本发明涉及汽车零配件加工领域，特别是一种汽车曲轴碳氮热处理方法。
背景技术：
曲轴为发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。为减小曲轴质量及运动时所产生的离心力，曲轴轴颈往往作成中空的。在每个轴颈表面上都开有油孔，以便将机油引入或引出，用以润滑轴颈表面。为减少应力集中，主轴颈、曲柄销与曲柄臂的连接处都采用过渡圆弧连接。曲轴零部件在十分复杂和严峻的条件下工作，承受着各类较高的交变应力，常会出现磨损，腐蚀等失效形式。因此要想提高曲轴的使用寿命，必须要求曲轴具有较高的整体强度。因此，很多时候，要对曲轴表面进行热处理，以提高其耐磨性能及强度，常规的曲轴的热处理方法主要是加热至800～850℃下保温，之后淬火，并在150～200℃下回火2～3h。按照这种热处理工艺，曲轴残余奥氏体含量在10～15％，曲轴的应力不能完全消除，在使用中就会降低使用寿命。
技术实现要素：
本发明的目的，是提供一种汽车曲轴碳氮热处理方法。本发明具有增强耐磨性和延长使用寿命的特点。
本发明是这样实现的。一种汽车曲轴碳氮热处理方法，按下述步骤进行：
a、将曲轴放入热处理炉中升温至850℃～875℃，均温20～25分钟，使热处理炉中碳势达到1.19；
b、之后温度稳定在860～870℃保持3～4h，同时向热处理炉中通入如下气体：氨气、氮气和丙烷；
c、持续降低炉压1～1.5h，使热处理炉中的碳势降低到0.8；
d、将曲轴放入淬火油淬火0.5～0.8h；淬火后油冷；
e、将淬火后的曲轴在-50～-40℃的温度下进行冷冻4～4.5h；
f、将冷冻后的曲轴在150～200℃下回火1～2h。
前述的汽车曲轴碳氮热处理方法中，所述步骤a中的温度升高速率为80～90℃/min。
前述的汽车曲轴碳氮热处理方法中，所述步骤b中气体的流量为：氨气4～5l/h；氮气5～5.5l/h；丙烷6～7l/h。
与现有技术相比，本发明在对曲轴淬火前，先通过升/降碳势处理，之后再通入氨气、氮气和丙烷，通过该方式在曲轴表面形成一层碳氮共渗层，进而有效提高了曲轴表面的耐磨性；本发明在淬火后又对曲轴进行冷冻，通过该方式，能够进一步提高曲轴的强度，同时再经过回火处理，释放曲轴的内应力，消除整个曲轴的缺陷，进一步延长了曲轴的使用寿命。
具体实施方式
实施例1。一种汽车曲轴碳氮热处理方法，按下述步骤进行：
a、将曲轴放入热处理炉中升温至850℃～875℃，均温20～25分钟，使热处理炉中碳势达到1.19；
b、之后温度稳定在860～870℃保持3～4h，同时向热处理炉中通入氨气、氮气和丙烷；
c、持续降低炉压1～1.5h，使热处理炉中的碳势降低到0.8；
d、将曲轴放入淬火油淬火0.5～0.8h；淬火后油冷；
e、将淬火后的曲轴在-50～-40℃的温度下进行冷冻4～4.5h；
f、将冷冻后的曲轴在150～200℃下回火1～2h。
前述的步骤a中的温度升高速率为80～90℃/min。
前述的步骤b中气体的流量为：氨气4～5l/h；氮气5～5.5l/h；丙烷6～7l/h。
实施例2。一种汽车曲轴碳氮热处理方法，按下述步骤进行：
a、将曲轴放入热处理炉中升温至860℃，均温22分钟，使热处理炉中碳势达到1.19；
b、之后温度稳定在865℃保持3.5h，同时向热处理炉中通入氨气、氮气和丙烷；
c、持续降低炉压1～1.5h，使热处理炉中的碳势降低到0.8；
d、将曲轴放入淬火油淬火0.6h；淬火后油冷；
e、将淬火后的曲轴在-45℃的温度下进行冷冻4～4.5h；
f、将冷冻后的曲轴在150～200℃下回火1～2h。
前述的步骤a中的温度升高速率为80～90℃/min。
前述的步骤b中气体的流量为：氨气4.5l/h；氮气5.2l/h；丙烷6.5l/h。
实施例3。一种汽车曲轴碳氮热处理方法，按下述步骤进行：
a、将曲轴放入热处理炉中升温至850℃℃，均温20分钟，使热处理炉中碳势达到1.19；
b、之后温度稳定在860℃保持3h，同时向热处理炉中通入氨气、氮气和丙烷；
c、持续降低炉压1h，使热处理炉中的碳势降低到0.8；
d、将曲轴放入淬火油淬火0.5h；淬火后油冷；
e、将淬火后的曲轴在-50℃的温度下进行冷冻4h；
f、将冷冻后的曲轴在150℃下回火1～2h。
前述的步骤a中的温度升高速率为80℃/min。
前述的步骤b中气体的流量为：氨气4l/h；氮气5.5l/h；丙烷6l/h。
实施例4。一种汽车曲轴碳氮热处理方法，按下述步骤进行：
a、将曲轴放入热处理炉中升温至875℃，均温225分钟，使热处理炉中碳势达到1.19；
b、之后温度稳定在870℃保持4h，同时向热处理炉中通入氨气、氮气和丙烷；
c、持续降低炉压1.5h，使热处理炉中的碳势降低到0.8；
d、将曲轴放入淬火油淬火0.8h；淬火后油冷；
e、将淬火后的曲轴在-40℃的温度下进行冷冻4.5h；
f、将冷冻后的曲轴在200℃下回火2h。
前述的步骤a中的温度升高速率为90℃/min。
前述的步骤b中气体的流量为：氨气5l/h；氮气5.5l/h；丙烷7l/h。