[發明專利]柴油機凸輪軸表面硬化工藝方法

在審

• 申請號: 201510059652.7
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104646964A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 田亮
• 申請（專利權）人: 田亮
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;F01L1/047;F01L1/06
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本發明涉及一種柴油機凸輪軸表面硬化工藝方法。

背景技術

眾所周知凸輪軸是柴油機上關鍵的運動件，它的作用是控制氣門的開啟和閉合動作，基本可分為兩種：單頂置凸輪軸和雙頂置凸輪軸。由于凸輪軸傳動表面與滾輪進行配合這種方式，在柴油機運行過程中凸輪軸最常出現的問題就是凸輪表面易于磨損。

現在隨著柴油機的不斷發展，轉速提高及輸出功率不斷地增大，致使凸輪軸運動更快，其凸輪表面在單位時間內運動和受力摩擦的次數也在提高，凸輪軸表面磨損或損壞的周期也就更短！相對更換凸輪軸也就越頻繁！更換凸輪軸而造成的停機臺時情況，直接減低了柴油機的運行效率；頻繁更換凸輪軸也就直接推高了其運行成本。

現有的凸輪軸材料是45號鋼，成型工藝一般為鍛造(成本造價較低)；凸輪軸整體淬火后，再采用將凸輪表面進行高頻淬火，使其表面硬化(實際應用的最高硬度為HRC55)，增加其硬度以達到同時耐磨的要求。但是現有技術的工藝繁瑣；需要凸輪軸整體淬火后，再采用將凸輪表面進行高頻淬火，同時由于45號鋼的化學成分組成所限，即使達到了硬度極限，但其因耐磨成分的含量過少或缺少，也無法達到長時間、高速運動的同事保持其耐磨性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是要提供一種

實現上述目的的技術方案如下：

柴油機凸輪軸表面硬化工藝方法，其特征在于：首先對零件進行粗加工，對粗加工完成的易于磨損的零件表面先進行預加熱，預加熱溫度為150-200℃，之后再將含有高耐磨及高硬度化學成分的材料通過焊接的方式覆蓋在零件的表面，覆蓋厚度為2-3mm，焊接完成后對整個零件進行調質，調質合格后對零件進行精加工，使零件尺寸達到設計尺寸。當然也可以在粗加工完成后不進行預熱，直接進行堆焊，但是由于粗加工的零件表面溫度與堆焊時的火焰溫差很大，強烈的熱脹冷縮容易使堆焊后的材料與零件表面之間產生縫隙，甚至零件表面會有裂紋，因此在堆焊前一般都會進行預加熱，使零件表面與堆焊材料很好的融合為一體。

優選的，所述含有高耐磨及高硬度化學成分的材料為Fe-Cr-Mo-B。Fe-Cr-Mo-B材料具有耐高溫、耐磨的特性。

優選的，所述零件為凸輪或凸輪軸。當然本發明的方法也可以應用在其他同樣需要有耐磨性能要求的零部件上。

優選的，調質合格后對堆焊的零件表面進行精磨。采用磨削的方式零件表面的精度高。

優選的，精加工完成后，易磨損部位表面覆蓋的高耐磨及高硬度化學成分材料的厚度至少為0.1mm。

本發明能夠減少或杜絕凸輪軸在柴油機內部運行時其凸輪表面不會因磨損而造成損壞，增加凸輪軸的使用壽命，提高柴油機的運行效率和周期，提升產品質量，節省成本，擴大市場占有率，產生市場效益。本發明操作及生產工序較為簡單，無過高的技術門檻要求，不需要高端設備及工裝，實現難度小。

附圖說明

圖1為本發明凸輪結構示意圖

附圖序號說明：凸輪1、焊接硬化表面2

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做詳細的說明。

柴油機凸輪軸表面硬化工藝方法，首先對零件進行粗加工，對粗加工完成的零件易于磨損的表面先進行預加熱，預加熱溫度為150-200℃，之后再將含有高耐磨及高硬度化學成分的材料通過焊接的方式覆蓋在零件的表面，覆蓋厚度為2-3mm，焊接完成后對整個零件進行調質，調質合格后對堆焊的表面和其余表面進行精加工，使零件尺寸達到設計尺寸。

本發明中主要是針對凸輪或者凸輪軸進行的改進，因此以凸輪軸為例對本發明的加工工藝進行詳細說明。

凸輪軸粗加工完成后，對凸輪1的表面進行預加熱，加熱溫度在105-200℃之間，優選預加熱到200℃，預加熱的目的是為了將耐磨材料更好的堆焊熔敷在凸輪表面，預防焊后焊材與凸輪本體出現裂紋，使焊材與凸輪表面結合成一體，預加熱完成后使用含有Fe-Cr-Mo-B材料的焊條在凸輪的表面進行堆焊，通過焊接的方式將材料覆蓋到凸輪表面，形成焊接硬化表面2，堆焊厚度需要達到2-3mm，焊接好后將整個凸輪軸進行調制，調制合格后對堆焊的表面進行精磨，使零件尺寸達到設計要求的尺寸。精加工完成后，易磨損部位表面覆蓋的高耐磨及高硬度化學成分材料的厚度至少為0.05--0.1mm。