專利名稱：用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體氮碳共滲工藝，具體的為一種用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝。
背景技術(shù)：
氣體氮碳共滲工藝目前雖然已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類小缸徑曲軸及部分大缸徑鋼制曲軸上，但是對(duì)于缸徑大于等于200mm的柴油機(jī)曲軸來說，目前主要強(qiáng)化工藝為整體淬火、 圓角滾壓強(qiáng)化、中頻淬火、氮化處理及氮碳處理(井式爐)等，而沒有采用臥式氣體氮碳共滲工藝對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化，而現(xiàn)有的大缸徑柴油機(jī)曲軸的強(qiáng)化工藝還均存在一些不足
1、采用整體淬火的柴油機(jī)曲軸存在抗疲勞性不足的缺陷，容易疲勞損傷；
2、圓角滾壓強(qiáng)化只能提高疲勞強(qiáng)度，對(duì)曲軸的耐磨性幾乎沒有作用；
3、采用中頻淬火工藝對(duì)曲軸進(jìn)行強(qiáng)化，只能提高其耐磨性，另外，由于圓角處是淬火區(qū)與非淬火區(qū)的交接處，存在拉應(yīng)力，使得曲軸的疲勞強(qiáng)度大大降低；
4、采用滲氮處理的強(qiáng)化工藝存在生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)效率低的不足；
5、對(duì)于井式氮碳共滲處理的工藝，由于曲軸自重，導(dǎo)致曲軸變形無法預(yù)計(jì)。鑒于此，本發(fā)明旨在探索一種用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的氣體氮碳共滲工藝， 采用該工藝后，可大幅度提高曲軸表面疲勞強(qiáng)度、耐磨性和抗擦傷能力，同時(shí)還具備畸變小，相較于滲氮處理的生產(chǎn)效率更高的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提出一種用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝，采用該工藝強(qiáng)化后的大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸可大幅度提高表面疲勞強(qiáng)度、耐磨性和抗擦傷能力，同時(shí)還具備畸變小，相較于滲氮處理的生產(chǎn)效率更高的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝，包括如下步驟
1)將曲軸平臥支撐于雙室臺(tái)車爐中；
2)隨爐加熱至350-400°C時(shí)，開始注入3-%i7h的NH3,并保溫1_2小時(shí)；
3)繼續(xù)隨爐加熱至500-520°C時(shí)，開始注入2-3m3/h的ΕΧ0，保溫1_3小時(shí)；
4)繼續(xù)隨爐加熱至560-580°C并保溫5-7小時(shí)后，停止注入EXO；
5)所述曲軸隨爐冷卻至250-300°C后開始空冷，且空冷至溫度為低于150°C時(shí)，吊開所述雙室臺(tái)車爐的馬弗罩，并停止注入NH3。進(jìn)一步，所述曲軸通過兩個(gè)支撐點(diǎn)放置于雙室臺(tái)車爐中，且曲軸主軸頸彎曲高點(diǎn)朝上；
進(jìn)一步，所述EM)為放熱性氣體，其組成成分為(體積比)N2=85%, C02=10%, H2=2. 5%， C0=2. 5%ο本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明的曲軸采用球墨鑄鐵制作，比碳素鋼和合金鋼材料的成本低，加工成本也低，且由于球鐵材料本身的特性，其耐磨性比鋼制件好；采用本發(fā)明用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的氣體氮碳共滲工藝不僅可用于缸徑大于等于200mm的柴油機(jī)曲軸，而且采用該氮碳共滲工藝過后，可均勻有效增加曲軸表面的碳含量和氮含量，可大幅度提高曲軸表面疲勞強(qiáng)度、 耐磨性和抗擦傷能力，同時(shí)還具備畸變小，相較于滲氮處理的生產(chǎn)效率更高的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝第一實(shí)施例工藝圖2為本發(fā)明用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝第而實(shí)施例工藝
圖3為本發(fā)明用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝第而實(shí)施例工藝
圖4為本發(fā)明用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝第而實(shí)施例工藝圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明。本發(fā)明用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝，包括如下步驟
1)將曲軸平臥支撐于雙室臺(tái)車爐中；
2)隨爐加熱至350-400°C時(shí)，開始注入3-4m3/h的NH3,并保溫1_2小時(shí)；
3)繼續(xù)隨爐加熱至500-520°C時(shí)，開始注入2-3m3/h的ΕΧ0，保溫1_3小時(shí)；
4)繼續(xù)隨爐加熱至560-580°C并保溫5-7小時(shí)后，停止注入ΕΧ0，其中EM)為放熱式氣
體；
5)所述曲軸隨爐冷卻至250-300°C后開始空冷，且空冷至溫度為低于150°C時(shí)，吊開所述雙室臺(tái)車爐的馬弗罩，并停止注入NH3。進(jìn)一步，所述曲軸通過兩個(gè)支撐點(diǎn)放置于雙室臺(tái)車爐中，且曲軸主軸頸彎曲高點(diǎn)朝上，加強(qiáng)曲軸主軸的抗疲勞強(qiáng)度、耐磨性和抗擦傷能力，通過支撐主軸頸，曲軸彎曲變形更小。進(jìn)一步，所述EM)為放熱性氣體，其組成成分為(體積比)N2=85%，C02=10%, H2=2. 5%， C0=2. 5%ο第一實(shí)施例
如圖1所示，為本發(fā)明用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝第一實(shí)施例工藝圖，本實(shí)施例用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝包括如下步驟
1)將曲軸平臥支撐于雙室臺(tái)車爐中，所述曲軸通過兩個(gè)支撐點(diǎn)放置于雙室臺(tái)車爐中， 且曲軸主軸徑彎曲高點(diǎn)朝上，使得曲軸畸變更小，曲軸主軸的抗疲勞強(qiáng)度、耐磨性和抗擦傷能力更好；
2)隨爐加熱至400°C時(shí)，開始注入3m3/h的NH3,并保溫1小時(shí)；
3)繼續(xù)隨爐加熱至520°C時(shí)，開始注入3m3/h的ΕΧ0，保溫2小時(shí)；4)繼續(xù)隨爐加熱至570°C并保溫6小時(shí)后，停止注入ΕΧ0，本實(shí)施例的EM)為放熱性氣體，其組成成分為(體積比)N2=85%, C02=10%, H2=2. 5%，C0=2. 5% ；
5)所述曲軸隨爐冷卻至300°C后開始空冷，且空冷至溫度為150°C時(shí)，吊開所述雙室臺(tái)車爐的馬弗罩，并停止注入NH3。本實(shí)施例用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝不僅可用于缸徑大于等于200mm的柴油機(jī)曲軸，而且采用該氮碳共滲工藝過后，可均勻有效增加曲軸表面的氮含量和碳含量，可大幅度提高曲軸表面疲勞強(qiáng)度、耐磨性和抗擦傷能力，同時(shí)還具備畸變小，相較于滲氮處理的生產(chǎn)效率更高的優(yōu)點(diǎn)。第二實(shí)施例
如圖2所示，為本發(fā)明用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝第一實(shí)施例工藝圖，本實(shí)施例用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝包括如下步驟
1)將曲軸平臥支撐于雙室臺(tái)車爐中，所述曲軸通過兩個(gè)支撐點(diǎn)放置于雙室臺(tái)車爐中， 且曲軸主軸徑彎曲高點(diǎn)朝上，使得曲軸畸變更小，主軸的抗疲勞強(qiáng)度、耐磨性和抗擦傷能力更好；
2)隨爐加熱至350°C時(shí)，開始注入4m3/h的NH3,并保溫2小時(shí)；
3)繼續(xù)隨爐加熱至500°C時(shí)，開始注入2m3/h的ΕΧ0，保溫3小時(shí)，本實(shí)施例的EM)為放熱性氣體，其組成成分為(體積比)N2=85%, C02=10%, H2=2. 5%，C0=2. 5% ；
4)繼續(xù)隨爐加熱至580°C并保溫7小時(shí)后，停止注入EM)；
5)所述曲軸隨爐冷卻至250°C后開始空冷，且空冷至溫度為100°C時(shí)，吊開所述雙室臺(tái)車爐的馬弗罩，并停止注入NH3。本實(shí)施例用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝不僅可用于缸徑大于等于200mm的柴油機(jī)曲軸，而且采用該氮碳共滲工藝過后，可均勻有效增加曲軸表面的碳含量和氮含量，可大幅度提高曲軸表面疲勞強(qiáng)度、耐磨性和抗擦傷能力，同時(shí)還具備畸變小，相較于滲氮處理的生產(chǎn)效率更高的優(yōu)點(diǎn)。第三實(shí)施例
如圖2所示，為本發(fā)明用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝第一實(shí)施例工藝圖，本實(shí)施例用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝包括如下步驟
1)將曲軸平臥支撐于雙室臺(tái)車爐中，所述曲軸通過兩個(gè)支撐點(diǎn)放置于雙室臺(tái)車爐中， 且曲軸主軸徑彎曲高點(diǎn)朝上，使得曲軸畸變更小，主軸的抗疲勞強(qiáng)度、耐磨性和抗擦傷能力更好；
2)隨爐加熱至370°C時(shí)，開始注入3.5m3/h的NH3,并保溫1. 5小時(shí)；
3)繼續(xù)隨爐加熱至510°C時(shí)，開始注入2.5m3/h的ΕΧ0，保溫1小時(shí)，本實(shí)施例的EM)為放熱性氣體，其組成成分為(體積比)N2=85%, C02=10%, H2=2. 5%，C0=2. 5% ；
4)繼續(xù)隨爐加熱至560°C并保溫5小時(shí)后，停止注入EM)；
5)所述曲軸隨爐冷卻至280°C后開始空冷，且空冷至溫度為130°C時(shí)，吊開所述雙室臺(tái)車爐的馬弗罩，并停止注入NH3。本實(shí)施例用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝不僅可用于缸徑大于等于200mm的柴油機(jī)曲軸，而且采用該氮碳共滲工藝過后，可均勻有效增加曲軸表面的碳含量和氮含量，可大幅度提高曲軸表面疲勞強(qiáng)度、耐磨性和抗擦傷能力，同時(shí)還具備畸變小，相較于滲氮處理的生產(chǎn)效率更高的優(yōu)點(diǎn)。第四實(shí)施例
如圖2所示，為本發(fā)明用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝第一實(shí)施例工藝圖，本實(shí)施例用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝包括如下步驟
1)將曲軸平臥支撐于雙室臺(tái)車爐中，所述曲軸通過兩個(gè)支撐點(diǎn)放置于雙室臺(tái)車爐中， 且曲軸主軸徑彎曲高點(diǎn)朝上，使得曲軸畸變更小，主軸的抗疲勞強(qiáng)度、耐磨性和抗擦傷能力更好；
2)隨爐加熱至380°C時(shí)，開始注入3.2m3/h的NH3,并保溫1. 7小時(shí)；
3)繼續(xù)隨爐加熱至515°C時(shí)，開始注入3m3/h的ΕΧ0，保溫2.5小時(shí)，本實(shí)施例的EM)為放熱性氣體，其組成成分為(體積比)N2=85%, C02=10%, H2=2. 5%，C0=2. 5% ；
4)繼續(xù)隨爐加熱至575°C并保溫6.5小時(shí)后，停止注入EM)；
5)所述曲軸隨爐冷卻至270°C后開始空冷，且空冷至溫度為140°C時(shí)，吊開所述雙室臺(tái)車爐的馬弗罩，并停止注入NH3。本實(shí)施例用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝不僅可用于缸徑大于等于200mm的柴油機(jī)曲軸，而且采用該氮碳共滲工藝過后，可均勻有效增加曲軸表面的碳含量和氮含量，可大幅度提高曲軸表面疲勞強(qiáng)度、耐磨性和抗擦傷能力，同時(shí)還具備畸變小，相較于滲氮處理的生產(chǎn)效率更高的優(yōu)點(diǎn)。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝，其特征在于包括如下步驟1)將曲軸平臥支撐于雙室臺(tái)車爐中；2)隨爐加熱至350-400°C時(shí)，開始注入3-4m3/h的NH3,并保溫1_2小時(shí)；3)繼續(xù)隨爐加熱至500-520°C時(shí)，開始注入2-3m3/h的ΕΧ0，保溫1_3小時(shí)；4)繼續(xù)隨爐加熱至560-580°C并保溫5-7小時(shí)后，停止注入EXO；5)所述曲軸隨爐冷卻至250-300°C后開始空冷，且空冷至溫度為低于150°C后，吊開所述雙室臺(tái)車爐的馬弗罩，并停止注入NH3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝，其特征在于所述曲軸通過兩個(gè)支撐點(diǎn)放置于雙室臺(tái)車爐中，且曲軸主軸頸彎曲高點(diǎn)朝上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝，其特征在于所述MO為放熱性氣體，其組成成分為(體積比)N2=85%，C02=10%，H2=2. 5%，C0=2. 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸的臥式氣體氮碳共滲工藝，包括如下步驟1)將曲軸平臥支撐于雙室臺(tái)車爐中；2)隨爐加熱至350-400℃時(shí)，開始注入3-4m3/h的NH3，并保溫1-2小時(shí)；3)繼續(xù)隨爐加熱至500-520℃時(shí)，開始注入2-3m3/h的EXO，保溫1-3小時(shí)；4)繼續(xù)隨爐加熱至560-580℃并保溫5-7小時(shí)后，停止注入EXO；5)所述曲軸隨爐冷卻至250-300℃后開始空冷，且空冷至溫度為低于150℃后，吊開所述雙室臺(tái)車爐的馬弗罩，并停止注入NH3。采用該工藝強(qiáng)化后的大缸徑柴油機(jī)球鐵曲軸可大幅度提高表面疲勞強(qiáng)度、耐磨性和抗擦傷能力，同時(shí)還具備畸變小，相較于滲氮處理的生產(chǎn)效率更高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C8/32GK102418066SQ20111038706
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者夏軍生, 朱建林, 黃勇 申請(qǐng)人:重慶濰柴發(fā)動(dòng)機(jī)廠