[发明专利]凸轮轴制作方法及凸轮轴

说明书

本发明公开了一种凸轮轴制作方法及凸轮轴。凸轮轴制作方法，准备内层物料，所述内层按重量份数计由以下组份组成：1‑13份C，0‑80份Cu，0‑30份Mo，0‑200份Cr，0‑50份Ni，0‑10份Si，1617‑1999份Fe；该内层物料的颗粒度为0.1～200μm。本发明可解决如何具有高耐磨、高耐蚀性能同时与芯轴独立式安装后避免芯轴产生热裂纹、涨裂等缺陷的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种凸轮轴制作方法，其将凸轮片装配到芯轴上，上述凸轮片为应用在发动机上的由两种粉末冶金材质复合形成，其主分类号为F16H53/00(2006.01)I，本发明还涉及使用上述制作方法制作的凸轮轴。

背景技术

凸轮轴是发动机内配气机构的重要零部件，装配式凸轮轴一般包括多个凸轮片和一个芯轴；发动机工作时对凸轮片要求有高耐磨、高耐蚀、耐冲击等性能，同时要求芯轴具备很好的刚度和抗弯、抗扭性能。

目前中、重型发动机还基本采用整体式凸轮轴，其材质有的采用经渗碳处理的低碳钢、有的采用经中高频淬火处理的中高碳低合金锻钢，有的采用冷激球墨铸铁，而小批量的主要采用棒料加工。整体式凸轮轴加工工艺包括粗加工、半精加工和精加工。生产中采用自动线多工位机床，设备投资较大，生产线占地面积多，存在生产成本较高，油烟及皂化液污染环境等问题。且传统的整体式凸轮轴已经不能满足发动机日益提高的性能要求，装配式凸轮轴应运而生。装配式凸轮轴的凸轮一般采用焊接、烧结或机械式连接方式实现凸轮片与芯轴装配连接。芯轴材质一般采用无缝冷拔钢管，与高碳钢材质的凸轮片在进行焊接或机械扩管法装配时，容易产生热裂纹、涨裂等缺陷，严重影响装配式凸轮轴的整体强度及可靠性，存在装配效率低下，成品合格率低等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种凸轮轴制作方法，解决如何制作上述凸轮轴的技术问题。

本发明的另一个目的是提供一种上述凸轮轴制作方法制作的凸轮轴，解决如何制作上述凸轮轴的技术问题。

凸轮轴制作方法：包括如下步骤：

a、准备内层物料，所述内层按重量份数计由以下组份组成：1-13份C，0-80份Cu，0-30份Mo，0-200份Cr，0-50份Ni，0-10份Si，1617-1999份Fe；该内层物料的颗粒度为0.1～200μm；

b、在500～1200MPa压力下将内层物料压制成与凸轮片形状对应的内层毛坯；

c、内层毛坯真空烧结，在烧结炉内烧结温度为800-1250℃，时间30-120分钟；

d、准备外层物料，所述外层按重量份数计由以下组份组成：2-5份C，0-5份Cu，0-2份Mo，0-16份Cr，0-4份Ni，0-1份Si，167-198份Fe；对外层物料的准备时间与准备内层物料的时间及步骤不冲突，该外层物料的颗粒度为0.1～200μm；

e、将上述烧结好的内层毛坯放入外层成型模具内，该外层成型模具形状与凸轮片形状对应；将上述外层物料填充上述外层成型模具内，在500～1200MPa压力下将外层物料压制成与凸轮片形状对应的外层毛坯从而使外层和内层压制成具有内外双层结构的凸轮片毛坯；

f、凸轮片毛坯真空烧结，在烧结炉内烧结温度为700-1050℃，时间30-90分钟；

g、待烧结炉温度降至500-850度，取出并进行密压得到密度7-8.9g/cm3的致密件；

h、将步骤g中的密压后的凸轮片放入真空炉淬火炉加热到790-890℃，进行真空淬火；

j、再加热到175～250℃保温0.5～1h，进行去应力，最后得到凸轮片；

k、将步骤j中的凸轮片与芯轴装配在一起。