[发明专利]一种防汽车前轴主销孔疲劳断裂的前轴主销及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于金属制品表面工程领域，涉及一种防汽车前轴主销孔疲劳断裂的前轴主销及其制作方法，具体适用于在不改变产品结构的前提下，通过表面工程达到减摩的效果，提高汽车前轴主销孔的微动疲劳寿命。

背景技术

某型工程车在作业时，因载荷大，前轴主销孔屡次发生早期断裂，限制了其承载能力，经分析确认主销孔的断裂模式系微动疲劳断裂。

主销与主销孔之间通过锥销定位，过渡配合，来自车轮的弯矩通过转向节作用于主销的两端，进而作用于主销孔，在主销孔壁上造成拉应力，导致主销孔的椭圆化变形，这时，在主销孔椭圆的短轴对应的区域，主销与主销孔之间将产生相对位移，发生滑动摩擦。在实际工况中，来自车轮的弯矩是变化的，属于疲劳载荷，导致应力和摩擦也将动态变化，从而形成了微动疲劳载荷机制。为了减小主销与主销孔之间的微动摩擦，改善其服役条件，以有效提高其疲劳寿命，相应的技术途径包括减小主销与主销孔之间的相对滑移距离，和减小二者之间的摩擦系数，前者需要改变前轴结构尺寸，这对于已经批量投放的车辆和公司现有的前轴生产工艺流程而言都是非常不经济的。

因而，采用减摩措施来防止已经投放和正在生产的前轴的这种潜在失效模式，将是最为经济和有效的措施。

中国专利，申请公布号为CN102358107A，申请公布日为2012年2月22人的发明专利申请公开了一种前轴，包括本体，所述本体两端设置有用于与汽车转向节连接的主销孔，所述本体中部对称设置有两个用于安装汽车悬架的安装座，位于所述安装座之间的本体侧壁形成有加强筋。虽然该发明通过加强筋能降低汽车在制动时出现的制动应力峰值效果，从而提高主销孔的疲劳强度，但该设计对产品结构做出了改变，不能满足现有的需求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的对产品结构做出改变才能提高主销孔疲劳强度的缺陷与问题，提供一种在不改变产品结构的前提下，通过表面工程就能提高主销孔疲劳强度的防汽车前轴主销孔疲劳断裂的前轴主销及其制作方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种防汽车前轴主销孔疲劳断裂的前轴主销，包括主销孔与主销，所述主销孔位于汽车前轴的两端，主销孔的内壁与主销的外表面过渡配合；

所述主销的外表面为层状结构，依次包括主销基体、锰盐磷化膜层、二硫化钼层，所述锰盐磷化膜层的底部与主销基体的顶部相互嵌入，锰盐磷化膜层的顶部与二硫化钼层的底部相互嵌入。

所述锰盐磷化膜层由多个高弥散度分布的磷化颗粒堆积而成，且在锰盐磷化膜层上形成有多个微孔，所述二硫化钼层由多个二硫化钼颗粒堆积而成；

所述锰盐磷化膜层顶部、二硫化钼层底部之间的嵌入方式是相啮合，位于锰盐磷化膜层顶部的微孔的内部填充有位于二硫化钼层底部的二硫化钼颗粒。

所述锰盐磷化膜层的厚度是二硫化钼层厚度的1–2倍。

所述锰盐磷化膜层的厚度是8–10微米，二硫化钼层的厚度是5–8微米。

一种上述防汽车前轴主销孔疲劳断裂的前轴主销的制作方法；所述制作方法依次包括以下步骤：

预处理工艺：先将未处理的主销置于酒精溶液中进行清洗，清洗晾干后再进行喷砂处理，然后进行脱脂、水洗处理，再对水洗处理后的主销进行表调，表调后即可得到预处理后的主销；

锰盐磷化工艺：先将预处理后的主销放入含磷酸二氢盐的酸性溶液中进行搅拌磷化，再对磷化后的主销进行水洗并吹干，以得到锰盐磷化后的主销；所述含磷酸二氢盐的酸性溶液的PH值为1–3，溶质是磷酸二氢盐，溶剂是水；

二硫化钼喷涂工艺：先采用二硫化钼涂料对上述锰盐磷化后的主销的表面进行喷涂，喷涂次数为3–4次，喷涂后，再将其置于70–80℃的干燥炉中进行固化处理，以得到喷涂后的主销；

后续处理工艺：先对上述喷涂后的主销进行膜厚检测，检测合格后，再将主销用柔软的包装油纸进行包装，此时，本制作方法结束。

所述二硫化钼喷涂工艺中：

所述喷涂是指：先将上述锰盐磷化后的主销悬置在可旋转的夹具上，再在距离主销表面15–25cm范围内，将搅拌均匀的二硫化钼涂料对主销的表面进行均匀喷涂，一次喷涂后自然干燥10–30分钟后再进行二次喷涂。

所述预处理工艺中：

所述喷砂处理是指：将主销悬置于喷砂装置内对主销表面进行喷砂处理；

所述脱脂是指：先将脱脂剂加热，再将主销放置于脱脂剂中进行脱脂处理，且在处理过程中，主销不能与容器壁相接触；