发动机正时链条销轴及低温渗碳工艺的制作方法

本发明涉及发动机链条专用销轴制造领域，特别是一种具有高耐磨性、高强度和高使用寿命的采用低温渗碳工艺进行表面处理的发动机正时链条销轴。

背景技术：

目前，一般的汽车发动机链条销轴表面是通过普通碳氮共渗工艺来进行处理，普通碳氮共渗是一种向工件表面同时渗入碳和氮，并以渗碳为主同时渗入较少量氮的化学热处理工艺，这在一定程度上能提高工件表面的抗疲劳强度和耐磨性。但在实际操作中，一直存在难以解决技术难点：在860-900℃温度下进行渗碳或碳氮共渗，经常发生因硬化层脆性而销轴剪切强度不足，整链使用寿命降低等，满足不了发动机正时链的技术要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够有效地提高发动机正时链条销轴耐磨性、强度和使用寿命的发动机正时链条销轴及低温渗碳工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供的发动机正时链条销轴，对发动机正时链条销轴表面采用低温渗碳工艺形成有低温渗碳层；

所述低温渗碳工艺是指：第一阶段调质淬火和低温回火，将工件淬硬；第二阶段为低温渗碳阶段，属于一种低温固溶扩散，将工件置于固溶体中，在420-460℃下工件的表面经扩散形成过饱和固溶硬化层，其中固溶体中碳含量8-12Wt%。由此可以稳定获得950HV0.1以上的高硬度。

其处理温度远低于传统渗碳或碳氮共渗的工艺处理温度，在这一温度下形成的是高浓度的碳的过饱和固溶硬化层，而不形成脆性的合金化合物层，具有较好的磨损性能和韧性，提升销轴的剪切强度和整链的使用寿命。

作为优选，所述发动机正时链条销轴表面低温渗碳层深度为0.10-0.20mm且渗层厚度均匀。

本发明提供的用于发动机正时链条销轴的低温渗碳工艺，所述发动机链条正时销轴选用高级碳化钢，第一阶段淬火950℃保温60分钟，甲醇流量2ml/min，40-80℃油冷却，低温回火180℃保温120分钟；第二阶段在固体溶液中低温渗碳450℃保温1800分钟，碳势控制5.05-5.10%，空冷。此过程在真空炉或者多用炉中进行。

作为优选，所述高级碳化钢为38CrMoAl。

采用以上结构后，本发明的发动机正时链条销轴及低温渗碳工艺与现有技术相比，具有以下优点：1、渗层均匀，表面硬度高且销轴韧性提升，剪切强度提高，将提高销轴表面磨损能力，销轴热处理性能满足发动机正时链要求；2、渗后销轴不仅具有很高的耐磨性、疲劳强度和稳定性，而且大大提高销轴的使用寿命。

附图说明

图1为销轴普通碳氮共渗销轴表面磨损放大100倍后形貌图（一）；

图2为销轴普通碳氮共渗销轴表面磨损放大100倍后形貌图（二）；

图3为销轴普通碳氮共渗销轴磨损量图（一）；

图4为销轴普通碳氮共渗销轴磨损量图（二）；

图5为销轴低温渗碳销轴表面磨损放大100倍后形貌图（一）；

图6为销轴低温渗碳销轴表面磨损放大100倍后形貌图（二）；

图7为销轴低温渗碳销轴磨损量图（一）；

图8为销轴低温渗碳销轴磨损量图（二）。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

本实施例提供的发动机正时链条销轴，对发动机正时链条销轴表面采用低温渗碳工艺形成有低温渗碳层，所述发动机正时链条销轴表面低温渗碳层深度为0.10-0.20mm且渗层厚度均匀。

本实施例提供用于发动机正时链条销轴的低温渗碳工艺，所述发动机链条正时销轴选用38CrMoAl，通过夹具放于真空炉或者多用炉中，第一阶段淬火950℃保温60分钟，甲醇流量2ml/min，40-80℃油冷却，低温回火180℃保温120分钟；第二阶段在碳含量10Wt%固体溶液中低温渗碳450℃保温1800分钟，碳势控制5.05-5.10%，空冷。

低温渗碳工艺后销轴表面组织含有过饱和固溶硬化层组织，大幅提高磨损性能，同时芯部硬度保证发动机链条销轴承受的剪切强度。

如图1-2所示，可以看出经过普通碳氮共渗后的销轴，表面磨损主要表现为疲劳粘着磨损，磨损痕迹较深。

如图3-4所示，图3中磨损量2.03μm，波纹度Pt2.6μm，图4中磨损量2.12μm，波纹度Pt2.5μm，可以看出经过普通碳氮共渗后的销轴，销轴磨损量尚好，但还是磨损量较大。

如图5-6所示，可以看出经过低温渗碳后的销轴，磨损表面痕迹比较轻微。

如图7-8所示，图7中磨损量1.3μm，波纹度Pt2.6μm，图8中磨损量1.0μm，波纹度Pt1.5μm，可以看出经过低温渗碳后的销轴，销轴表面磨损量很小。

分析：从上述数据得出，经磨损实验销轴表面磨损量普通碳氮共渗比低温渗碳工艺大一倍，齿片孔径磨损量低温渗碳较好，磨损性能得到有效提高。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。