冷挤压高精度汽油机活塞销的制作方法
【专利摘要】本发明公开了冷挤压高精度汽油机活塞销，包括活塞销本体，活塞销本体由活塞销坯料采用冷挤压工艺挤压成型有轴向贯通的销孔，活塞销本体的两端均成型有内环导角环形面和外环导角环形面，内环导角环形面和外环导角环形面的导向角均为30度；活塞销本体具有整体采用渗碳、淬火、回火热处理工艺获得的表面渗碳层和芯部硬度层，活塞销本体还具有通过高精度无芯磨床加工控制外圆尺寸获得的外圆表面；活塞销本体渗碳时间为60分钟，淬火时间为30分钟，淬火后使用油为冷却介质；活塞销本体进行回火热处理的回火时间在175-180分钟内出炉后自然冷却。本发明具有结构精巧、生产效率高、产品质量稳定、排放少、可靠性强，使用寿命长等优点，能满足大功率机车使用的生产要求。
【专利说明】冷挤压高精度汽油机活塞销
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽油机发动机领域，特别是汽油机发动机中使用的一种活塞销，具体地说是一种冷挤压高精度汽油机活塞销。
【背景技术】
[0002]活塞销是大功率机车活塞内的重要组成部件，对整机的动力系统起着关键的作用，其主要用来连接活塞和连杆并将活塞承受的力传给连杆。由于活塞销在高温条件下要承受很大的周期性冲击负荷，因此活塞销必须要有足够的刚度、强度和耐磨性并且具有良好的表面质量。
[0003]目前市场上销售的活塞销多采用的是传统切削加工方式生产，一般为落料后进行粗加工再进行后续的精加工，采用机加工生产效率比较低，其产品的质量十分不稳定，且对材料的浪费严重，废品率高，生产成本高，因此市场上对活塞销的需求较大，急需一种生产效率更高，质量更加稳定的加工方式。而采用冷挤压工艺制备的活塞销则具有纤维组织细密流畅，强度高、韧性好，零件使用寿命高于常规加工同类产品，因此，倍受市场的欢迎。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供一种工艺方法先进、生产效率高、产品质量稳定、使用寿长且能满足大功率机车装配使用要求的冷挤压高精度汽油机活塞销。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:冷挤压高精度汽油机活塞销，包括圆柱形的活塞销本体，活塞销本体由低碳合金钢材料的活塞销坯料采用冷挤压工艺挤压成型有轴向贯通的销孔，并且该活塞销本体的两端均挤压成型有内环导角环形面和外环导角环形面，内环导角环形面和外环导角环形面的导向角均为30度；活塞销本体具有整体采用渗碳、淬火、回火热处理工艺获得的表面渗碳层和位于表面渗碳层下的芯部硬度层，活塞销本体还具有通过高精度无芯磨床加工控制外圆尺寸获得的外圆表面；所述的活塞销本体进行渗碳淬火工艺的设备为多用炉，该活塞销本体渗碳淬火的工艺流程为炉内预热，并控制炉内碳势在0.8%-1.2%以内，升温至890°C _910°C，渗碳时间为60分钟，渗碳介质采用丙烷+甲醇滴液，后降温至860°C _880°C，进行淬火处理，时间为30分钟，淬火后使用油为冷却介质；所述的活塞销本体进行回火热处理工艺的设备为网带炉，该活塞销本体回火热处理的工艺流程为炉内预热，控制炉内温度至190°C _200°C，设定网带转速，确保回火时间在175-180分钟内，活塞销本体出炉后，自然冷却。
[0006]为优化上述技术方案，采取的措施还包括:
上述的活塞销本体的外圆直径为12毫米-15毫米，销孔的孔径为8毫米-10毫米。
[0007]上述的活塞销本体的外圆表面粗糙度为Ra0.2 μπι，销孔的孔壁粗糙度为Ral.6 μ m0
[0008]上述的活塞销本体的长度为48毫米。
[0009]上述的外环导角环形面的宽度(h)为0.8毫米。
[0010]上述的表面渗碳层的渗碳层深度达到0.3毫米-0.5毫米。
[0011]上述的芯部硬度层的硬度为HRC30-45，外圆表面的硬度为HRA78-83。
[0012]上述的活塞销坯料冷挤压前经过有磷化处理工艺。
[0013]与现有技术相比，本发明的活塞销本体由低碳合金钢材料的活塞销坯料采用冷挤压工艺挤压成型，使用低碳合金钢冷挤压成型，避免了一般中碳钢调质处理可能存在的热处理缺陷，极大的提高了产品的可靠性。冷挤压后的销孔为成型尺寸且内孔壁的粗糙度能够保证在Ral.6ym以内，提高了产品的质量要求。冷挤压后产品的纤维组织细密流畅，强度高韧性好，零件的使用寿命远高于常规加工的同类产品。本发明的活塞销生产效率能够达到日产30000件左右，与机加工生产相比，有大幅度的提高。本发明具有结构精巧、生产效率高、产品质量稳定、排放少、可靠性强，使用寿命长等优点，能满足大功率机车使用的生产要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
[0016]图1为本发明的结构示意图。
[0017]其中的附图标记为:长度H、宽度h、导向角α、外圆直径Φ、孔径Φ、活塞销本体
1、销孔la、内环导角环形面lb、外环导角环形面lc、外圆表面Id。
[0018]图1为本发明的结构示意图，如图所示，本发明的冷挤压高精度汽油机活塞销，包括圆柱形的活塞销本体1，活塞销本体1由低碳合金钢材料的活塞销坯料利用活塞销冷挤压模具采用冷挤压工艺挤压成型，挤压成型的活塞销本体1具有轴向贯通的销孔la，并且该活塞销本体1的两端均挤压成型有内环导角环形面lb和外环导角环形面lc，内环导角环形面lb和外环导角环形面lc的导向角α均为30度。目前市场上传统的活塞销是采用切削加工方式生产，生产时一般为落料后进行粗加工，然后再进行后续的精加工。采用这种机加工生产的方法效率比较低，其产品的质量也不稳定，并且对材料的浪费严重，废品率高，因而生产成本较高。本发明的汽油机活塞销采用冷挤压工艺生产，利用金属的塑性变形来制成所需形状，因而不仅能获得理想的表面粗糙度和尺寸精度，而且冷挤压后的活塞销在零件的内部还能形成合理的纤维流线分布，使本产品的强度能远高于原材料的强度。本发明的活塞销坯料为低碳合金钢材料，避免了一般中碳钢调质处理可能存在的热处理缺陷，极大的提高了产品的可靠性。
[0019]本发明的活塞销本体1具有整体采用渗碳、淬火、回火热处理工艺获得的表面渗碳层和位于表面渗碳层下的芯部硬度层，活塞销本体1还具有通过高精度无芯磨床加工控制外圆尺寸获得的外圆表面Id。
[0020]本发明的活塞销坯料在冷挤压前经过有磷化处理工艺，磷化处理后的活塞销坯料采用活塞销冷挤压模具挤压成型。为了提高活塞销的机械强度、抗磨性、抗疲劳性，保证产品的质量稳定，延长产品的使用寿命，本发明可以这样说，即提供了一种采用渗碳、淬火、回火热处理工艺的冷挤压高精度汽油机活塞销，活塞销本体I由低碳合金钢材料的活塞销坯料利用活塞销冷挤压模具采用冷挤压工艺挤压成型，挤压成型的活塞销本体I具有轴向贯通的销孔la，并且该活塞销本体I的两端均挤压成型有内环导角环形面Ib和外环导角环形面lc，内环导角环形面Ib和外环导角环形面Ic的导向角α均为30度。其渗碳、淬火、回火热处理工艺如下:采用多用炉对活塞销本体I进行渗碳淬火处理，活塞销本体I渗碳淬火的工艺流程为:活塞销本体I在炉内预热，并控制炉内碳势在0.8%-1.2%以内，升温至8900C _910°C，渗碳时间为60分钟，渗碳介质采用丙烷+甲醇滴液，后降温至860°C -880°C,进行淬火处理，时间为30分钟，淬火后使用油为冷却介质；等待活塞销本体I完全稳定后，再进行硬度、渗碳层、金相的综合检测。
[0021]活塞销本体I进行回火热处理工艺的设备为网带炉，该活塞销本体I回火热处理的工艺流程为炉内预热，控制炉内温度至190°C _200°C，设定网带转速，确保回火时间在175-180分钟内，活塞销本体I出炉后，自然冷却。自然冷却后还要再次进行硬度、渗碳层、金相的综合检测。
[0022]实施例中，本发明的活塞销本体I的外圆直径Φ为12毫米-15毫米，销孔Ia的孔径Φ为8毫米-10毫米。
[0023]活塞销本体I的外圆表面Id粗糙度为Ra0.2 μπι，销孔Ia的孔壁粗糙度为Ral.6 μ m0
[0024]实施例中，活塞销本体I的长度H为48毫米。
[0025]实施例中，本发明的外环导角环形面Ic的宽度h为0.8毫米。
[0026]本发明的活塞销本体I表面渗碳层的渗碳层深度达到0.3毫米-0.5毫米。芯部硬度层的硬度为HRC30-45，外圆表面的硬度为HRA78-83。在对活塞销本体I检测时，使用维氏硬度计、洛氏硬度计检测其表面硬度及芯部硬度，表面硬度要求在HRA78-83，芯部硬度HRC30-45，渗碳层深度达到0.3毫米-0.5毫米。
[0027]本发明的优点是:
1、活塞销本体使用低碳合金钢冷挤压成型，避免了一般中碳钢调质处理可能存在的热处理缺陷，极大的提高了可靠性。
[0028]2、冷挤压后的产品尺寸几何公差在±0.05mm以内，冷挤压后的销孔为成型尺寸且内孔壁粗糙度能够保证在Ral.6 μπι以内，提高了产品的质量要求。
[0029]3、冷挤压后产品的纤维组织细密流畅，强度高韧性好，零件的使用寿命远高于常规加工的同类产品。
[0030]4、活塞销坯料，经过磷化处理其生产效率能够达到日产30000件左右，与机加工生产相比，有大幅度的提高，满足市场对其的需求。
[0031]本发明具有结构精巧、生产效率高、产品质量稳定、排放少、可靠性强，使用寿命长等优点，能满足大功率机车使用的生产要求。
【权利要求】
1.冷挤压高精度汽油机活塞销，包括圆柱形的活塞销本体(1),其特征是:所述的活塞销本体(1)由低碳合金钢材料的活塞销坯料采用冷挤压工艺挤压成型有轴向贯通的销孔(匕)，并且该活塞销本体⑴的两端均挤压成型有内环导角环形面(化)和外环导角环形面(10)，所述的内环导角环形面(化)和外环导角环形面(10)的导向角(叫均为30度；所述的活塞销本体(1)具有整体采用渗碳、淬火、回火热处理工艺获得的表面渗碳层和位于表面渗碳层下的芯部硬度层，所述的活塞销本体(1)还具有通过高精度无芯磨床加工控制外圆尺寸获得的外圆表面(1(1)；所述的活塞销本体(1)进行渗碳淬火工艺的设备为多用炉，该活塞销本体(1)渗碳淬火的工艺流程为炉内预热，并控制炉内碳势在0.896-1.2%以内，升温至8901: -9101，渗碳时间为60分钟，渗碳介质采用丙烷+甲醇滴液，后降温至86000 -880X:，进行淬火处理，时间为30分钟，淬火后使用油为冷却介质；所述的活塞销本体(1)进行回火热处理工艺的设备为网带炉，该活塞销本体(1)回火热处理的工艺流程为炉内预热，控制炉内温度至1901: -2001，设定网带转速，确保回火时间在175-180分钟内，活塞销本体(1)出炉后，自然冷却。
2.根据权利要求1所述的冷挤压高精度汽油机活塞销，其特征是:所述的活塞销本体(1)的外圆直径(￠)为12毫米-15毫米，所述销孔(1幻的孔径(￠)为8毫米-10毫米。
3.根据权利要求2所述的冷挤压高精度汽油机活塞销，其特征是:所述的活塞销本体(1)的外圆表面(1(1)粗糙度为所述销孔(1幻的孔壁粗糙度为1^1.6賴。
4.根据权利要求3所述的冷挤压高精度汽油机活塞销，其特征是:所述的活塞销本体(1)的长度⑶为48晕米。
5.根据权利要求4所述的冷挤压高精度汽油机活塞销，其特征是:所述的外环导角环形面(10)的宽度00为0.8毫米。
6.根据权利要求5所述的冷挤压高精度汽油机活塞销，其特征是:所述的表面渗碳层的渗碳层深度达到0.3毫米-0.5毫米。
7.根据权利要求6所述的冷挤压高精度汽油机活塞销，其特征是:所述的芯部硬度层的硬度为册030-45，外圆表面的硬度为！！狀78-83。
8.根据权利要求1所述的冷挤压高精度汽油机活塞销，其特征是:所述的活塞销坯料冷挤压前经过有磷化处理工艺。
【文档编号】F16J1/16GK104481719SQ201410669715
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】舒学军 申请人:余姚市舒春机械有限公司