[发明专利]内孔微变形外观金黄色高频淬火缸套的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种缸套的制造工艺，尤其是内孔微变形外观金黄色高频淬火缸套的制造方法。

背景技术

随着大功率、高效率发动机的研究开发，对作为发动机心脏配件之一的汽缸套的要求也越来越高。其主要的发展方向有两个：①合金化提高基体材料的机械性能；②表面强化处理。如内孔高频淬火、表面渗层处理等。高频淬火工艺具有工艺简单、工件变形小、生产效率高，节能省材料、环境污染少，工艺过程易于实现机械化和自动化。因此，高频淬火工艺广泛运用于汽车零部件生产。离心铸造的合金铸铁具有组织致密、耐磨性好、抗穴蚀能力强，使用寿命长等而广泛用于汽缸套生产中。离心铸造的合金铸铁缸套经内孔高频淬火后使用寿命可提高一倍以上，但是，由于缸套高频感应淬火的结果受各种因素的影响很大，工艺有很高的复杂性。如缸套材料、感应淬火频率、功率、时间，感应器的设计精度和效率，淬火液的温度、流量，工件的移动速度、转速等，因此淬火后硬化层的硬度均匀性、深度一致性、变形量差别非常明显，从而导致缸套使用性能优劣不同。特别是离心铸造的合金铸铁缸套高频淬火开裂倾向比较严重，表面微裂纹在发动机运行过程中不断扩展，最后导致整个缸套的破裂。目前，生产的高频淬火缸套主要是通过普通高频感应加热电源来完成的，淬火液一般采用自来水，淬火过程使用手动或简单的PC机来完成，一般采用简单的同心汇流感应器。由于感应电源耗能大，输出的高频频率、功率不稳，水的冷却能力的局限性，淬火工艺受人为影响因素很大，感应器制作精度不够造成感应线圈与缸套内壁间距离不一致，导磁体性能差等原因引起缸套开裂、变形倾向大，淬火层厚度、硬度不均一。因此出现的废品率较高、产品的一致性差。同时，由于这些原因造成后道机加工余量大、切削困难，成品率降低。由于设备及生产工艺落后，内孔高频淬火技术在缸套生产上运用很少，出于可靠性保证的考虑，主要发动机厂家很少采用内孔高频淬火缸套。而欧美国家在大功率发动机上使用的缸套绝大多数都采用内孔高频淬火技术，但利用感应余热使缸套外圆产生一层均匀的防腐蚀性能良好的金黄色氧化层，同时又能满足精度要求的方法未见相关报导。

发明内容

本发明的目的是为满足市场的需求，针对现有技术存在的不足，提供一种内孔微变形外观金黄色高频淬火缸套的制造方法。

本发明的技术方案是：内孔微变形外观金黄色高频淬火缸套的制造方法，其特征是包括如下步骤：

(1)选择含铬和铜合金灰铸铁，离心铸造毛坯，车加工缸套，缸套壁厚为5～12mm；

(2)采用VSM-95高频淬火设备(柔性双轴一体化)，对缸套进行淬火，双共位同时工作加热，功率：250～350KW；频率：140～170KHZ；采用与缸套表面形状相似的感应圈对缸套表面加热，表面加热的温度为950℃，工件移动速度为10～15mm/S，工件旋转速度为～250～转/分；

(3)向加热的缸套表面喷淬火冷却介质急速冷却淬火，冷却介质为8～12％好富顿Q251，介质工作温度30～43℃；感应圈喷水(介质)流量50～60L/S，外喷水(介质)流量60～80L/S，调节感应圈与外喷水(介质)圈之间的间距来控制保证外观为金黄色；

(4)采用台车式低温回火炉回火，回火温度控制在250～280℃，保温2小时，保留一定量的空气，但炉子的密封性较好，确保加热保温过程中不能有空气直接进入；

(5)对回火的缸套进行精细加工，检验合格入库。

本发明工艺先进，方法简单。选用淬透性好，淬火变形小，组织致密，综合机械性能好，含铬、铜合金灰铸铁，作为离心铸造缸套的材料。车加工缸套，壁厚控制在5～12mm；保证缸套外圆在淬火过程中通过热传导达到特定的温度(250～350℃)，使之能在空气中发生氧化反应：2Fe+3O₂＝2Fe₂O₃(短时间快速反应)。采用先进的VSM-95高频淬火设备，对缸套进行淬火，输出功率稳定并可根据需要调节，提高淬火质量，与一般高频淬火缸套相比，淬火层硬度、深度均匀性好，耐磨性好，使用寿命长。外表美观，抗蚀性好。加工工序少，效率高，废品少。节能效果明显，工艺稳定。

具体实施方式

1、选择淬透性好，淬火变形小，组织致密，综合机械性能好，含铬、铜等离心铸造合金灰铸铁缸套毛坯。