專利名稱：：內(nèi)孔微變形外觀金黃色高頻淬火缸套的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種缸套的制造工藝，尤其是內(nèi)孔微變形外觀金黃色高頻淬火缸套的制造方法。
背景技術(shù)：
：隨著大功率、高效率發(fā)動(dòng)機(jī)的研究開(kāi)發(fā)，對(duì)作為發(fā)動(dòng)機(jī)心臟配件之一的汽缸套的要求也越來(lái)越高。其主要的發(fā)展方向有兩個(gè)①合金化提高基體材料的機(jī)械性能；②表面強(qiáng)化處理。如內(nèi)孔高頻淬火、表面滲層處理等。高頻淬火工藝具有工藝簡(jiǎn)單、工件變形小、生產(chǎn)效率高，節(jié)能省材料、環(huán)境污染少，工藝過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。因此，高頻淬火工藝廣泛運(yùn)用于汽車零部件生產(chǎn)。離心鑄造的合金鑄鐵具有組織致密、耐磨性好、抗穴蝕能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)等而廣泛用于汽缸套生產(chǎn)中。離心鑄造的合金鑄鐵缸套經(jīng)內(nèi)孔高頻淬火后使用壽命可提高一倍以上，但是，由于缸套高頻感應(yīng)淬火的結(jié)果受各種因素的影響很大，工藝有很高的復(fù)雜性。如缸套材料、感應(yīng)淬火頻率、功率、時(shí)間，感應(yīng)器的設(shè)計(jì)精度和效率，淬火液的溫度、流量，工件的移動(dòng)速度、轉(zhuǎn)速等，因此淬火后硬化層的硬度均勻性、深度一致性、變形量差別非常明顯，從而導(dǎo)致缸套使用性能優(yōu)劣不同。特別是離心鑄造的合金鑄鐵缸套高頻淬火開(kāi)裂傾向比較嚴(yán)重，表面微裂紋在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中不斷擴(kuò)展，最后導(dǎo)致整個(gè)缸套的破裂。目前，生產(chǎn)的高頻淬火缸套主要是通過(guò)普通高頻感應(yīng)加熱電源來(lái)完成的，淬火液一般采用自來(lái)水，淬火過(guò)程使用手動(dòng)或簡(jiǎn)單的PC機(jī)來(lái)完成，一般采用簡(jiǎn)單的同心匯流感應(yīng)器。由于感應(yīng)電源耗能大，輸出的高頻頻率、功率不穩(wěn)，水的冷卻能力的局限性，淬火工藝受人為影響因素很大，感應(yīng)器制作精度不夠造成感應(yīng)線圈與缸套內(nèi)壁間距離不一致，導(dǎo)磁體性能差等原因引起缸套開(kāi)裂、變形傾向大，淬火層厚度、硬度不均一。因此出現(xiàn)的廢品率較高、產(chǎn)品的----致性差。同時(shí)，由于這些原因造成后道機(jī)加工余量大、切削困難，成品率降低。由于設(shè)備及生產(chǎn)工藝落后，內(nèi)孔高頻淬火技術(shù)在缸套生產(chǎn)上運(yùn)用很少，出于可靠性保證的考慮，主要發(fā)動(dòng)機(jī)廠家很少采用內(nèi)孔高頻淬火缸套。而歐美國(guó)家在大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的缸套絕大多數(shù)都采用內(nèi)孔高頻淬火技術(shù),但利用感應(yīng)余熱使缸套外圓產(chǎn)生一層均勻的防腐蝕性能良好的金黃色氧化層,同時(shí)又能滿足精度要求的方法未見(jiàn)相關(guān)報(bào)導(dǎo)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為滿足市場(chǎng)的需求，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供-一種內(nèi)孔微變形外觀金黃色高頻淬火缸套的制造方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是內(nèi)孔微變形外觀金黃色高頻淬火缸套的制造方法，其特征是包括如下步驟(1)選擇含鉻和銅合金灰鑄鐵，離心鑄造毛坯，車加工缸套，缸套壁厚為512mm;(2)采用VSM-95高頻淬火設(shè)備(柔性雙軸一體化)，對(duì)缸套進(jìn)行淬火，雙共位同時(shí)工作加熱，功率250350KW;頻率140-170KHZ;采用與缸套表面形狀相似的感應(yīng)圈對(duì)缸套表面加熱，表面加熱的溫度為950°C，工件移動(dòng)速度為1015mm/S，工件旋轉(zhuǎn)速度為250轉(zhuǎn)/分；(3)向加熱的缸套表面噴淬火冷卻介質(zhì)急速冷卻淬火，冷卻介質(zhì)為812%好富頓Q251,介質(zhì)工作溫度3043°C;感應(yīng)圈噴水(介質(zhì))流量5060L/S，外噴水(介質(zhì))流量6080L/S，調(diào)節(jié)感應(yīng)圈與外噴水(介質(zhì))圈之間的間距來(lái)控制保證外觀為金黃色；(4)采用臺(tái)車式低溫回火爐回火，回火溫度控制在25028(TC，保溫2小時(shí)，保留一定量的空氣，但爐子的密封性較好，確保加熱保溫過(guò)程中不能有空氣直接進(jìn)入；(5)對(duì)回火的缸套進(jìn)行精細(xì)加工，檢驗(yàn)合格入庫(kù)。本發(fā)明工藝先進(jìn)，方法簡(jiǎn)單。選用淬透性好，淬火變形小，組織致密，綜合機(jī)械性能好，含鉻、銅合金灰鑄鐵，作為離心鑄造缸套的材料。車加工缸套，壁厚控制在512mm;保證缸套外圓在淬火過(guò)程中通過(guò)熱傳導(dǎo)達(dá)到特定的溫度(25035(TC)，使之能在空氣中發(fā)生氧化反應(yīng)2Fe+302=2Fe203(短時(shí)間快速反應(yīng))。采用先進(jìn)的VSM-95高頻淬火設(shè)備，對(duì)缸套進(jìn)行淬火，輸出功率穩(wěn)定并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，提高淬火質(zhì)量，與一般高頻淬火缸套相比，淬火層硬度、深度均勻性好，耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)。外表美觀，抗蝕性好。加工工序少，效率高，廢品少。節(jié)能效果明顯，工藝穩(wěn)定。具體實(shí)施例方式1、選擇淬透性好，淬火變形小，組織致密，綜合機(jī)械性能好，含鉻、銅等離心鑄造合金灰鑄鐵缸套毛坯。2、車加工缸套(包括割斷，粗鉸內(nèi)孔，粗車外圓，半精車，精鉸內(nèi)孔，車外圓、端面、倒角)，為保證缸套外圓在淬火過(guò)程中通過(guò)熱傳導(dǎo)達(dá)到特定的溫度(250350°C)，使之能在空氣中發(fā)生氧化反應(yīng)2Fe+302-2Fe203(短時(shí)間快速反應(yīng))，因此缸套的壁厚控制范圍為5~12mm。3、淬火工藝①采甩VSM-95柔性雙軸一體化高頻淬火設(shè)備，對(duì)缸套進(jìn)行淬火，雙共位同時(shí)工作加熱，功率25(K350KW;頻率140~170KHZ;采用與缸套表面形狀相似的感應(yīng)圈對(duì)缸套表面加熱，表面加熱的溫度為……，工件移動(dòng)速度為1015mm/S，工件旋轉(zhuǎn)速度為250轉(zhuǎn)/分。②向加熱的缸套表面噴淬火冷卻介質(zhì)急速冷卻淬火，冷卻介質(zhì)為812%好富頓Q251，介質(zhì)工作溫度3043°C;感應(yīng)圈噴水(介質(zhì))流量5060L/S，外噴水(介質(zhì))流量6080L/S。③調(diào)節(jié)感應(yīng)圈與外噴水(介質(zhì))圈之間的間距來(lái)控制保證缸套外觀為金黃色。4、回火工藝采用臺(tái)車式低溫回火爐，回火溫度控制在25028(TC，保溫2小時(shí)；不需氣氛保護(hù)，保留一定量的空氣，但爐子的密封性較好，確保加熱保溫過(guò)程中不能有空氣直接進(jìn)入。5、對(duì)回火的缸套進(jìn)行精細(xì)加工(包括粗珩，割槽，精珩，精細(xì)車，精細(xì)珩)，外圓端面和水檔部分在高頻淬火后不再進(jìn)行切削加工，保留金黃色外觀。檢驗(yàn)合格入庫(kù)，產(chǎn)品達(dá)到美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明制造的缸套達(dá)到的主要技術(shù)參數(shù)如表1:表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種內(nèi)孔微變形外觀金黃色高頻淬火缸套的制造方法，其特征是包括如下步驟(1)選擇含鉻和銅合金灰鑄鐵，離心鑄造毛坯，內(nèi)孔高頻淬火前車加工缸套，外圓水檔及端面加工到成品尺寸，內(nèi)孔預(yù)留0.1～0.15mm的珩磨余量，缸套壁厚在5～12mm范圍；(2)采用VSM-95高頻淬火設(shè)備，對(duì)缸套進(jìn)行淬火，雙共位同時(shí)工作加熱，功率250～350KW；頻率140～170KHZ；采用與缸套表面形狀相似的感應(yīng)圈對(duì)缸套表面加熱，表面加熱的溫度為950℃左右，工件移動(dòng)速度為10～15mm/S，工件旋轉(zhuǎn)速度為250轉(zhuǎn)/分；(3)向加熱的缸套表面噴淬火冷卻介質(zhì)急速冷卻淬火，冷卻介質(zhì)為8～12％好富頓Q251，介質(zhì)工作溫度30～43℃；感應(yīng)圈噴水(介質(zhì))流量50～60L/S，外噴水(介質(zhì))流量60～80L/S，調(diào)節(jié)感應(yīng)圈與外噴水(介質(zhì))圈之間的間距來(lái)控制保證外觀為金黃色；淬火后缸套內(nèi)孔直徑變形橢圓度小于0.1mm，外圓尺寸基本無(wú)變化(4)采用臺(tái)車式低溫回火爐回火，回火溫度控制在250～280℃，保溫2小時(shí)，保留一定量的空氣，但爐子的密封性較好，確保加熱保溫過(guò)程中不能有空氣直接進(jìn)入；(5)對(duì)回火后的缸套內(nèi)孔進(jìn)行珩磨，外圓腰帶裝配面精細(xì)加工，水檔及端面不加工保留金黃色外觀，檢驗(yàn)合格入庫(kù)。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種內(nèi)孔微變形外觀金黃色高頻淬火缸套的制造方法，步驟是(1)選擇含鉻和銅合金灰鑄鐵，離心鑄造、加工缸套；(2)采用高頻淬火設(shè)備，對(duì)缸套進(jìn)行淬火；(3)向加熱的缸套表面噴淬火冷卻介質(zhì)急速冷卻淬火，冷卻介質(zhì)為8～12％好富頓Q251，調(diào)節(jié)感應(yīng)圈與外噴水圈之間的間距來(lái)控制保證外觀為金黃色；(4)采用臺(tái)車式低溫回火爐回火，回火溫度控制在250～280℃，保溫2小時(shí)；(5)對(duì)回火的缸套進(jìn)行精細(xì)加工，外圓端面和水檔部分在高頻淬火后不再進(jìn)行切削加工，保留金黃色外觀，檢驗(yàn)合格入庫(kù)。本發(fā)明工藝先進(jìn)，方法簡(jiǎn)單，與一般高頻淬火缸套相比，外表美觀，淬火層硬度、深度均勻性好，耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)。文檔編號(hào)C21D1/18GK101550884SQ20091003156公開(kāi)日2009年10月7日申請(qǐng)日期2009年4月23日優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日發(fā)明者李文連,范金龍,陳恒桃申請(qǐng)人:揚(yáng)州五亭橋缸套有限公司