一種球墨鑄鐵曲軸鑄造技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及曲軸鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種球墨鑄鐵曲軸鑄造技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]曲軸是發(fā)動機(jī)中的重要零件，工作環(huán)境惡劣，特別是對于汽車用柴油機(jī)來說，曲軸的加工精度和韌度、強(qiáng)度要求都比一般零件高。
[0003]目前，國內(nèi)較陳舊的曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機(jī)床和專用機(jī)床組成，生產(chǎn)效率和自動化程度相對較低。粗加工設(shè)備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及連桿軸頸，工序的質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，難以獲得合理的加工質(zhì)量。一般精加工采用曲軸磨床，通?？渴止げ僮?，加工質(zhì)量不穩(wěn)定，尺寸的一致性差。老式生產(chǎn)線的主要特點是普通設(shè)備多，一條生產(chǎn)線有35?60臺設(shè)備，導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)周期長、占用場地大，且完全是靠多臺設(shè)備分解工序和分擔(dān)余量來提高生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種采用圓角滾壓工藝和離子氮化技術(shù)進(jìn)行復(fù)合強(qiáng)化的球墨鑄鐵曲軸鑄造技術(shù)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
1、熔煉
高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球墨鑄鐵的關(guān)鍵。國內(nèi)主要是以沖天爐為主的生產(chǎn)設(shè)備，鐵水未進(jìn)行預(yù)脫硫處理；其次是高純生鐵少、焦炭質(zhì)量差。本發(fā)明采用雙聯(lián)外加預(yù)脫硫的熔煉方法，采用沖天爐熔化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在感應(yīng)電爐中升溫并調(diào)整成分。目前，在國內(nèi)鐵水成分的檢測已普遍采用真空直讀光譜儀來進(jìn)行。
[0006]2、造型
氣流沖擊造型工藝明顯優(yōu)于粘土砂型工藝，可獲得高精度的曲軸鑄件，該工藝制作的砂型具有無反彈變形量等特點，這對于多拐曲軸尤為重要。目前，國內(nèi)已有一些曲軸生產(chǎn)廠家從德國、意大利、西班牙等國引進(jìn)氣流沖擊造型工藝，不過，引進(jìn)整條生產(chǎn)線的只有極少數(shù)廠家，如文登天潤曲軸有限公司引進(jìn)了德國KW鑄造生產(chǎn)線。
[0007]3、鋼曲軸毛坯的鍛造技術(shù)
近幾年來，國內(nèi)已引進(jìn)了一批先進(jìn)的鍛造設(shè)備，但由于數(shù)量少，加之模具制造技術(shù)和其他一些設(shè)施跟不上，使一部分先進(jìn)設(shè)備未發(fā)揮應(yīng)有的作用。從總體上來講，需改造和更新的陳舊的普通鍛造設(shè)備多，同時，落后的工藝和設(shè)備仍占據(jù)主導(dǎo)地位，先進(jìn)技術(shù)有所應(yīng)用但還不普遍。
[0008]4、機(jī)械加工技術(shù)
目前國內(nèi)曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機(jī)床和專用機(jī)床組成，生產(chǎn)效率和自動化程度相對較低。粗加工設(shè)備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及拐頸，工序的質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，難以達(dá)到合理的加工余量。一般精加工采用MQ8260等曲軸磨床粗磨-半精磨-精磨-拋光，通?？渴止げ僮鳎庸べ|(zhì)量不穩(wěn)定。
[0009]隨著貿(mào)易全球化的到來，各廠家已意識到了形勢的嚴(yán)峻性，紛紛進(jìn)行技術(shù)改造，全力提升企業(yè)的競爭力，近年來引進(jìn)了許多先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，進(jìn)展速度很快。就目前狀況來講，這些設(shè)備和技術(shù)基本依賴進(jìn)口。
[0010]高速隨動外銑床是德國BOEHRINGER公司專為汽車發(fā)動機(jī)曲軸設(shè)計制造的柔性數(shù)控銑床，該設(shè)備應(yīng)用工件回轉(zhuǎn)和銑刀進(jìn)給伺服連動控制技術(shù)，可以一次裝夾不改變曲軸回轉(zhuǎn)中心隨動跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸。VDF 315 0M-4高速隨動外銑采用一體化復(fù)合材料結(jié)構(gòu)床身，工件兩端電子同步旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特點；使用SIEMENS 840D CNC控制系統(tǒng)，設(shè)備操作說明書在人機(jī)界面上，通過輸入零件的基本參數(shù)即可自動生成加工程序，可以加工長度450?700mm、回轉(zhuǎn)直徑在380mm以內(nèi)的各種曲軸，連桿軸頸直徑誤差為±0.02mm。
[0011]5、熱處理和表面強(qiáng)化處理技術(shù)
曲軸的熱處理關(guān)鍵技術(shù)是表面強(qiáng)化處理。球墨鑄鐵曲軸一般均采用正火處理，為表面處理做好組織準(zhǔn)備，表面強(qiáng)化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝。鍛鋼曲軸則采用軸頸與圓角淬火工藝。引進(jìn)的設(shè)備有AEG全自動曲軸淬火機(jī)床、EMA淬火機(jī)床等。
[0012]6、曲軸圓角滾壓強(qiáng)化
曲軸的圓角滾壓強(qiáng)化，主要是為了提高曲軸的疲勞強(qiáng)度。球鐵曲軸經(jīng)圓角滾壓后壽命可提高120-230% ;鍛鋼曲軸經(jīng)圓角滾壓后壽命可提高70-130%。
[0013]本項發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明采用圓角滾壓工藝和離子氮化技術(shù)進(jìn)行復(fù)合強(qiáng)化的球墨鑄鐵曲軸，抗疲勞程度顯著提高，強(qiáng)度接近鋼曲軸，但價格只有鋼曲軸的70%。
[0014]該發(fā)明屬機(jī)械加工行業(yè)，產(chǎn)生的三廢極少，主要為固體廢棄物和噪聲，采取如下環(huán)保措施后，可滿足環(huán)保要求。
[0015]固體廢棄物主要是鐵水廢渣和加工過程中產(chǎn)生的邊角料，通過回收出售的方式收集處理，不會對環(huán)境造成污染。
[0016]噪聲主要是機(jī)械震動產(chǎn)生的機(jī)械噪聲，根據(jù)不同聲源分別采用安裝消聲器、構(gòu)筑物隔聲等處理措施，使主要噪聲源得到有效控制，并經(jīng)距離衰減、建筑物阻隔、空氣吸收等降噪因素作用，可控制廠界噪聲符合GB12348-90中規(guī)定的三類標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實施方式】
[0017]1、熔煉
高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球墨鑄鐵的關(guān)鍵。國內(nèi)主要是以沖天爐為主的生產(chǎn)設(shè)備，鐵水未進(jìn)行預(yù)脫硫處理；其次是高純生鐵少、焦炭質(zhì)量差。本發(fā)明采用雙聯(lián)外加預(yù)脫硫的熔煉方法，采用沖天爐熔化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在感應(yīng)電爐中升溫并調(diào)整成分。目前，在國內(nèi)鐵水成分的檢測已普遍采用真空直讀光譜儀來進(jìn)行。
[0018]2、造型
氣流沖擊造型工藝明顯優(yōu)于粘土砂型工藝，可獲得高精度的曲軸鑄件，該工藝制作的砂型具有無反彈變形量等特點，這對于多拐曲軸尤為重要。目前，國內(nèi)已有一些曲軸生產(chǎn)廠家從德國、意大利、西班牙等國引進(jìn)氣流沖擊造型工藝，不過，引進(jìn)整條生產(chǎn)線的只有極少數(shù)廠家，如文登天潤曲軸有限公司引進(jìn)了德國KW鑄造生產(chǎn)線。
[0019]3、鋼曲軸毛坯的鍛造技術(shù)
近幾年來，國內(nèi)已引進(jìn)了一批先進(jìn)的鍛造設(shè)備，但由于數(shù)量少，加之模具制造技術(shù)和其他一些設(shè)施跟不上，使一部分先進(jìn)設(shè)備未發(fā)揮應(yīng)有的作用。從總體上來講，需改造和更新的陳舊的普通鍛造設(shè)備多，同時，落后的工藝和設(shè)備仍占據(jù)主導(dǎo)地位，先進(jìn)技術(shù)有所應(yīng)用但還不普遍。
[0020]4、機(jī)械加工技術(shù)
目前國內(nèi)曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機(jī)床和專用機(jī)床組成，生產(chǎn)效率和自動化程度相對較低。粗加工設(shè)備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及拐頸，工序的質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，難以達(dá)到合理的加工余量。一般精加工采用MQ8260等曲軸磨床粗磨-半精磨-精磨-拋光，通?？渴止げ僮鳎庸べ|(zhì)量不穩(wěn)定。
[0021]隨著貿(mào)易全球化的到來，各廠家已意識到了形勢的嚴(yán)峻性，紛紛進(jìn)行技術(shù)改造，全力提升企業(yè)的競爭力，近年來引進(jìn)了許多先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，進(jìn)展速度很快。就目前狀況來講，這些設(shè)備和技術(shù)基本依賴進(jìn)口。
[0022]高速隨動外銑床是德國BOEHRINGER公司專為汽車發(fā)動機(jī)曲軸設(shè)計制造的柔性數(shù)控銑床，該設(shè)備應(yīng)用工件回轉(zhuǎn)和銑刀進(jìn)給伺服連動控制技術(shù)，可以一次裝夾不改變曲軸回轉(zhuǎn)中心隨動跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸。VDF 315 0M-4高速隨動外銑采用一體化復(fù)合材料結(jié)構(gòu)床身，工件兩端電子同步旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特點；使用SIEMENS 840D CNC控制系統(tǒng)，設(shè)備操作說明書在人機(jī)界面上，通過輸入零件的基本參數(shù)即可自動生成加工程序，可以加工長度450?700mm、回轉(zhuǎn)直徑在380mm以內(nèi)的各種曲軸，連桿軸頸直徑誤差為±0.02mm。
[0023]5、熱處理和表面強(qiáng)化處理技術(shù)
曲軸的熱處理關(guān)鍵技術(shù)是表面強(qiáng)化處理。球墨鑄鐵曲軸一般均采用正火處理，為表面處理做好組織準(zhǔn)備，表面強(qiáng)化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝。鍛鋼曲軸則采用軸頸與圓角淬火工藝。引進(jìn)的設(shè)備有AEG全自動曲軸淬火機(jī)床、EMA淬火機(jī)床等。
[0024]6、曲軸圓角滾壓強(qiáng)化
曲軸的圓角滾壓強(qiáng)化，主要是為了提高曲軸的疲勞強(qiáng)度。球鐵曲軸經(jīng)圓角滾壓后壽命可提高120-230% ;鍛鋼曲軸經(jīng)圓角滾壓后壽命可提高70-130%。
[0025]以上的【具體實施方式】僅為本創(chuàng)作的較佳實施例，并不用以限制本創(chuàng)作，凡在本創(chuàng)作的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本創(chuàng)作的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種球墨鑄鐵曲軸鑄造技術(shù)，其特征在于:包括以下步驟: (1)熔煉，采用雙聯(lián)外加預(yù)脫硫的熔煉方法，采用沖天爐熔化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在感應(yīng)電爐中升溫并采用真空直讀光譜儀調(diào)整成分； (2)造型，采用氣流沖擊造型，可獲得高精度的曲軸鑄件； (3)鋼曲軸毛坯的鍛造； (4)機(jī)械加工；高速隨動外銑床是德國BOEHRINGER公司專為汽車發(fā)動機(jī)曲軸設(shè)計制造的柔性數(shù)控銑床，該設(shè)備應(yīng)用工件回轉(zhuǎn)和銑刀進(jìn)給伺服連動控制技術(shù)，可以一次裝夾不改變曲軸回轉(zhuǎn)中心隨動跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸；VDF 315 0M-4高速隨動外銑采用一體化復(fù)合材料結(jié)構(gòu)床身，工件兩端電子同步旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特點；使用SIEMENS 840D CNC控制系統(tǒng)，設(shè)備操作說明書在人機(jī)界面上，通過輸入零件的基本參數(shù)即可自動生成加工程序，可以加工長度450?700mm、回轉(zhuǎn)直徑在380mm以內(nèi)的各種曲軸，連桿軸頸直徑誤差為±0.02mm ; (5)熱處理和表面強(qiáng)化處理技術(shù)；采用正火處理，為表面處理做好組織準(zhǔn)備，表面強(qiáng)化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝；鍛鋼曲軸則采用軸頸與圓角淬火工藝，引進(jìn)的設(shè)備有AEG全自動曲軸淬火機(jī)床、EMA淬火機(jī)床等； (6)曲軸圓角滾壓強(qiáng)化。
【專利摘要】一種球墨鑄鐵曲軸鑄造技術(shù)，其包括以下步驟：（1）熔煉,采用雙聯(lián)外加預(yù)脫硫的熔煉方法，采用沖天爐熔化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在感應(yīng)電爐中升溫并采用真空直讀光譜儀調(diào)整成分；（2）造型,采用氣流沖擊造型，可獲得高精度的曲軸鑄件；（3）鋼曲軸毛坯的鍛造；（4）機(jī)械加工，采用高速隨動外銑床；(5)熱處理和表面強(qiáng)化處理技術(shù)，采用正火處理，為表面處理做好組織準(zhǔn)備，表面強(qiáng)化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝。鍛鋼曲軸則采用軸頸與圓角淬火工藝。引進(jìn)的設(shè)備有AEG全自動曲軸淬火機(jī)床、EMA淬火機(jī)床等；(6)曲軸圓角滾壓強(qiáng)化。本發(fā)明采用圓角滾壓工藝和離子氮化技術(shù)進(jìn)行復(fù)合強(qiáng)化的球墨鑄鐵曲軸，抗疲勞程度顯著提高，強(qiáng)度接近鋼曲軸，但價格只有鋼曲軸的70%。
【IPC分類】B23P15/14
【公開號】CN105414908
【申請?zhí)枴緾N201510798814
【發(fā)明人】徐文軍
【申請人】徐州海拓機(jī)械制造有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月19日