CN113046684A - 一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒剂及渗钒工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒剂，包括钒铁粉、氧化铝、铝粉和碘化稀土，各组分质量百分比分别为：钒铁粉40～60％，氧化铝30～40％，铝粉3～5％，碘化稀土3～5％。一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒工艺，所述工艺为将销轴表面去除锈迹后加入溶剂油充分搅拌，加入配好的渗钒剂，充分搅拌后封罐密封，将密封罐放入密封炉内加热至T1℃充入氮气排空杂质气体后，加热至T2℃保温h1小时后，随炉冷却至T3℃后再加冷却罩强制冷却至T4℃再空冷至室温，开炉，T5℃淬火，然后T6℃回火后慢速抛光大于等于96小时。通过此渗钒工艺得到良好的表面渗钒层，满足了长里程条件下对耐磨性的要求；解决了现有技术中渗铬层硬度低、耐磨性差，影响营运车辆用甲醇发动机的使用寿命。

Description

一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒剂及渗钒工艺
技术领域
本发明涉及汽车零部件制造领域，尤其涉及一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒剂及渗钒工艺。
背景技术
由于链条行业飞速的发展和零部件对耐磨抗蚀抗高温氧化等性能的要求的不断提高，促进了零件表面强化工艺的发展。其中，零件表面渗金属发展与应用尤为迅速。为了满足日益快速发展的对材料表面特殊性能的高要求，现已开发了许多种表面处理的新方法，其中日本丰田中央研究所研制出的在硼砂浴中渗钒、渗铌、渗钮和渗铬等元素法。其原理是扩散法，使刚表面形成所渗金属的碳化物、铬固溶物和硼化物等的渗钒层，主要应用于汽车和冶金等行业的零部件和模具制造上。
目前较为成熟的表面强化工艺是表面渗铬强化，渗铬零件表面的性能虽然有所提升，但是渗钒层的性能依然较差，且存在不少的弱点。渗铬层的抗高温氧化性能虽好，但硬度较低，耐磨性较差，且容易出现深层剥落，在低、中碳钢的渗铬层下均易形成贫碳区，故只适用于轻载下工作的工件。
而正时链条在甲醇发动机特别在出租车等营运车辆中的使用，对链条的耐腐蚀、耐甲醇、耐甲酸、耐磨性等的要求提出了高的挑战，其中，营运车辆一般里程数超过75万公里，所以对耐磨性的要求达到了前所未有的高度，特别是搭载在营运条件下的出租车中运行的甲醇发动机。传统渗铬工艺制成的正时链条的耐腐蚀、耐醇、耐酸、耐磨性差，不能够满足甲醇环境及75万公里以上的长里程条件下的使用，容易发生链条异常磨损伸长、断裂，影响发动机的使用寿命。
因此，需要提供一种耐磨性好并且可以增加甲醇发动机使用寿命的渗钒工艺来解决上述技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒剂及渗钒工艺。解决了现有技术中渗铬层硬度低、耐磨性差，影响营运车辆用甲醇发动机的使用寿命。
本发明的技术效果通过如下实现的：
一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒剂，包括钒铁粉、氧化铝、铝粉和碘化稀土，各组分质量百分比分别为：钒铁粉40～60％，氧化铝30～40％，铝粉3～5％，碘化稀土3～5％，碘化稀土用于促进销轴渗钒。通过使用碘化稀土作促渗剂，取代了现有技术中使用氯化稀土作促渗剂，有助于减少销轴表面渗层裂纹，达到了满足长里程需求的渗层厚度，提高了销轴的耐磨性，增长了销轴的使用寿命。
另外，提供了一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒工艺，所述工艺基于上述的渗钒剂实现的，所述工艺包括以下步骤：
(1)将销轴表面去除锈迹后加入溶剂油充分搅拌，加入配好的渗钒剂，充分搅拌后封罐密封；
(2)将密封罐放入密封炉内加热至T1℃充入氮气排空杂质气体后，加热至T2℃保温预设时间h1小时后，随炉冷却至T3℃后再加冷却罩强制冷却至T4℃再空冷至室温，开炉；
(3)T5℃淬火，然后T6℃回火后慢速抛光大于等于96小时。
进一步地，所述步骤(1)中渗钒剂和销轴质量比为1：1。
进一步地，所述步骤(2)中当保温时间≤h1时，所述销轴表面渗钒层厚度和保温时间成正比。
进一步地，所述步骤(3)中淬火介质为水基。
进一步地，经渗钒工艺处理后所述销轴表面渗钒层厚度≥0.12mm。通过渗钒工艺处理销轴，使得销轴表面渗钒层厚度增加，满足了营运条件下对甲醇发动机长里程行驶的使用寿命的需求，避免发生链条磨损伸长或断裂的问题。
进一步地，经渗钒工艺处理后所述销轴表面硬度为2000～3600HV0.1。通过渗钒工艺处理销轴，使得销轴表面硬度大大提高，增强了销轴的耐磨和抗剪切性能。
进一步地，经渗钒工艺处理后所述销轴表面粗糙度＜Ra0.07。
进一步地，经渗钒工艺处理后所述销轴表面在15倍光学显微镜下无剥落、影响使用的凹坑。通过渗钒工艺处理销轴，使得销轴表面渗钒层更加均匀，大幅度减少气孔和杂质的含量，使得销轴具有更好的耐腐蚀性。
进一步地，经渗钒工艺处理后所述销轴表面渗钒层在电镜EDS测试得到V+C重量比为95％以上。
如上所述，本发明具有如下有益效果：
1)通过使用碘化稀土作促渗剂，取代了现有技术中使用氯化稀土作促渗剂，有助于减少销轴表面渗层裂纹，达到了满足长里程需求的渗层厚度，提高了销轴的耐磨性，增长了销轴的使用寿命。
2)通过慢速抛光大于等于96小时处理销轴，使得销轴表面渗钒层更加均匀，大幅度减少气孔和杂质的含量，使得销轴具有更好的耐腐蚀性。
3)通过渗钒工艺处理销轴，使得销轴表面粗糙度＜Ra0.07，表面粗糙度低，提高了销轴的耐磨性。
4)通过渗钒工艺处理销轴，使得销轴表面渗钒层厚度增加，满足了营运条件下对甲醇发动机长里程行驶的使用寿命的需求，避免发生链条磨损伸长或断裂的问题。
5)通过渗钒工艺处理销轴，使得销轴表面硬度大大提高，增强了销轴的耐磨和抗剪切性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其它附图。
图1为本申请实施例渗钒工艺流程图；
图2是720h专项耐久试验磨损率对比数据图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒剂，包括钒铁粉、氧化铝、铝粉和碘化稀土，各组分质量百分比分别为：钒铁粉40～60％，氧化铝30～40％，铝粉3～5％，碘化稀土3～5％，碘化稀土用于促进销轴渗钒。通过使用碘化稀土作促渗剂，取代了现有技术中使用氯化稀土作促渗剂，有助于减少销轴表面渗层裂纹，达到了满足长里程需求的渗层厚度，提高了销轴的耐磨性，增长了销轴的使用寿命。
实施例2：
如图1所示，一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒工艺，所述工艺基于实施例1中的渗钒剂实现的，所述工艺流程步骤如下：
S101:将销轴去锈处理；
S102:加入溶剂油充分搅拌(防止渗钒剂和销轴粘连)；
S103:按照渗钒剂和销轴质量比1：1加入配好的渗钒剂，充分搅拌6 次后封罐，密封；
S104:将密封罐放入密封炉内加热至T1℃充入氮气排空杂质气体；T1 设定值范围为180～200℃，优选为200℃。
S105:加热至T2℃保温10小时；T2设定值范围为950～1000℃，优选为970℃。
S106:随炉冷却至T3℃后再加冷却罩强制冷却至T4℃再空冷至室温，开炉；T3设定值范围为750～800℃，优选为780℃，T4设定值范围为 250～300℃，优选为300℃。
S107:T5℃淬火后T6℃回火3.5小时；T5设定值范围为800～900℃，优选为850℃，T4设定值范围为300～500℃，优选为400℃。
S108:慢速抛光96小时。
上述步骤S101-S103为销轴表面预处理过程；步骤S104-S106为渗钒处理过程；步骤S107-S108清洗销轴过程。
本实施例中，所述步骤(5)中渗钒层厚度和保温时间成正比，保温时间需控制在预设时间内，因为当保温时间超过预设时间时，渗钒层会出现裂纹，预设时间为12小时。
本实施例中，经渗钒工艺处理后，所述销轴表面渗钒层厚度≥0.12mm，表面硬度为2000～3600HV0.1，表面粗糙度小于Ra0.07，优选为≤Ra0.05，表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响。表面粗糙度Ra 是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度，其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下)，用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面在15倍光学显微镜下无剥落、影响使用的凹坑，表面渗钒层在电镜EDS测试得到V+C重量比为95％以上。通过渗钒工艺处理销轴，使得销轴表面渗钒层厚度增加，满足了营运条件下对甲醇发动机长里程行驶的使用寿命的需求，避免发生链条磨损伸长或断裂的问题。通过渗钒工艺处理销轴，使得销轴表面硬度大大提高，增强了销轴的耐磨和抗擦伤性能。通过渗钒工艺处理销轴，使得销轴表面渗钒层更加均匀，大幅度减少气孔和杂质的含量，使得销轴具有更好的耐腐蚀性。
本发明与背景技术相比，图2是采用本发明渗钒工艺相比于目前工业上普遍使用的渗钒工艺，对销轴进行720小时试验，得到的销轴磨损率的对比数据，可以对比判断两者的耐磨性能，由图1可以看出，经过本发明渗钒工艺处理后的销轴，相比于目前工业上普遍使用的渗钒工艺处理后的销轴，具有更强的抗磨损性能。
如上所述，本发明具有如下有益效果：
1)通过使用碘化稀土作促渗剂，取代了现有技术中使用氯化稀土作促渗剂，有助于减少销轴表面渗层裂纹，达到了满足长里程需求的渗层厚度，提高了销轴的耐磨性，增长了销轴的使用寿命。
2)通过慢速抛光大于等于96小时处理销轴，使得销轴表面渗钒层更加均匀，大幅度减少气孔和杂质的含量，使得销轴具有更好的耐腐蚀性。
3)通过渗钒工艺处理销轴，使得销轴表面粗糙度＜Ra0.07，表面粗糙度低，提高了销轴的耐磨性。
4)通过渗钒工艺处理销轴，使得销轴表面渗钒层厚度增加，满足了营运条件下对甲醇发动机长里程行驶的使用寿命的需求，避免发生链条磨损伸长或断裂的问题。
5)通过渗钒工艺处理销轴，使得销轴表面硬度大大提高，增强了销轴的耐磨和抗剪切性能。本发明不局限于以上的具体实施例中的工艺参数，如何调整工艺参数，都将落入本发明的保护范围内。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒剂，其特征在于，包括钒铁粉、氧化铝、铝粉和碘化稀土，各组分质量百分比分别为：钒铁粉40～60％，氧化铝30～40％，铝粉3～5％，碘化稀土3～5％，碘化稀土用于促进销轴渗钒。
2.一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒工艺，所述工艺基于如权利1所述的渗钒剂实现的，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：
(1)将销轴表面去除锈迹后加入溶剂油充分搅拌，加入配好的渗钒剂，充分搅拌后封罐密封；
(2)将密封罐放入密封炉内加热至T1℃充入氮气排空杂质气体后，加热至T2℃保温预设时间h1小时后，随炉冷却至T3℃后再加冷却罩强制冷却至T4℃再空冷至室温，开炉；
(3)T5℃淬火，然后T6℃回火后慢速抛光大于等于96小时。
3.根据权利要求2所述的一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒工艺，其特征在于，所述步骤(1)中渗钒剂和销轴质量比为1：1。
4.根据权利要求2所述的一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒工艺，其特征在于，所述步骤(2)中当保温时间≤h1时，所述销轴表面渗钒层厚度和保温时间成正比。
5.根据权利要求2所述的一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒工艺，其特征在于，所述步骤(3)中淬火介质为水基。
6.根据权利要求2所述的一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒工艺，其特征在于，经渗钒工艺处理后所述销轴表面渗钒层厚度≥0.12mm。
7.根据权利要求2所述的一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒工艺，其特征在于，经渗钒工艺处理后所述销轴表面硬度为2000～3600HV0.1。
8.根据权利要求2所述的一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒工艺，其特征在于，经渗钒工艺处理后所述销轴表面粗糙度＜Ra0.07。
9.根据权利要求2所述的一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒工艺，其特征在于，经渗钒工艺处理后所述销轴表面在15倍光学显微镜下无剥落、影响使用的凹坑。
10.根据权利要求2所述的一种甲醇发动机正时链条销轴渗钒工艺，其特征在于，经渗钒工艺处理后所述销轴表面渗钒层在电镜EDS测试得到V+C重量比为95％以上。
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