汽车发动机曲轴的热处理工艺.docxVIP

摘要：本文对一般汽车发动机曲轴的各项性能与技术参数进行了分析，

制定出相应材料(35CrMo)曲轴的热处理工艺方案，在工艺试验的基础上对方案进行了验证与

改进，保证曲轴的各项性能达到要求。

关键词：曲轴热处理工艺35CrMo调质高频淬火

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目录

1·引言 3

2·曲轴的服役条件与失效形式 3

2.1·服役条件 3

2.2·失效形式 4

3.技术要求与材料的选择 5

3.1锻钢曲轴热处理的技术要求 5

3.2材料的选择 5

3.2.1选材条件 5

3.2.2锻钢曲轴材料的要求 5

3.2.3备选材料的化学成分与力学性能的对比与分析 5

3.2.4材料的确定 6

4.加工工序 6

5.具体热处理工艺的制定与用材分析 7

5.135CrMo热处理的技术要求 7

5.2具体工艺与用材分析 7

5.2.1原始材料的组织与性能 7

5.2.2调质工艺与用材分析 8

5.2.2.1调制工艺参数的确定 8

5.2.2.2组织性能分析 8

5.2.3去应力退火 10

5.2.4表面处理 10

5.2.4.1表面热处理工艺 10

5.2.4.2组织性能分析 11

6.结论 12

14

7.参考文献

致…

曲轴是汽车发动机的最关键的零部件之一，曲轴的性能在很大程度上影响着汽车发动机的可靠性与寿命。曲轴在发动机中承担着最大的负荷和全部的功率，承担着强大的方向不断变化的弯矩和扭矩，同时承受着长时间的高速运转的磨损，圆角过渡处处于薄弱环节，主轴颈与圆角的过渡处更为严重。因

而，需要合适的热处理工艺，以保证其达到所要求的各项性能指标。

图(1).曲轴结构示意图

2.曲轴的服役条件与失效形式

2.1.服役条件

曲轴在发动机中承担着最大的负荷和全部的功率，承担着强大的方向不断变化的弯矩和扭矩，同时承

受着长时间的高速运转的磨损，圆角过渡处处于薄弱环节，主轴颈与圆角的过渡处更为严重。因而，需要

合适的热处理工艺，以保证其达到所要求的各项性能指标。在曲轴工作的过程中，往复的惯性力和离

心力使之承受很大的弯--扭应力轴颈表面容易磨损，且轴颈与曲臂的过渡圆角处最为薄弱。除曲轴的材

质，加工因素外，曲轴的工作条件(温度、环境介质、负荷特性)等都是影响曲轴服役的

2.2失效形式

①疲劳断裂：多数断裂时曲柄与轴颈的圆角处产生疲劳裂纹，随后向曲柄深处发展，造成曲柄的断裂，

其次是曲柄中部的油道壁产生裂纹，发展为曲柄处的断裂。

②轴颈表面的严重磨损。(如图2)

图(2)、磨损的曲轴

3.技术要求与材料的选择

3.1锻钢曲轴热处理的技术要求

气缸直径小于或等于200mm的往复活塞式燃机曲轴的热处理技术要求

预备热

处理

项目

锻钢

最终热处理(感应加

热淬火)

淬硬层深度

DS/mm

2.0~4.5

毛坏硬度(HBS)

调制

207~302

硬度(HRC)

53

同一曲轴硬度差(HBS

50

同曲轴硬度差

(HRC)

6

显微组织

(体积分数)

索氏体

1~4级

显微组织

细针状M

1~3级

3.2材料的选择

3.2.1选材条件

首先，应满足曲轴的力学性能，它取决与发动机设计的强度水平

其次，考虑曲轴的疲劳强度和耐磨性。(与材料本身的成分及热处理后的性能有关)

322锻钢曲轴材料的要求

根据JB/T6727。锻钢曲轴对材料的要求如下：

①钢的含碳量要精选，含碳量的变化围应不大于0.05%(质量分数);钢的含S.P量应不大于0,.0025%

(质量分数)。

②钢的非金属夹杂物，脆性夹杂物，塑性夹杂物应不超过GB10561规定的2.5

级。

③钢的淬透性应按GB255进行测定，其淬透性曲线应在所用的钢号的淬透性围。

3.2.2备选材料的化学成分与力学性能的对比与分析

各种适合曲轴材料的化学成分及机械性能(质量分数)

钢号

主要化学成分

C

Mn

Si

Cr

Ni

Mo

45

0.42~0.5

0.5~0.8

0,17~