一种汽车发动机出气法兰及其生产工艺的制作方法

本发明涉及出气法兰，具体的说是一种汽车发动机出气法兰及其生产工艺。

背景技术：

随着汽车行业的迅速发展，汽车配件的种类也越来越多，其生产质量奖严重影响到设备的使用寿命，尤其是汽车发动机出气法兰，现有的出气法兰经常在使用过程中受到严重的冲击而损坏，在使用过程中使用寿命短，磨损严重，增加成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种汽车发动机出气法兰，不仅结构简单，加工方便，具有缓冲结构，能提高零部件的使用寿命长，节约材料，降低成本。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种汽车发动机出气法兰，包括出气法兰本体，所述出气法兰本体包括底座，所述底座为五边形，在所述底座中心位置沿其厚度方向设有向外凸起的凸台,所述凸台中心位置开设有开孔，在所述底座上端设有地脚，所述地脚为矩形，在所述底座的两侧设有连接台，所述连接台上开设有第一螺纹孔，在所述底座上还设有第二安装台，所述第二安装台沿水平方向设有第二螺纹孔，所述地脚、凸台与连接台向外凸起的方向相同；

在所述底座背部设有缓冲层，所述缓冲层包括与背面连接的橡胶层、耐磨层、钢板，所述耐磨层与橡胶层连接，所述钢板与耐磨层连接；

所述钢板表面镀有一层耐磨金属涂层，所述耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.21-0.23%，Mg：0.13-0.17%，Cu：0.62-0.65%，W：0.45-0.48%，Ti：0.55-0.58%，Cr：5.32-5.35%，Ni：0.37-0.39%，Mo：0.42-0.45%，Co：0.23-0.25%，Ca：3.42-3.45%，稀土：11-13%，其余为Fe和微量杂质；

所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.2-5.5%，Ce：7.6-7.8%，Pm：5.2-5.6%，Nd：5.5-5.8%，Eu：3.1-3.3%，Sm：5.5-5.8%，余量为Gd。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的汽车发动机出气法兰，沿所述开孔圆周方向设有加强筋，所述开孔为倾斜设置，所述开孔与水平面的投影夹角为30-45°。

前述的汽车发动机出气法兰，橡胶层的厚度为0.5-0.8mm，所述耐磨层的厚度为0.7-0.9mm，所述钢板的厚度为1-3mm。

前述的汽车发动机出气法兰，耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.21%，Mg：0.13%，Cu：0.62%，W：0.45%，Ti：0.55%，Cr：5.32%，Ni：0.37%，Mo：0.42%，Co：0.23%，Ca：3.42%，稀土：11%，其余为Fe和微量杂质；

所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.2%，Ce：7.6%，Pm：5.2%，Nd：5.5%，Eu：3.1%，Sm：5.5%，余量为Gd。

前述的汽车发动机出气法兰，耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.23%，Mg：0.17%，Cu：0.65%，W：0.48%，Ti：0.58%，Cr：5.35%，Ni：0.39%，Mo：0.45%，Co：0.25%，Ca：3.45%，稀土：13%，其余为Fe和微量杂质；

所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.5%，Ce：7.8%，Pm：5.6%，Nd：5.8%，Eu：3.3%，Sm：5.8%，余量为Gd。

前述的汽车发动机出气法兰，耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.22%，Mg：0.15%，Cu：0.63%，W：0.47%，Ti：0.56%，Cr：5.34%，Ni：0.38%，Mo：0.43%，Co：0.24%，Ca：3.43%，稀土：12%，其余为Fe和微量杂质；

所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.3%，Ce：7.7%，Pm：5.4%，Nd：5.6%，Eu：3.2%，Sm：5.7%，余量为Gd。

前述的汽车发动机出气法兰，耐磨金属涂层的制备方法按以下步骤进行：

步骤（1）：先将稀土分为三份，第一份为稀土总量的2/5，第二份为稀土总量的2/5，第三份为稀土总量的1/5，将C、Mg、Cu、W、Ti、Cr、Ni、Mo、Co、Ca、Fe放入反应炉中，加热至1200-1250℃，保温5-8小时，然后空冷至450-460℃，然后再次加热至770-790℃，保温30-45min，然后空冷至室温，然后将金属块放入球磨机中粉碎，过100目数，得金属粉末A；

步骤（2）：将步骤1中的金属粉末A与第一份稀土混合均匀，利用喷涂设备喷涂至钢板表面，厚度为0.22-0.25mm，然后加热至800-890℃，保温5-8小时，然后空冷至室温，然后再将钢板加热至300-350℃，将第二份稀土均匀的喷涂至钢板表面表面，然后加热至600-650℃，保温30-60min，然后迅速放入冷却油中快速冷却，待冷却至310-330℃迅速取出，然后再次加热至400-450℃，保温5-8小时，然后将第三份稀土均匀的喷涂至钢板表面表面，然后加热至680-720℃，保温15-30min，然后采用风冷，以10-15℃/min的速度冷却至280-290℃，然后空冷至室温即可；

步骤（3）：将钢板进行第一次热处理：将钢板加热到620-630℃，保温11-13h，然后用风冷以1-3℃/s的速度冷却到室温，然后再加热至480-520℃，保温1-3小时，然后采用水冷，以15-18℃/min的速度冷却至220-250℃，然后保温5-8小时，最后空冷至室温，然后清洗表面，检验尺寸即可。

本发明的有益效果是：现有的结构中底座背部在安装后频繁收到外力的撞击，经常出现零部件损坏的问题，增加成本和维护的工作量，本技术方案中通过设置缓冲层使底座背部在使用过程中具有缓冲作用，降低了出气法兰的直接冲击的强度，并且该结构简单，加工方便，通过橡胶层、耐磨层、钢板之间的相互叠加，其结构简单，橡胶层具有缓冲作用，耐磨层能将橡胶层与钢板之间完美固定，避免了钢板与橡胶层直接接触而造成表面磨损严重的问题，提高了整体结构的抗冲击性能和使用寿命；

并且钢板表面涂有耐磨金属涂层，涂层中加入了Cu元素能增加耐磨金属涂层表面的强度和抗氧化性能，提高使用寿命；加入Mg元素能改善其焊接性能，增加其抗腐蚀性能和强度；加入Cr、Ni元素形成镍铬合金涂层，增加钢板表面的抗腐蚀作用，并且耐摩擦性能和耐高温性能显著提高，增加其使用寿命，并且还加入了稀土元素，稀土通过三次加入，层层叠加，能促进稀土元素与金属元素的结合，提高整体强度，并且通过温度、时间和冷却等工序，确保稀土与钢板之间结合牢固，避免出现空隙，提高整体的强度，

并且稀土在热处理过程中细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化；还可降低熔体表面张力，增加流动性，对工艺性能有着明显的提高，增加钢板的耐腐蚀性能。

附图说明

图1为发明所设计的汽车发动机出气法兰的主视图；

图2为发明所设计的汽车发动机出气法兰的结构示意图；

图3为发明的中缓冲层的结构示意图；

其中：1-底座，2-凸台，3-开孔，4-地脚，5-连接台，6-第一螺纹孔，7-第二安装台，8-第二螺纹孔，9-橡胶层，10-耐磨层，11-钢板，12-耐磨金属涂层，13-加强筋。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明：

实施例1

本实施例提供的一种汽车发动机出气法兰，包括出气法兰本体，所述出气法兰本体包括底座1，所述底座1为五边形，在所述底座1中心位置沿其厚度方向设有向外凸起的凸台2,所述凸台2中心位置开设有开孔3，在所述底座1上端设有地脚4，所述地脚4为矩形，在所述底座1的两侧设有连接台5，所述连接台5上开设有第一螺纹孔6，在所述底座1上还设有第二安装台7，所述第二安装台7沿水平方向设有第二螺纹孔8，所述地脚4、凸台2与连接台5向外凸起的方向相同；

在所述底座1背部设有缓冲层，所述缓冲层包括与背面连接的橡胶层9、耐磨层10、钢板11，所述耐磨层10与橡胶层9连接，所述钢板11与耐磨层10连接，沿所述开孔3圆周方向设有加强筋13，所述开孔3为倾斜设置，所述开孔3与水平面的投影夹角为30°；橡胶层9的厚度为0.5mm，所述耐磨层10的厚度为0.7mm，所述钢板11的厚度为1mm；

所述钢板11表面镀有一层耐磨金属涂层12，所述耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.21%，Mg：0.13%，Cu：0.62%，W：0.45%，Ti：0.55%，Cr：5.32%，Ni：0.37%，Mo：0.42%，Co：0.23%，Ca：3.42%，稀土：11%，其余为Fe和微量杂质；

所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.2%，Ce：7.6%，Pm：5.2%，Nd：5.5%，Eu：3.1%，Sm：5.5%，余量为Gd；

耐磨金属涂层的制备方法按以下步骤进行：

步骤（1）：先将稀土分为三份，第一份为稀土总量的2/5，第二份为稀土总量的2/5，第三份为稀土总量的1/5，将C、Mg、Cu、W、Ti、Cr、Ni、Mo、Co、Ca、Fe放入反应炉中，加热至1200℃，保温5小时，然后空冷至450℃，然后再次加热至770℃，保温30min，然后空冷至室温，然后将金属块放入球磨机中粉碎，过100目数，得金属粉末A；

步骤（2）：将步骤1中的金属粉末A与第一份稀土混合均匀，利用喷涂设备喷涂至钢板表面，厚度为0.22mm，然后加热至800℃，保温5小时，然后空冷至室温，然后再将钢板加热至300℃，将第二份稀土均匀的喷涂至钢板表面表面，然后加热至600℃，保温30min，然后迅速放入冷却油中快速冷却，待冷却至310℃迅速取出，然后再次加热至400℃，保温5小时，然后将第三份稀土均匀的喷涂至钢板表面表面，然后加热至680℃，保温15min，然后采用风冷，以10℃/min的速度冷却至280℃，然后空冷至室温即可；

步骤（3）：将钢板进行第一次热处理：将钢板加热到620℃，保温11h，然后用风冷以1℃/s的速度冷却到室温，然后再加热至480℃，保温1小时，然后采用水冷，以15℃/min的速度冷却至220℃，然后保温5小时，最后空冷至室温，然后清洗表面，检验尺寸即可。

实施例2

本实施例提供的一种汽车发动机出气法兰，本实施例与实施例1中的结构相同，其中所述开孔3与水平面的投影夹角为45°；橡胶层9的厚度为0.8mm，所述耐磨层10的厚度为0.9mm，所述钢板11的厚度为3mm；

所述钢板11表面镀有一层耐磨金属涂层12，所述耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.23%，Mg：0.17%，Cu：0.65%，W：0.48%，Ti：0.58%，Cr：5.35%，Ni：0.39%，Mo：0.45%，Co：0.25%，Ca：3.45%，稀土：13%，其余为Fe和微量杂质；

所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.5%，Ce：7.8%，Pm：5.6%，Nd：5.8%，Eu：3.3%，Sm：5.8%，余量为Gd；

耐磨金属涂层的制备方法按以下步骤进行：

步骤（1）：先将稀土分为三份，第一份为稀土总量的2/5，第二份为稀土总量的2/5，第三份为稀土总量的1/5，将C、Mg、Cu、W、Ti、Cr、Ni、Mo、Co、Ca、Fe放入反应炉中，加热至1250℃，保温8小时，然后空冷至460℃，然后再次加热至790℃，保温45min，然后空冷至室温，然后将金属块放入球磨机中粉碎，过100目数，得金属粉末A；

步骤（2）：将步骤1中的金属粉末A与第一份稀土混合均匀，利用喷涂设备喷涂至钢板表面，厚度为0.25mm，然后加热至890℃，保温8小时，然后空冷至室温，然后再将钢板加热至350℃，将第二份稀土均匀的喷涂至钢板表面表面，然后加热至650℃，保温60min，然后迅速放入冷却油中快速冷却，待冷却至330℃迅速取出，然后再次加热至450℃，保温8小时，然后将第三份稀土均匀的喷涂至钢板表面表面，然后加热至720℃，保温30min，然后采用风冷，以15℃/min的速度冷却至290℃，然后空冷至室温即可；

步骤（3）：将钢板进行第一次热处理：将钢板加热到630℃，保温13h，然后用风冷以3℃/s的速度冷却到室温，然后再加热至520℃，保温3小时，然后采用水冷，以18℃/min的速度冷却至250℃，然后保温8小时，最后空冷至室温，然后清洗表面，检验尺寸即可。

实施例3

本实施例提供的一种汽车发动机出气法兰，本实施例与实施例1中的结构相同，其中所述开孔3与水平面的投影夹角为36°；橡胶层9的厚度为0.6mm，所述耐磨层10的厚度为0.8mm，所述钢板11的厚度为2mm；

所述钢板11表面镀有一层耐磨金属涂层12，所述耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.22%，Mg：0.15%，Cu：0.63%，W：0.47%，Ti：0.56%，Cr：5.34%，Ni：0.38%，Mo：0.43%，Co：0.24%，Ca：3.43%，稀土：12%，其余为Fe和微量杂质；

所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.3%，Ce：7.7%，Pm：5.4%，Nd：5.6%，Eu：3.2%，Sm：5.7%，余量为Gd；

耐磨金属涂层的制备方法按以下步骤进行：

步骤（1）：先将稀土分为三份，第一份为稀土总量的2/5，第二份为稀土总量的2/5，第三份为稀土总量的1/5，将C、Mg、Cu、W、Ti、Cr、Ni、Mo、Co、Ca、Fe放入反应炉中，加热至1240℃，保温6小时，然后空冷至458℃，然后再次加热至777℃，保温40min，然后空冷至室温，然后将金属块放入球磨机中粉碎，过100目数，得金属粉末A；

步骤（2）：将步骤1中的金属粉末A与第一份稀土混合均匀，利用喷涂设备喷涂至钢板表面，厚度为0.23mm，然后加热至850℃，保温7小时，然后空冷至室温，然后再将钢板加热至320℃，将第二份稀土均匀的喷涂至钢板表面表面，然后加热至620℃，保温40min，然后迅速放入冷却油中快速冷却，待冷却至320℃迅速取出，然后再次加热至420℃，保温7小时，然后将第三份稀土均匀的喷涂至钢板表面表面，然后加热至690℃，保温18min，然后采用风冷，以12℃/min的速度冷却至285℃，然后空冷至室温即可；

步骤（3）：将钢板进行第一次热处理：将钢板加热到625℃，保温12h，然后用风冷以2℃/s的速度冷却到室温，然后再加热至490℃，保温2小时，然后采用水冷，以17℃/min的速度冷却至240℃，然后保温7小时，最后空冷至室温，然后清洗表面，检验尺寸即可。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。