[发明专利]软氮化锻钢曲轴消除弯曲变形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软氮化锻钢曲轴消除弯曲变形的方法。

背景技术

目前，曲轴是发动机的最贵重零件之一，在服役过程中承受弯扭复合疲劳载荷、扭振及磨损。利用热处理手段对曲轴表面进行强化，对提高曲轴寿命是极为重要的。发动机曲轴进行软氮化处理，采用曲轴进行加工-清洗-软氮化-跳动检查校正-磁力探伤-清洗的加工工艺路线，可以认为是一种比较完善的强化办法。但是软氮化将导致工件变形，特别是轴线弯曲变形较大，合格率(主轴跳动≤0.05)甚至低于10％，而主轴跳动大于0.15的曲轴校正时容易导致曲轴裂纹报废。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种在软氮化过程之前控制曲轴软氮化过程中的轴线弯曲变形量，减少软氮化后曲轴校正量，提高曲轴软氮化处理后产品质量和合格率的软氮化锻钢曲轴消除弯曲变形的方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：曲轴进行加工-预校正-清洗-软氮化-跳动检查校正-磁力探伤-清洗。

本发明的优点是：

本工艺方法可以有效控制软氮化锻钢曲轴的弯曲变形，直接提高软氮化处理后曲轴成品合格率。由于预校正时曲轴韧性较好，预校正可以有效减少软氮化后校正量，避免了出现裂纹导致曲轴报废。本方法也可以推广至其他轴类零件软氮化后轴线弯曲变形的控制。

附图说明

图1是本发明矢量中心值示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

本发明曲轴进行加工-预校正-清洗-软氮化-跳动检查校正-磁力探伤-清洗。

所述的预校正就是将曲轴中间轴颈的弯曲变形量采用压力校直机进行校正控制在矢量中心值的±0.01范围内，校正控制的方向为矢量中心值的反方向。

先采取一批工件，至少10件进行预试验，按曲轴进行加工-清洗-软氮化-跳动检查校正-磁力探伤-清洗进行，软氮化前要求工件机加加工的中间轴颈跳动量≤0.03。在跳动检查校正过程中，统计变形矢量的分布情况，找出曲轴分布的中心点，采用矢量图来直观的统计，以曲轴在发动机中的正时齿轮刻度为零度，角度随曲轴旋转方向增大，将中间轴跳动数值和对应方向增大，将中间轴颈跳动数值和对应点直接画到矢量图上，然后做一个圆将所有的数据点圈在圆中，圆心点即为矢量中心值。

所述的曲轴进行加工前整体调质硬度HRC23-33，所述的曲轴材料为40Cr。

矢量中心值为0.1-0.15mm。

本发明由于软氮化后曲轴表面硬度增加，脆性也增加，过大的弯曲变形量极容易产生裂纹，导致曲轴报废。而在软氮化前曲轴表面硬度不高，韧性较好，可以承受较大的弯曲变形量。通过增加的预校正工序，将曲轴预先形成一个弯曲变形量，用于抵消掉软氮化过程中产生的应力变形量，从而达到消除在软氮化过程中曲轴弯曲变形的目的，避免了在软氮化后弯曲变形量太大而产生裂纹报废。

工艺流程对比：一般软氮化锻钢曲轴工艺流程：曲轴加工——清洗——软氮化——跳动检查校正——磁力探伤——清洗，可以消除弯曲变形的软氮化锻钢曲轴工艺流程：曲轴加工——预校正——清洗——软氮化——跳动检查校正——磁力探伤——清洗。应用实例以某型号发动机软氮化曲轴为例：曲轴材料：40Cr，软氮化前整体调质硬度：HRC23-33。在采用原来工艺流程时，第三主轴颈相对于第一和第五主轴颈的跳动不大于0.05mm的比例低于10％，而跳动大于0.1的比例大于50％。严重影响了曲轴的合格率，也会有一定数量的曲轴裂纹废品(1-3％)。采用增加预校正的工艺后，第三主轴颈相对于第一和第五主轴颈的跳动不大于0.05mm的比例提高到50％以上，而跳动大于0.1的比例仅1％左右。有效提高了了曲轴的合格率，废品率低于0.5％。

本发明矢量图的统计方法是在平面上，以曲轴在发动机中的正时齿轮刻度为零度，角度随曲轴旋转方向顺时针增大，以曲轴中间轴轴颈跳动数值为矢量数值，将包含曲轴中间轴颈跳动数值和跳动方向的点画到矢量图上，形成矢量数据点。做一个圆刚好能够把所有数据点包括在内。这个圆的圆心点为各数据点的平均值，半径为最远数据点到圆心的距离。