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曲轴颈圆角感应淬火工艺是怎样的?

远拓机电 人气:328 发表时间:2019-04-10 10:02:21

曲轴颈圆角感应淬火工艺是怎样的?

     早期感应淬火的曲轴颈不管是主轴颈或连杆颈均只淬轴颈的中间区段,如5-17所示。这样轴颈的表面硬度和耐磨性增高了,而对轴颈弯曲疲劳强度没有作用,特别是轴颈两侧过渡区还存在拉应力,对曲轴的疲劳强度是不利的。要使曲轴耐强度提高的关键是提高轴颈圆角处的残留压应力。日本一家企业曾对内燃机曲轴进行了一系列的弯曲试验。试验证明,曲轴颈圆角感应淬火的曲轴具有最高的疲劳强度(996MPa),圆角滚压曲轴的疲劳强度第二(890M Pa),渗氮曲轴位列第三(720MPa)。美国DDAD企业通过疲劳试验样品检测到当圆角部分淬硬层为100%马氏体时,具有最高疲劳强度(接近1034.9MPa)

    因此,曲轴颈圆角感应淬火成为重载内燃机曲轴的主要热处理工艺,曲轴颈圆角感应淬火工艺的关键如下:

    1)使用曲轴圆角淬火感应器,以保证轴颈及圆角处达到技术要求(淬硬层深度及区域)

    2)采用功率脉动技术,使上、下止点区温度保持一致。

    3)控制曲轴颈圆角感应淬火时产生的畸变,因为圆角感应淬火后不宜校正且极难校正,校正会产生裂纹或断裂。控制畸变有许多解决方案,图5-17所示为曲轴颈圆角淬火的部分技术要求。


    曲轴材料常用45钢、40Cr、42CrMoA,、QT700-2、QT800-2等。由于曲轴颈圆角淬火能提高曲轴的疲劳极限,现代发动机曲轴的轴颈淬火技术要求,大部分要求圆角淬硬。曲轴颈淬硬部位,以6缸曲轴为例,常有14或15处之多6个连杆轴颈,7个主轴颈与1个油封法兰(或增加1个前轴端油封部分)

    1)在电源频率选取上,轴颈淬硬普遍用8~10kHz电源。由于油封法兰硬化层深要求浅,常为1.0~1.5mm。目前趋势是以采用比轴颈频率高的超音频30~40kHz为主流。轴颈连圆角部分采用一次旋转加热,油封法兰采用一次加热或扫描加热淬火。回火工艺不管是浸液淬火或喷液淬火,均采用炉中回火工艺。不用自回火工艺的原因,主要是自回火不能保证在复杂的截面上温度分布均匀。为了减少回火炉占生产线场地的面积,回火炉采用塔形结构。曲轴通过输送链从下向上,再由上而下,达到工艺规定的回火时间后出炉。

    2)曲轴颈淬火前,一般需经洁洗与校直,圆跳动公差不大于0.1mm;淬火后中间轴颈圆跳动公差一般小于0.3mm0.4mm,圆角淬火曲轴颈,淬火后一般不允许校直。

    3)为了保证不产生淬火裂纹,即使是45钢,现在也较多地采用了质量分数为4%6%的聚合物淬火液。

      4)连杆颈淬火时,采用功率分配器,使上止点处功率比下止点处功率低20%~30%,能使上下止点处温度均匀,并且使硬化区宽度一致化,否则下止点(曲拐内侧)硬化区会变窄。

    5)曲轴颈因淬火质量不符合要求而返修时,应先经高温回火,或对该轴颈进行正火处理,以消除应力,否则重淬时易产生裂纹。

    6)曲轴颈淬火后未裂,而在精磨时出现裂纹,除在磨削加工工艺上找原因外,感应淬火回火工艺也要进行分析,查找相关因素。特别是表面硬度明显过高,则证明回火温度不足。



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