一种芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103060743103060743B(45)授权公告日2014.12.24(21)申请号201310033378.7(22)申请日2013.01.29(73)专利权人滨州海得曲轴有限责任公司地址256600山东省滨州市经济开发区长江三路(72)发明人李永真张学强张立平尹洪滨王清亮尹士文(74)专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人张维斗(51)Int.Cl.C23C8/38(2006.01)审查员原霞权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称一种芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺(57)摘要本发明提供一种芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺，所述的芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺步骤：a.将曲轴毛坯加工至的氮化尺寸小于设计尺寸；b.将加工完成的曲轴放置在氮化炉阴极盘上，并按环形发散状布置；c.在曲轴上端安装阴极罩；e.将氮化炉的外壁炉盖盖在氮化炉上，并密封；f.将氮化炉升温，两阶段保温，催渗氮化；g.随炉冷却。本发明具有氮化效果好、氮化层质地均匀、曲轴变形程度低以及产品质量高的优点。CN103060743BCN103674BCN103060743B权利要求书1/1页1.一种芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺，其特征是：所述的芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺步骤：a.将曲轴毛坯加工至的氮化尺寸小于设计尺寸；b.将加工完成的曲轴放置在氮化炉阴极盘上，并按环形发散状布置；c.在曲轴上端安装阴极罩；e.将氮化炉的外壁炉盖盖在氮化炉上，并密封，然后对氮化炉进行抽真空处理，使炉体内部压力在50Pa以下，然后通过辉光放电清理曲轴表面残留的污物，再进行加热保温氮化处理；f.将氮化炉升温，两阶段保温，催渗氮化；分为三个阶段：第一次升温保温稳定化阶段；第二次升温保温氮化阶段、随炉降温阶段；①第一次升温保温稳定化阶段：加大电压电流升温，控制升温速度v≤2℃/分，当氮化炉内温度达到300℃时通入氨气，氨气通入量为0.3～0.5L/分，继续升温至400℃时保温时间1小时；②第二次升温保温氮化阶段：继续升温，逐渐加大通氨量至0.5～0.8L/分，控制升温速度v≤1℃/分，当升温至530℃±10℃，往氮化炉内通入比例为10:1的氨气和二氧化碳，氨气通入量控制在0.8～1.5L/分，二氧化碳通入量控制在0.08～0.15L/分，使氮化炉内压力达200～600Pa，并保温时间为3～6小时；③随炉降温阶段：停机随炉冷却，待温度降至200℃时出炉；g.随炉冷却。2.按照权利要求1所述的芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺，其特征是：所述的曲轴所的氮化尺寸比设计尺寸小0.005mm～0.05mm。3.按照权利要求1所述的芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺，其特征是：所述的环形排列为里圈、中圈和外圈三圈排列，所述的里圈和中圈的曲轴沿着曲轴所在的圆周按顺时针或逆时针方向排列，所述的外圈曲轴按朝向里、外交替布置的方式排列，所述的各曲轴之间间隙为：外圈各曲轴间隙为a=20mm～40mm，里圈、中圈各曲轴间隙均为b=40mm～70mm。2CN103060743B说明书1/4页一种芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺技术领域[0001]本发明涉及机械制造领域，尤其涉及一种热处理工艺，具体是指一种芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺。背景技术[0002]众所周知，脉冲离子氮化工艺，处理温度范围宽、渗速快、化合层结构可控，节省能源、非氮化部位不用屏蔽、无公害，是曲轴进行表面热处理的常用工艺，但是芯孔球铁曲轴经离子氮化后，出现上下层、里外圈氮化层不均匀，连杆颈涨，里圈、中圈严重。造成返修、报废,这是因为炉内温度不均匀造成的。[0003]外圈靠近炉壁或附近空间较大的曲轴散热快，温度偏低，里圈曲轴散热慢，相对温度高；曲轴表面辉光集中的部位电流密度偏大，温度偏高，起辉面积大、散热损失小的曲轴，如芯孔也起辉的曲轴，温度偏高，曲轴间距小温度偏高；温度偏高的部位，氮化层深，温度偏低的部位，氮化层浅；另外，芯孔贯通连杆颈轴心，铸造成型，且曲轴在预热处理中，芯孔表面形成约1mm的脱碳层，又是非加工面，其组织为铁素体，有利于氮的渗透，所以连杆颈两表面加热氮化，相对主轴颈来说氮化后容易引起肿涨，温度越高的部位越严重。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种氮化效果好、氮化层质地均匀、曲轴变形程度低以及产品质量高的芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺。[0005]本发明的技术解决方案是，提供如下一种芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺，所述的芯孔球铁曲轴的离子氮化工艺步骤：首先将曲轴毛坯加工至氮化尺寸（根据不同型号的发动机，所使用的尺寸也不一样，具体根据设计尺寸确定，根据经验得知两者之间的尺寸差距在0.005