[发明专利]激光硬化曲轴

说明书

技术领域

本公开涉及曲轴制造，包括曲轴或凸轮轴的轴颈表面的激光硬化。

背景技术

曲轴和凸轮轴制造包括对其表面的一部分进行硬化以提高其机械性能。通常，使用感应硬化来实现硬化。然而，感应工艺的固有特性导致许多缺点，诸如硬化层深度(case depth)比必要的深度更深以及固有的变形。已经开发出替代方法，但是由于批次处理的要求，它们不太适合大批量生产。

发明内容

公开一种车辆轴。所述车辆轴可包括轴颈，所述轴颈具有由车辆轴的底切区域限定并位于所述底切区域之间的峰部到峰部的接触表面区域，所述峰部到峰部的接触表面区域的整体被激光硬化至不大于1mm的深度以形成不包含未硬化部分的层。所述车辆轴可以是曲轴或凸轮轴。所述轴颈可以是主轴颈。所述峰部到峰部的接触表面区域的整体可被激光硬化至不大于约0.5mm的深度。所述层的70％以上可具有恒定的深度。所述峰部到峰部的接触表面区域的一部分可以围绕油孔。

在另一实施例中，公开一种曲轴。所述曲轴可以包括经由底切区域连接到配重的主轴颈和销轴颈。所述主轴颈和销轴颈中的一个可具有表面区域，所述表面区域在由底切区域中的两个形成的峰部之间延伸并终止于所述峰部以限定周向带。所述带的整个区域可被激光硬化以形成达到不大于约1mm的深度并且不包含未硬化部分的层。所述带的一部分可围绕具有未硬化表面区域的油孔。所述主轴颈和销轴颈中的一个可以是主轴颈。所述层可达到不大于约0.5mm的深度。所述层的70％以上可具有恒定的深度。所述层可具有一定轮廓，并且所述轮廓的变化率可以是(1μm/2mm)。所述轮廓可包括没有凹陷的中心部分。

在又一实施例中，公开一种曲轴。所述曲轴可以包括经由底切区域连接到配重的多个轴颈。所述多个轴颈中的至少一个可具有被激光硬化的峰部到峰部的接触表面区域，所述峰部到峰部的接触表面区域由底切区域限定并延伸到一定深度以形成具有一定轮廓的层，所述轮廓具有约(1μm/2mm)的变化率。所述轮廓的至少70％可具有恒定的尺寸。所述轮廓可包括具有方形图案的端部区域。所述轮廓可包括没有凹陷的中心部分。所述多个轴颈可包括销轴颈。所述深度可以不大于1mm。

附图说明

图1示出了根据一个或更多个实施例的包括曲轴和凸轮轴的示例性车辆燃烧发动机的示意图；

图2示出了激光硬化后的曲轴的透视图；

图3示出了激光硬化后的凸轮轴的透视图；

图4A示出了图2所示的曲轴的激光硬化后的主轴颈的示意性截面图，轴颈表面区域具有小于约1mm的硬化层深度；

图4B示出了现有技术中的曲轴的激光硬化后的主轴颈的示意性截面图，轴颈表面区域具有约1.2mm的硬化层深度；

图4C示出了现有技术中的曲轴的感应硬化后的主轴颈的示意性截面图，轴颈表面区域具有约2.5mm的硬化层深度；

图5示出了图2所示的曲轴的激光硬化部分的透视图；和

图6示出了具有感应硬化表面的现有技术中的曲轴的感应硬化部分的透视图。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例，其它实施例可以采用各种可替代的形式。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以显示特定部件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域内的普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各个特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可以期望用于特定应用或实施方式。

除非明确指出，否则本说明书中表示尺寸或材料性能的所有数值量应被理解为在描述本公开的最宽范围时用词语“约”修饰。

首字母缩略词或其他缩写词的首次定义适用于本文中相同缩写词的所有后续使用，并且准用于初始定义的缩写词的正常语法变型。除非明确地做出相反的说明，否则对性能的测量由前文或后文中针对相同性能所参照的相同技术来确定。