)選，所述發(fā)動機正時鏈條銷軸表面低溫階梯碳氮共滲層深度為
0.20-0.30mm且滲層厚度均勻。
[0006]本發(fā)明提供的用于發(fā)動機正時鏈條銷軸的低溫階梯碳氮共滲工藝，所述發(fā)動機鏈條正時銷軸選用高級碳化鋼，第一階段淬火770°C保溫60分鐘，碳勢控制0.75-0.8% ;第二階段淬火860°C保溫10分鐘，碳勢控制1.05-1.10%，40-70°C油冷卻，回火170°C保溫180分鐘空冷。此過程在真空爐或者多用爐中進行。
[0007]作為優(yōu)選，所述高級碳化鋼為38CrMoAl。
[0008]采用以上結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明的發(fā)動機正時鏈條銷軸及低溫階梯碳氮共滲工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:1、滲層均勻，表面硬度高且表面具有大量氮化鋁化合物和碳氮化合物組織，將提高銷軸表面磨損能力，銷軸熱處理性能滿足發(fā)動機正時鏈要求；2、滲后銷軸不僅具有很高的耐磨性、疲勞強度和穩(wěn)定性，而且大大提高銷軸的使用壽命。
【附圖說明】
[0009]圖1為銷軸低溫階梯碳氮共滲金相圖；
圖2為銷軸普通碳氮共滲銷軸表面磨損放大100倍后形貌圖(一)；
圖3為銷軸普通碳氮共滲銷軸表面磨損放大100倍后形貌圖(二)；
圖4為銷軸普通碳氮共滲銷軸磨損量圖(一)； 圖5為銷軸普通碳氮共滲銷軸磨損量圖(二)；
圖6為銷軸低溫階梯碳氮共滲銷軸表面磨損放大100倍后形貌圖(一)；
圖7為銷軸低溫階梯碳氮共滲銷軸表面磨損放大100倍后形貌圖(二)；
圖8為銷軸低溫階梯碳氮共滲銷軸磨損量圖(一)；
圖9為銷軸低溫階梯碳氮共滲銷軸磨損量圖(二)。
[0010]其中:1、碳化物，2、殘余奧氏體。
【具體實施方式】
[0011]下面通過實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0012]本實施例提供的發(fā)動機正時鏈條銷軸，對發(fā)動機鏈條正時銷軸表面采用低溫階梯碳氮共滲工藝形成有低溫階梯碳氮共滲層，所述發(fā)動機正時鏈條銷軸表面低溫階梯碳氮共滲層深度為0.20-0.30mm且滲層厚度均勻。
[0013]本實施例提供用于發(fā)動機正時鏈條銷軸的低溫階梯碳氮共滲工藝，所述發(fā)動機鏈條正時銷軸選用38CrMoAl，通過夾具放于真空爐或者多用爐中，第一階段淬火770°C保溫60分鐘，碳勢控制0.75-0.8% ;第二階段淬火860°C保溫10分鐘，碳勢控制1.05-1.10%，40-70 °C油冷卻，回火170°C保溫180分鐘空冷。
[0014]低溫階梯碳氮共滲后銷軸表面組織含有碳氮化合物的耐磨組織，大幅提高磨損性能，同時芯部硬度保證發(fā)動機鏈條銷軸承受的剪切強度。
[0015]如圖1所示的低溫階梯碳氮共滲后的金相圖，可以看出碳氮共滲銷軸滲層與基體之間結(jié)合強度好，組織非常精細(xì)，表面僅有微量的不足1%的殘余奧氏體以及部分耐磨損的碳化物，微量的殘奧將提高銷軸的磨損，碳化物使表面硬度大大提高，提高了耐磨性。
[0016]如圖2-3所示，可以看出經(jīng)過普通碳氮共滲后的銷軸，表面磨損主要表現(xiàn)為疲勞粘著磨損，磨損痕跡較深。
[0017]如圖4-5所示，圖4中磨損量2.03 μ m，波紋度Pt2.6 μ m，圖5中磨損量2.12 μ m，波紋度Pt2.5 μ m，可以看出經(jīng)過普通碳氮共滲后的銷軸，銷軸磨損量尚好，但還是磨損量較大。
[0018]如圖6-7所示，可以看出經(jīng)過低溫階梯碳氮共滲后的銷軸，磨損表面痕跡比較輕微。
[0019]如圖8-9所示，圖8中磨損量1.3 μπι，波紋度Pt2.6 μπι，圖9中磨損量1.0 μπι，波紋度Ptl.5 μ m，可以看出經(jīng)過低溫階梯碳氮共滲后的銷軸，銷軸表面磨損量很小。
[0020]分析:從上述數(shù)據(jù)得出，經(jīng)磨損實驗銷軸表面磨損量普通碳氮共滲比低溫階梯碳氮共滲大一倍，可見氮化鋁和碳氮化合物的耐磨損性強于碳化鋁組織，磨損性能得到有效
[0021]需要理解到的是:上述實施例雖然對本發(fā)明的設(shè)計思路作了比較詳細(xì)的文字描述，但是這些文字描述，只是對本發(fā)明設(shè)計思路的簡單文字描述，而不是對本發(fā)明設(shè)計思路的限制，任何不超出本發(fā)明設(shè)計思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)動機正時鏈條銷軸，其特征在于:對發(fā)動機鏈條正時銷軸表面采用低溫階梯碳氮共滲工藝形成有低溫階梯碳氮共滲層； 所述低溫階梯碳氮共滲工藝是指:第一階段氮原子滲入發(fā)動機鏈條正時銷軸表面形成氮化鋁的耐磨組織；第二階段以滲碳為主，碳原子和氮化鋁形成高硬度的碳氮化合物的致密組織。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機正時鏈條銷軸，其特征在于:所述發(fā)動機正時鏈條銷軸表面低溫階梯碳氮共滲層深度為0.20-0.30mm且滲層厚度均勻。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)動機正時鏈條銷軸的低溫階梯碳氮共滲工藝，其特征在于:所述發(fā)動機鏈條正時銷軸選用高級碳化鋼，第一階段淬火770°C保溫60分鐘，碳勢控制0.75-0.8% ;第二階段淬火860°C保溫10分鐘，碳勢控制1.05-1.10%，40_70°C油冷卻，回火170°C保溫180分鐘空冷。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于發(fā)動機正時鏈條銷軸的低溫階梯碳氮共滲工藝，其特征在于:所述高級碳化鋼為38CrMoAl。
【專利摘要】本發(fā)明公開了發(fā)動機正時鏈條銷軸及低溫階梯碳氮共滲工藝，對發(fā)動機鏈條正時銷軸表面采用低溫階梯碳氮共滲工藝形成有低溫階梯碳氮共滲層。具有以下優(yōu)點：1、滲層均勻，表面硬度高且表面具有大量氮化鋁化合物和碳氮化合物組織，將提高銷軸表面磨損能力，銷軸熱處理性能滿足發(fā)動機正時鏈要求；2、滲后銷軸不僅具有很高的耐磨性、疲勞強度和穩(wěn)定性，而且大大提高銷軸的使用壽命。
【IPC分類】C23C8/32
【公開號】CN105401120
【申請?zhí)枴緾N201510730082
【發(fā)明人】姚勝強, 費侃, 黃海軍
【申請人】杭州持正科技股份有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月2日