[發(fā)明專利]一種凸輪軸端件的感應(yīng)熱處理方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810796906.7
• 申請(qǐng)日: 2018-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108823390A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許建芳;崔青云;唐乾胤;楊文俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海上大熱處理有限公司
• 主分類號(hào): C21D9/30
• 分類號(hào): C21D9/30;C21D1/18;C21D1/10;C21D1/60
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 胡永宏

本發(fā)明公開(kāi)了一種凸輪軸端件的感應(yīng)熱處理方法，采用帶有磁場(chǎng)集中裝置的感應(yīng)加熱裝置對(duì)凸輪軸端件槽口和外圓進(jìn)行感應(yīng)淬火和回火，包括：將感應(yīng)加熱裝置的感應(yīng)圈套裝在凸輪軸端件槽口或外圓外部，在一定直流電壓和直流電流下加熱，然后用淬火介質(zhì)進(jìn)行冷卻，在一定溫度下保溫進(jìn)行回火，空冷；采用本發(fā)明中凸輪軸端件感應(yīng)熱處理工藝可以提高凸輪軸整體剛度，并可降低摩擦、承受較高的閥門(mén)沖擊載荷；可使熱處理能耗降低30％，表面硬度和硬化層深度達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和降耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及凸輪軸端件的感應(yīng)熱處理方法，具體涉及凸輪軸端件的槽口和外圓的感應(yīng)熱處理方法。

背景技術(shù)

裝配式凸輪軸是近20年來(lái)開(kāi)發(fā)的新型內(nèi)燃機(jī)零件，適應(yīng)汽車工業(yè)輕量化、高性能、低排放和低成本的發(fā)展趨勢(shì)。目前，世界上越來(lái)越多的汽車制造廠家將裝配式凸輪軸用于高性能發(fā)動(dòng)機(jī)上，其生產(chǎn)工藝的提高對(duì)促進(jìn)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

與傳統(tǒng)凸輪軸相比，裝配式凸輪軸具有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：(1)可實(shí)現(xiàn)柔性設(shè)計(jì)、柔性生產(chǎn)與敏捷制造；在裝配過(guò)程中，可實(shí)現(xiàn)凸輪相位角與軸向位置的自由調(diào)整與修正，有利于新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造，縮短研發(fā)制造周期。(2)有利于材料分體優(yōu)化與凸輪軸結(jié)構(gòu)形式選擇；可根據(jù)配氣機(jī)構(gòu)對(duì)凸輪軸各個(gè)部位的性能要求不同，合理選擇凸輪、軸頸與心軸的材料，保證其質(zhì)量要求。(3)采用近凈成形工藝成形凸輪，可大幅度降低制造成本；根據(jù)材料及形狀要求，采用冷精密塑性成形、粉末冶金燒結(jié)、精密鑄造等工藝成形凸輪，減少凸輪的切削加工過(guò)程，節(jié)省工時(shí)、降低成本。(4)空心管心軸、凸輪材料的優(yōu)化及精密成形技術(shù)的應(yīng)用，可使凸輪軸整體質(zhì)量降低20％～40％，節(jié)約材料達(dá)30％以上。(5)可針對(duì)不同零件采用最適宜的熱處理技術(shù)與表面強(qiáng)化技術(shù)，從而大幅度提高凸輪軸的制造精度、產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。(6)凸輪軸的全部部件分體加工，并裝配集成，降低裝配工時(shí)與裝配成本。(7)提高凸輪軸整體剛度。其動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩可達(dá)800～1000N·m，并可降低摩擦、承受較高的閥門(mén)沖擊載荷。(8)凸輪工作型面可根據(jù)產(chǎn)品性能要求，任意設(shè)計(jì)選擇。近凈成形技術(shù)可用于不同曲率的凸輪加工，有利于新型發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。(9)可大幅度節(jié)省凸輪軸金屬加工設(shè)備與工時(shí)，分體零件與設(shè)備小型化也降低了設(shè)備投資和場(chǎng)地面積；(10)凸輪在心軸上的排列可更加緊湊，在多氣門(mén)頂置凸輪軸的加工方面更優(yōu)越；(11)部件分開(kāi)加工，可大幅提高生產(chǎn)自動(dòng)化及集約化程度。

裝配式凸輪軸是凸輪軸制造技術(shù)的發(fā)展和升級(jí)，是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新跨越的關(guān)鍵。在減輕質(zhì)量、降低成本、大幅度節(jié)省工序及設(shè)備方面具有傳統(tǒng)凸輪軸無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，且具有凸輪型面、結(jié)構(gòu)形式隨意、材料分體優(yōu)化選擇、整體剛性及強(qiáng)度高、柔性加工、敏捷制造等顯著優(yōu)點(diǎn)。但是，制備裝配式凸輪軸端件系列零件的難點(diǎn)在于：尺寸精度高，變形量極小，而硬化曲線要求二側(cè)均勻、中間及內(nèi)部硬化均勻。由于零件槽口形狀的特殊性，很難保證中間及外側(cè)的感應(yīng)淬火溫度均勻，而槽口外側(cè)溫度過(guò)高又容易產(chǎn)生開(kāi)裂，在保證槽口硬化符合要求又能確保零件不開(kāi)裂條件下，對(duì)熱處理淬火的工藝參數(shù)設(shè)定、控制要求很高。采用常規(guī)設(shè)計(jì)的感應(yīng)器、夾具很難保證二側(cè)硬化均勻，如單側(cè)淬火，生產(chǎn)效率降低50％，而且也很難保證中間及外側(cè)的硬化均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供以一種凸輪軸端件的感應(yīng)熱處理方法，根據(jù)凸輪軸端件的實(shí)際形狀在感應(yīng)加熱裝置上安裝磁場(chǎng)集中裝置，通過(guò)感應(yīng)加熱裝置與磁場(chǎng)集中裝置精確、緊密裝配，感應(yīng)加熱裝置內(nèi)的冷卻水帶走磁場(chǎng)集中裝置上的熱量，確保磁場(chǎng)集中裝置在居里點(diǎn)溫度下正常工作，可使熱處理能耗降低30％，且異型零件需要淬火部位的表面硬度和硬化層深度達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)要求。

本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種凸輪軸端件的感應(yīng)熱處理方法，包括：采用帶有磁場(chǎng)集中裝置的感應(yīng)加熱裝置對(duì)凸輪軸端件槽口和外圓進(jìn)行感應(yīng)淬火和回火兩個(gè)步驟；具體地，包括以下步驟：

S1：將所述感應(yīng)加熱裝置的感應(yīng)圈套裝在所述凸輪軸端件槽口或外圓外部，在一定的直流電壓和直流電流下加熱，然后用淬火介質(zhì)進(jìn)行冷卻；