[發明專利]發動機正時鏈條銷軸碳氮共滲加真空離子鍍釩工藝

在審

• 申請號: 201510730059.0
• 申請日: 2015-11-02
• 公開（公告）號: CN105296940A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 姚勝強;張世強;費侃
• 申請（專利權）人: 杭州持正科技股份有限公司
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/16;C23C14/02
• 代理公司: 杭州華知專利事務所 33235
• 代理人: 張德寶

技術領域

本發明涉及鏈條銷軸制造加工技術領域，特別涉及發動機正時鏈條銷軸碳氮共滲加真空離子鍍釩工藝。

背景技術

目前，一般的汽車發動機鏈條銷軸表面是通過碳氮共滲工藝來進行處理，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氮的化學熱處理工藝，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，一直存在難以解決的組織缺陷：黑網、黑洞、黑帶，這些缺陷導致零件的表面硬度、疲勞強度和使用壽命大大降低，特別是對于發動機正時鏈條而言，則顯得尤為突出。

發明內容

本發明要解決現有技術的問題，提供一種能夠有效地提高發動機正時鏈條銷軸高耐磨性、高強度和使用壽命的銷軸碳氮共滲加真空離子鍍釩工藝。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

發動機正時鏈條銷軸碳氮共滲加真空離子鍍釩工藝，主要工序為發動機正時鏈條銷軸預先進行碳氮共滲工藝處理，然后采用真空離子鍍工藝鍍有釩鍍層。由于銷軸預先進行碳氮共滲工藝，表面碳濃度保證鍍釩鍍層致密度高，鍍層均勻，硬度高且不易脫落，鍍釩后銷軸不僅具有很高的耐磨性、疲勞強度和穩定性，而且大大提高銷軸的使用壽命。

優選的，所述碳氮共滲工藝為：

A、銷軸淬火，先淬火780度保溫45分鐘，碳勢控制1.05-1.1%，接著淬火830度保溫15分鐘，碳勢控制0.95-1.0%，然后冷卻；

B、銷軸回火，回火180度保溫3小時后冷卻；

C、磨削加工，進行無心磨精磨。

優選的，真空離子鍍釩工藝為：

A、前期處理，鍍前利用離子轟擊濺射清洗方法對銷軸表面進行處理；

B、真空離子鍍釩處理，將銷軸放于真空室內，采用弧光放電技術，以鍍膜材料釩為陰極，銷軸為陽極，在陰極與陽極之間加上一定的電壓后，使兩者之間形成離子場，作為陰極的鍍膜材料釩表面產生弧光且蒸發形成金屬原子，金屬原子進入離子場時受到電子撞擊而電離為金屬離子，在電場作用下，金屬離子高速轟擊作為陽極的銷軸表面，同時往真空室內通入氮氣即可在銷軸表面形成具有優良性能氮化釩鍍層。

其原理為：放電前，使待鍍銷軸加熱且均勻受熱，而擴撒出的釩離子和被電離的氮離子向加有負電壓的待鍍銷軸加速運動，以高能量向待鍍銷軸沖擊，釩離子和氮離子到達已經加熱到一定溫度的待鍍銷軸表面時就會發生化學反應，形成氮化釩膜。為使待鍍銷軸表面能夠均勻鍍膜，此過程中銷軸作勻速旋轉運動，以保證處于不同位置的銷軸表面都能夠被釩離子和氮離子沖擊到。此外，通過調節電壓大小，從而改變離子沖擊能量大小，可達到控制鍍層深度的目的。

優選的，所述銷軸淬火后的冷卻方式為40-70度油冷卻。

優選的，所述銷軸回火后的冷卻方式為空冷。

優選的，所述銷軸磨削加工后粗糙度達到Ra0.04-0.05微米。

優選的，所述銷軸經過碳氮共滲工藝加工后碳氮共滲層深度為0.18-0.30mm。深度越大，銷軸表面硬度越大。

優選的，所述銷軸經過碳氮共滲工藝加工后表面硬度為HV820-840。

優選的，所述銷軸經過真空離子鍍釩工藝加工后表面鍍釩厚度為1-3μm。鍍釩層厚度越大，銷軸表面硬度越大。

優選的，所述發動機正時鏈條銷軸由材料38CrMoAl制成。具有高耐磨性，高疲勞強度和相當大的強度，熱處理后尺寸精確的氮化零件，或各種受沖擊負荷不大而耐磨性高的優點。

本發明的凸輪片制造方法有益效果在于：一是由于預先進行碳氮共滲工藝，表面碳濃度保證鍍釩鍍層致密度高，鍍層均勻，硬度高且不易脫落；二是鍍后銷軸不僅具有很高的耐磨性、疲勞強度和穩定性，而且大大提高銷軸的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明的銷軸淬火及回火的溫度與時間的關系示意圖。

圖2是本發明的銷軸鍍釩放大400后的金相圖。

圖3是本發明的鍍釩層薄膜厚度與表面硬度的關系示意圖。

圖4是本發明的鍍釩層薄膜厚度與比磨損率的關系示意圖。

圖5是采用本發明工藝的銷軸與只采用碳氮共滲工藝的銷軸的比對磨損試驗分析表。

具體實施方式

下面通過具體實施方式和附圖對本發明作進一步的說明。