[发明专利]一种赛车用高转速发动机曲轴的制造方法

说明书

本发明公开了一种赛车用高转速发动机曲轴的制造方法，从曲轴原料的选择、平衡块边角、精加工前的调质处理、精加工后的退火处理、抛丸强化、粗滚研加工、离子氮化和精滚研均进行了优化，使曲轴各部位的表面更加的光滑，减小高速运动时的阻力，同时能减小曲轴在工作中对润滑油的搅动，减小气泡产生，有助于润滑油快速回流，有助于油位的稳定，去除表面的由于抛丸、氮化引起硬化尖点，有利于提高润滑油洁净度，提高曲轴的抗氧化性，增强曲轴表面抗电化学腐蚀的能力，经过上述方法生产的赛车曲轴，能够使改装后的普通商用车引擎输出马力2000匹以上，转速超10000rpm。

技术领域

本发明属于赛车用曲轴技术领域，尤其是一种赛车用高转速发动机曲轴的制造方法。

背景技术

竞技体育比赛使用的发动机具有高马力、高转速、快速响应的特点，而传统商用车发动机无法满足比赛要求，专门设计制作专用发动机又会花费巨大的研发成本。因此，对现有发动机进行改造，从而达到比赛使用需求成为一种合适的方式。发动机改造中曲轴的改造是其中一个核心重点，传统商用车发动机设计马力一般不超过400匹，转速不超过7000rpm，百公里加速时间不小于2s，其曲轴在设计时以经济、耐用为主，抗拉强度一般不超过1000MPa，整体质量偏重，多采用铸造零件；而以400米直线加速赛为例，赛车马力会达到2000匹以上，转速超10000rpm，400米加速达到7秒以内，曲轴设计以高强度、耐冲击、低重量为主，抗拉强度大于1000MPa。因此，依据现有发动机箱体结构、优化设计制造一种专门针对赛车比赛用曲轴是需要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种赛车用高转速发动机曲轴的制造方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种赛车用高转速发动机曲轴的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

将曲轴进行抛丸强化；

将曲轴进行粗滚研加工；

将曲轴进行离子氮化处理；

将曲轴进行精滚研加工；

所述曲轴的原料为C 0.2-0.28％、Si 0.1-0.35％、Mn 0.4-0.7％、Ni≤0.3％、Cr3-3.5％、Mo 0.5-0.7％、Cu≤0.2％、Sn≤0.03％、P＜0.012％、S＜0.006％、O＜0.002％、N＜0.007％、H＜0.00015％和Fe。

进一步的：所述原料连铸成材后经过二次重熔。

进一步的：所述原料在精加工前进行调质处理，所述调质处理的过程是：在890－910℃的温度条件下进行淬火，在580－610℃的温度条件下进行回火。

进一步的：所述原料在精加工后进行退火处理，所述退火处理的过程是：在580±20℃的温度条件下进行退火。

进一步的：所述抛丸强化的过程是：抛丸为1-2mm的强化钢丸，抛丸时间为10-20min。

进一步的：所述粗滚研加工的过程是：采用卧式震动滚研机，磨料采用棕刚玉，磨料尺寸为15×15mm，磨液采用含5％金属加工液的水溶液。

进一步的：所述离子氮化的过程是：

曲轴以1-2℃/min的加热速度升至490℃,保温1小时后,通入氮气与氢气的混合气体,气体流量比为3:1,混合气体流量控制在1.4L/min,气压为200-300Pa；

温度继续以小于1℃/min的速度升至510℃,保温20小时,电压为650-700V；

保持炉内气氛不变，缓慢降温至400℃以下，断开电源随炉冷却至150℃以下出炉。