[发明专利]一种采用Al-Sn-Mn-Mg-Zn 系铝合金为材料的凸轮轴二次精加工工艺

摘要

本发明公开了一种Al-Sn-Mn-Mg-Zn系高强度铝合金材料的凸轮轴精加工工艺。在发动机活塞缸用凸轮轴工作要求比较高，因此经过粗加工热处理后的凸轮轴采用对比精加工和表面超声波抛光二次精加工来达到凸轮轴的工作要求。与采用一次精加工相比，此精加工获得的凸轮轴的耐磨性更好，寿命更长，心部韧性更好，强度大大提高，弯曲和接触应力更高。

主权项

一种采用Al‑Sn‑Mn‑Mg‑Zn系铝合金为材料的凸轮轴二次精加工工艺，所述合金其主要包括了下列元素的百分含量：Zn 10%‑21%，Mn 0.1%‑0.3%，Mg 0.003%‑0.009%，Sn 0.12%‑3.9%，Ti 0.17‑0.25%，余量为铝及不可避免的杂质,其特征在于采用了下列的加工工艺为：铸造毛坯和粗加工采用常规法，精加工工艺采用对比精加工和表面抛光二次精加工，工序如下：（1）铸造毛坯：采用热压铸成型法生成铸件，（2）经上述热铸后的毛坯进行均匀化退火，使其加热到1000‑1200℃保温4‑5h然后随炉缓冷到350℃，再空冷，（3）对凸轮轴采用车削进行粗加工，之后进行失效处理并对回火后的凸轮轴进行表面热处理，采用碳氮共渗法，即把工件置于密封加热炉中通入丙酮、煤油等渗碳剂，将温度加热到910‑960℃使工件在此高温下进行渗碳氮共渗,（4）将碳氮共渗后的凸轮轴进行表面磷酸处理，并去除氧化皮或缺陷，（5）表面强化处理，采用喷丸强化，即用高射铁丸对表面进行撞击，（6）生成凸轮轴轮廓精加工轨迹，根据所述零件轮廓精加工轨迹，选取一把加工刀具对零件轮廓进行精加工；测量精加工后的零件轮廓以获得与零件轮廓理论值比较的加工误差；根据所述加工误差生成新的零件加工轨迹，所述新的零件加工轨迹与所述精加工后的零件轮廓相对于零件理论轮廓呈镜像关系；将前一凸轮和后一凸轮形成对比，保证加工精度，（7）对精车后的凸轮轴进行超声波抛光处理，即将凸轮轴放在磨料悬浮液中，然后将工件和悬浮液置于超声波场中，通过超声波的震荡作用，使磨粒在高速下撞击凸轮轴表面，使凸轮轴的微凸起被切削掉，使工件表面磨削抛光。加工精度达0.01‑0.02mm，表面粗糙度达到1‑0.1μm，超声波在16000‑25000Hz范围内。