專利名稱：基于kwh半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法
技術領域：
本發(fā)明涉及錯拐曲軸連桿的淬火，具體涉及基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法。
背景技術：
V6發(fā)動機是目前世界先進的水冷柴油機，結構緊湊，體積小，動力強勁，其中曲軸連桿頸采取“錯拐”結構，是曲軸設計的新理念，在我國尚屬空白，圖I是“錯拐”曲軸外觀示意圖。這種曲軸軸頸表面要求感應淬火，淬硬層形態(tài)要求復雜、嚴格，具有很高的熱處理技術工藝，尤其是錯拐連桿頸需要精密、審慎、嚴謹?shù)母袘慊鸺夹g支持，才能有效解決裂紋、淬硬層尺寸不合格、淬火熱形“馬鞍”狀、表面硬度不足等問題，并實現(xiàn)批量化生產。由于連桿軸頸熱處理有效尺寸差異特別大，尤其是“錯拐”結構設計給熱處理提出了相當大的難題。 連桿頸相連、互錯一定角度的曲軸我們稱作“錯拐”曲軸，連桿頸局部放大如圖2所示。相連的連桿軸頸的中間隔板稱作中間曲柄頸，曲軸旋轉中最高位置稱作上止點，相對位置稱作下止點。這種結構十分緊湊，克服了非錯拐式曲軸連桿相距較大，曲軸偏長的缺點，同時發(fā)動機旋轉時各缸活塞運行配合緊密，運轉平穩(wěn)。現(xiàn)有的淬火技術處理該曲軸淬火時，會出現(xiàn)下述問題I、連桿頸軸頸要求圓角淬火，會導致中間曲柄過熱形成淬火裂紋。2、主軸頸過渡圓角處有沉割槽，造成工件與感應器更大的空氣間隙，軸頸圓角要求淬火必然要相應提高加熱功率或延長加熱時間，這樣就會導致曲柄臂熱影響區(qū)域加大，連桿頸淬火時有必要考慮該因素所造成的影響。3、連桿頸淬火時為了防止中間曲柄過熱采取單側先后淬火法，就是說一側淬過火之后，另一側再淬火。這樣造成先淬火一側有退火傾向，要采取預防措施。4、上止點淬火裂紋問題和下止點圓角淬火不足問題形成熱處理矛盾體。上止點裂紋主要是三方面造成的，一是由于上止點“缺肉”造成局部過熱；二是局部加熱和冷卻的非同時性造成的熱應力；三是加工面和非加工面淬火時相變量不對稱。相變量不對稱主要是非加工面和加工面材質這種成分差異造成的，非加工面由于鍛造和調質造成脫碳層，而加工面材質成分正常。通過去除非加工面脫碳層來解決這個問題，效果明顯，在這里不多做表述。下止點圓角淬火不足主要是因為下止點尺寸“肥厚”，淬火溫度相對偏低造成的。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法。本發(fā)明的技術方案是基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，包括加熱、保溫、冷卻，在加熱之前，在連桿頸處加裝淬火感應器，以及在曲柄臂處加裝吸熱塊；在曲軸連桿頸加熱的同時通過噴淋器向中間曲柄頸和上止點噴灑淬火介質；所述的淬火設備是KWH半自動淬火機床。上述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，所述連桿頸淬火時采取單側先后淬火。 上述述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，所述的曲軸連桿頸加熱的同時通過噴淋器向中間曲柄頸和上止點噴灑淬火介質，在加熱結束后不超過O. I秒時間內關閉噴淋器。上述述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，所述的淬火介質是AQ251溶液。上述述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，所述的上止點和下止點采用不同的功率進行加熱。上述述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，所述的吸熱塊加 裝緊壓螺桿，在吸熱塊未做圓周方向緊固之前沿軸縱向壓緊緊壓螺桿。上述述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法,所述的加熱時間是20-24秒，預加熱時間是8-10秒，預冷卻時間是8-10秒，回火次數(shù)不少于兩次。上述述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，所述的連桿頸淬火時中間曲柄頸一側磁通量減少30 % 40 %。本發(fā)明的有益效果是解決了連桿頸軸頸要求圓角淬火，會導致中間曲柄過熱形成淬火裂紋；主軸頸過渡圓角處有沉割槽，造成工件與感應器更大的空氣間隙，軸頸圓角要求淬火必然要相應提高加熱功率或延長加熱時間，導致曲柄臂熱影響區(qū)域加大；連桿頸淬火時中間曲柄過熱；上止點淬火裂紋問題和下止點圓角淬火不足問題形成熱處理矛盾體等問題。


圖I為錯拐曲軸結構圖。圖2為圖I中錯拐曲軸連桿頸局部放大圖。圖3為吸熱塊上蓋。圖4為吸熱塊下蓋。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。感應器設計、制造是感應淬火熱形形成的關鍵。感應器定位裝置與曲軸淬火部位單側間隙調整在O. 20-0. 30mm范圍，感應器有效圈與定位裝置間隙調整在O. 20-0. 25mm范圍，感應淬火加熱效率介于理想狀態(tài)?！板e拐”連桿頸感應淬火采用左右兩套特殊感應器，確保連桿頸淬火時中間曲柄頸一側磁通量減少約30% 40%。防止發(fā)生中間曲柄頸過熱淬裂問題。同時，要充分考慮防止過渡圓角處產生淬火不足問題。感應器導磁體設計、制造時分段鑲嵌，采用紫銅隔板分隔，以便工藝調整。為了減少中間曲柄頸的過熱傾向和已經淬火側連桿頸退火問題，設計制作了專門的吸熱塊，下蓋如示意圖3，上蓋如示意圖4。安裝要點是緊貼后淬火的連桿頸那一側中間曲柄頸，切實達到吸熱的目的。生產實踐中發(fā)現(xiàn)由于吸熱塊變形，發(fā)生貼合不緊問題要特別注意。為了解決這一問題，在吸熱塊上裝了緊壓螺桿，在吸熱塊未做圓周方向緊固之前沿軸縱向壓緊緊壓螺桿，確保吸熱塊端面與中間曲柄頸端面貼緊，切實起到吸熱作用。為了減少中間曲柄頸和連桿頸上止點過熱，在連桿頸加熱的同時通過噴淋器向中間曲柄頸和上止點噴灑淬火介質，達到降低其溫度的目的。噴灑介質停與止在KWH型淬火機床上手動實施，在GCQZ型淬火機床上實現(xiàn)自動化。加熱結束后立即(響應時間O. Is內)關閉噴液，防止噴淋液撒在軸頸表面造成淬火軟點。噴淋器噴水孔密度、角度、噴水壓力、開啟和關閉響應時間必須嚴格控制。感應淬火設備及主要技術數(shù)據(jù)如下KWH型德國產曲軸半自動淬火機床。特種電源是300Kw機式發(fā)電機和8000Hz變頻器。主要感應淬火技術參考數(shù)據(jù)如表I。
表IKWH型德國產曲軸半自動淬火機床V6發(fā)動機錯拐曲軸連桿頸淬火技術參數(shù)
權利要求
1.基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，包括加熱、保溫、冷卻，其特征是在加熱之前，在連桿頸處加裝淬火感應器，以及在曲柄臂處加裝吸熱塊；在曲軸連桿頸加熱的同時通過噴淋器向中間曲柄頸和上止點噴灑淬火介質；所述的淬火設備是KWH半自動淬火機床。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，其特征是所述連桿頸淬火時采取單側先后淬火。
3.根據(jù)權利要求I所述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，其特征是所述的曲軸連桿頸加熱的同時通過噴淋器向中間曲柄頸和上止點噴灑淬火介質，在加熱結束后不超過O. I秒時間內關閉噴淋器。
4.根據(jù)權利要求I所述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，其特征是所述的淬火介質是AQ251溶液。
5.根據(jù)權利要求I所述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，其特 征是所述的上止點和下止點采用不同的功率進行加熱。
6.根據(jù)權利要求I所述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，其特征是所述的吸熱塊加裝緊壓螺桿，在吸熱塊未做圓周方向緊固之前沿軸縱向壓緊緊壓螺桿。
7.根據(jù)權利要求I所述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，其特征是所述的感應器定位裝置與曲軸淬火部位單側間隙調整在O. 20-0. 30mm范圍，感應器有效圈與定位裝置間隙調整在O. 20-0. 25mm范圍。
8.根據(jù)權利要求1-7任一項所述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，其特征是所述的加熱時間是20-24秒,預加熱時間是8-10秒,預冷卻時間是8-10秒，回火次數(shù)不少于兩次。
9.根據(jù)權利要求8所述的基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，其特征是所述的連桿頸淬火時中間曲柄頸ー側磁通量減少30% 40%。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于KWH半自動淬火機床的錯拐曲軸連桿頸淬火方法，包括加熱、保溫、冷卻，在加熱之前，在連桿頸處加裝淬火感應器，以及在曲柄臂處加裝吸熱塊；在曲軸連桿頸加熱的同時通過噴淋器向中間曲柄頸和上止點噴灑淬火介質；所述的淬火設備是KWH半自動淬火機床。本發(fā)明的有益效果是解決了連桿頸軸頸要求圓角淬火，會導致中間曲柄過熱形成淬火裂紋；主軸頸過渡圓角處有沉割槽，造成工件與感應器更大的空氣間隙，軸頸圓角要求淬火必然要相應提高加熱功率或延長加熱時間，導致曲柄臂熱影響區(qū)域加大；連桿頸淬火時中間曲柄過熱；上止點淬火裂紋問題和下止點圓角淬火不足問題形成熱處理矛盾體等問題。
文檔編號C21D9/30GK102676784SQ20121014218
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權日2012年5月9日
發(fā)明者宋民生, 張建民, 王灑灑, 陳軍 申請人:陜西北方動力有限責任公司