连杆不镀铜渗碳淬火工艺_泊头尚氏非标量具有限公司

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连杆不镀铜渗碳淬火工艺

文章出处:泊头尚氏非标量具有限公司发表时间:2019年01月09日

 对于排量为125mL的摩托车,连杆是其发动机曲轴上最重要的零部件,其材质为20CrMo钢,其经过渗碳、淬火、高温回火、低温回火等热处理工序来达到其大端内孔的耐磨性、小端及杆部韧性的使用性能要求。


1.技术要求

保证这两方面性能的具体技术要求为:

(1)硬度

大端端面及内孔表面为60~65HRC;杆部与小端要求基本相同,其表面及心部均为25~45HRC。


(2)渗碳层深度

大端端面及内孔表面需要渗碳淬火,成品渗碳层要求为0。6~0。9mm,淬火后硬度为60~65HRC;杆部及小端部位不要求渗碳淬火,硬度为25~45HRC。


(3)金相组织级别

大端渗碳层、杆部及小端为1~4级(按GB/T13298-91 金属纤维组织检验方法标准)。


(4)碳化物级别

网状碳化物小于2级(按GB1298-2008)。


为满足产品的质量要求,一般采取两种热处理工艺来完成,一种工艺是采取镀铜后进行渗碳淬火;另一种工艺是不镀铜直接渗碳淬火。镀铜法是在有镀铜防渗碳,淬火区无漏渗的明示要求下能较好地达到各项要求。直接渗碳淬火法在连杆的非淬火区虽然存在一定厚度的渗碳层,但由于采取适当的热处理工艺,如杆部退火、高温回火等方法,加之连杆比较厚大,其最终力学性能与镀铜法相差不大,都能满足使用要求。


这种不镀铜直接渗碳淬火的方法,在此类连杆的生产中,被多个曲轴连杆的生产厂家使用。从加工工艺上来讲,镀铜法是在镀铜后去除大头孔及其端面的镀铜层,然后进行渗碳淬火,与不镀铜法相比较,镀铜费用大、成本高、工艺复杂、周期长,而且镀铜工艺对环境有较严重的污染,在现实对环境保护呼声越来越高的情况下,采取不镀铜的渗碳淬火工艺得到了提倡。


2。连杆热处理工艺过程

热处理工艺路线:渗碳淬火(unicase自动生产线加热炉)→高温回火(unicase自动生产线回火炉)→大端淬火(盐浴炉)→低温回火(一般回火炉)。


(1)渗碳淬火前准备

工件清洗,垂直吊挂,连杆间隙均匀不得挤压,装架待渗。


(2)渗碳淬火

加热炉炉温升至920℃时通入甲醇(甲醇流量为2500mL/h)、连杆入炉→换气10~20min后通入丙烷(丙烷流量为4L/min,可根据炉内的碳浓度调整)→渗碳(强渗:温度为920℃、碳浓度为1.0%、时间为300~340min;扩散:温度为920℃,碳浓度为0.7﹪、扩散时间为30min)→降温(降温至830℃后保温30min、碳浓度为0.7﹪) →前室油冷(油冷10min、冷却介质为N32全损耗系统用油)。


(3)高温回火

将连杆装入回火炉内升温至600℃,保温120min→出炉冷却。


(4)大端淬火

将连杆大端部位浸入盐浴炉溶液内(使用热电偶测量溶液温度,温度保持在820~830℃内),左右晃动,加热约5min→油冷(投入混合油内左右晃动,在油池内通入气体保证油温均匀。混合油为20#机油和柴油,比例为2:1)→出油冷却。


(5)低温回火

在回火炉温度升至170℃时,将连杆装入炉内,保温120min,出炉冷却。


(6)清洗

用100℃的碱水清洗,去除连杆表面的油污。


3.连杆渗碳淬火的质量检验情况

(1)大端

渗碳层工艺要求为0.7~1.0mm,实测0.85mm;硬度工艺要求为60~65HRC,实测为63.5HRC、64HRC、64HRC;金相组织工艺要求为1~4级回火马氏体,实测为1.5级回火马氏体。心部硬度工艺要求为25~45HRC,实测为43HRC、45HRC、45HRC;金相组织工艺要求为1~4级低碳马氏体,实测为1级低碳马氏体。


(2)小端

表面硬度工艺要求为25~45HRC,实测为39HRC、38HRC、40HRC。心部硬度工艺要求为25~45HRC,实测为26HRC、25HRC、28HRC;心部金相组织工艺要求为1~4级回火索氏体,实测为1。5级回火索氏体(注:小孔周围及端面渗碳层厚为0。8mm)。


(3)杆部

表面硬度工艺要求为25~45HRC,实测为35HRC、38HRC、40HRC。心部硬度工艺要求为25~45HRC,实测为28HRC、29HRC、27.5HRC;心部金相组织工艺要求为1~4级回火索氏体,实测为1.5级回火索氏体(注:杆部表面渗碳层厚为0.8mm)。


从以上热处理工艺路线的实施及渗碳淬火的质量检验情况可以看出,排量为125mL的摩托车发动机曲轴中的连杆,采用不镀铜法进行渗碳淬火的质量完全可以满足使用性能的技术要求。在长期为金城摩托车发动机配套的该型号曲轴连杆总成的过程中,没有出现因采用该工艺的渗碳淬火问题。

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