一种膜片弹簧分离指端强化装置及其指端的强化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及表面涂层及机械制造领域，特别涉及一种膜片弹簧分离指端强化装置及其指端的制造方法。
【背景技术】
[0002]膜片弹簧是膜片式离合器的关键零件，其指端起着分离杠杆的作用，在离合器高速旋转的过程中，膜片弹簧分离指端与分离轴承之间作高速相对摩擦运动，同时，工作环境里存在油污等容易引起腐蚀的物质，所以分离指端的耐磨性、耐蚀性和耐冲击性对离合器的寿命影响很大。
[0003]目前，国内常用的膜片弹簧材料为硅锰钢60S i2MnA，其表面硬度为HRC45，尽管不同的离合器制造厂家采用不同的工艺，但膜片弹簧制造工艺大致可归纳为:备料-冲压成型-热处理-喷丸处理-表面防锈处理-检验-成品。为强化膜片弹簧分离指端以提高其使用寿命，目前采用的方法有指端加宽、高频淬火、火焰喷焊、局部回火和激光强化。
[0004]指端加宽主要是指加大指端接触面积，降低压强，来达到提高耐磨性能的目的。由于受结构的限制，面积增加是有限的，所以，耐磨性能提高不明显。
[0005]高频淬火是在膜片弹簧热定型之后进行的热处理，应用最多，分离指端高频淬火之后可以提高表面硬度进而提高耐磨性。局部高频淬火可以使分离指端表面硬度高达HRC60左右，但是该工艺存在一定的缺陷，即在高频淬火与非高频淬火部位交界处，存在硬度仅为HRC30左右的过渡区，比膜片弹簧的整体硬度小许多。由于膜片弹簧工作时变形很大，过渡区硬度的不足使材料的屈服极限明显降低，导致膜片弹簧发生塑性变形，使离合器的质量和寿命明显降低。
[0006]火焰喷焊是在膜片弹簧分离指端上喷涂一层熔融的自熔性合金粉末，然后用氧乙炔火焰进行重熔处理，使涂层金属与分离指端表面金属形成冶金结合，这种方法能够很好的提高耐磨性，但是火焰重熔时加热速度慢，容易造成涂层表面氧化。同时，加热速度慢会导致膜片弹簧分离指端基体受热严重，引起分离指变形，高度不一致，进而影响膜片离合器正常工作。
[0007]局部回火是利用膜片弹簧整体淬火后，通过模具对外围基体局部加热回火，而使中间分离指端部分保持高硬度来提高膜片弹簧的耐磨性。这种方法膜片弹簧分离指端和外围之间没有过渡区，但硬度和耐磨性低于高频淬火，并且工装模具投资大，生产效率低。
[0008]目前，膜片弹簧分离指端强化研究的报道文献有:公开号为CN1490113A的专利提供了一种激光强化膜片弹簧分离指端的工艺方法，该方法可以得到0.4-0.8mm、硬度为55-67HRC的硬化层，但是，在激光强化之前，需要对整个膜片弹簧进行整体回火，增加了工艺内容。同时，激光设备价格昂贵，加大了经济支出，使这种方法的推广受到了限制。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于:为解决以上问题提供一种能够在膜片弹簧分离指端表面形成耐磨、耐蚀和耐冲击的合金涂层，可以有效提高膜片弹簧综合使用性能的膜片弹簧分离指端强化装置及其指端的制造方法。
[0010]本发明所采用的其中一个技术方案是这样的:
[0011]一种膜片弹簧分离指端强化装置，包括粉末火焰喷涂系统、高频重熔系统、夹具、辅助系统、底座。
[0012]进一步地，粉末火焰喷涂系统包括喷枪、高压气管、氧气罐、压力表和乙炔气罐。
[0013]进一步地，高频重熔系统包括分体式高频加热机包括主机和分机、感应器、导向组件、前限位组件、后限位组件、冷却装置、电源开关、水管、主分机连接线和脚踏开关，感应器固定在高频加热机分机上。
[0014]进一步地，辅助系统包括调速电机、调速控制器、电动推杆、方向控制器、支撑组件、导杆、盖板、喷套和可调支撑套。
[0015]进一步地，所述导向组件为直线轴承装置，可保证感应器自如靠近和远离工件；前限位组件和后限位组件为可调装置，保证高频重熔和喷涂为同一区域。
[0016]为解决以上问题，本发明采用的另一个技术方案是这样的:
[0017]一种膜片弹簧分离指端的制造方法，所述步骤如下:
[0018](I)、将膜片弹簧分离指端喷涂区域表面预处理:毛化和净化处理，然后装夹。根据喷涂和高频重熔要求设定参数，包括:调速电机转速、氧气压力、乙炔气压力、感应器下表面与工件上表面之间的距离、高频加热功率和时间。
[0019](2)、选取适当自熔性合金粉末装入喷枪，接通气体、点火，调整喷枪与工件的距离和角度，预热工件表面到一定温度后进行喷粉。
[0020](3)、喷粉完成后，启动方向控制器上“go”按钮，使盖板被顶起。打开冷却装置和高频加热机电源开关，移动感应器使其与工件同心。踩下脚踏开关进行加热直至所设定的时间，然后，退回感应器。
[0021](4)、关闭调速装置，卸下工件，空气中冷却。
[0022]综上所述，由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0023]1.本发明利用粉末火焰喷涂和高频重熔工艺相结合的表面强化工艺，具有喷涂准确、加热快的特点，表面氧化轻微，不改变基材的微观组织，无残余应力产生，且能获得结合强度极高的冶金结合层，克服了火焰重熔引起基材韧性降低和指端变形严重的缺点。
[0024]2.本发明采用了调速装置，即夹具随调速电机转动，进而带动工件匀速旋转，使喷涂及重熔受热都十分均匀，有效保证了合金涂层的质量。
[0025]3.由于盖板和喷套的使用，能够有效控制喷涂区域的形状。自熔性合金粉末熔融状态具有高粘度，喷套为陶瓷材料，具有隔热、不粘粉的作用，有利于粉末的收集。
[0026]4.本发明采用了导向组件和限位组件的结合，使导向准确、定位可靠，有效保证了高频重熔和喷涂区域相同。
[0027]5.本装置可减少高频加热时的预热阶段，减少了能源消耗。
[0028]6.此发明实现了机与电的有效结合，工艺简单，操作方便、高效环保、经济投入小，有利于实现批量生产；整套装置体积小，节省了空间。
【附图说明】
[0029]图1为膜片弹簧分离指端强化装置结构图；
[0030]图2为辅助系统部分零部件装配图；
[0031]图3为采用本发明处理后的膜片弹簧表面图；
[0032]图4为采用本发明处理前后的膜片弹簧表面的磨损量随时间的变化图。
[0033]图中:1电源开关，2冷却装置，3水管，4主分机连接线，5导向组件，6高频加热机分机，7后限位组件，8感应器，9前限位组件，10夹具，11盖板，12喷套，13工件，14可调支撑套，15喷枪，16高压气管，17氧气罐，18压力表，19乙炔气罐，20导杆，21调速电机，22调速控制器，23支撑组件，24方向控制器，25电动推杆，26脚踏开关，27高频加热机主机，28底座，29螺母，30垫片，31锁紧螺母。
【具体实施方式】
[0034]下面结合【附图说明】本发明提出的装置的细节和工作情况。