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汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计

  曲轴工作过程中,往复的惯性力和离心力使之承受很大的弯曲---扭转应力;曲轴在周期性变化的气体力、惯性力及其力矩的共同作用下工作,承受弯曲和扭转交变载荷,受力大而且受力复杂,同吋,曲轴又是非常快速地旋转件。因此,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重要因素。

  4、制订热处理工艺卡,画出热处理工艺曲线,对各种热处理工艺做多元化的分析,并分析所得到的组织,说明组织及性能的检测的新方法与使用的仪器设备。

  曲轴应有足够的抗弯曲、抗扭转的疲劳强度和刚度;轴颈应有足够大的承压表面和耐磨性;曲轴的质量应尽量小;对各轴颈的润滑应该充分,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。

  由于发动机曲轴的服役条件比较苛刻,这就给了曲轴材料较高的要求。曲轴材料需要有较高的强度、冲击韧性、耐磨性。一般都会采用锻造钢和球墨铸铁,锻钢有必要进行热处理采用调质,即淬火后高温回火,使材料具备较高的综合机械性能,轴径表面再进行表面淬火,提高表面硬度及耐磨性。球墨铸铁曲轴采取等温回火、中频淬火、激光淬火等热处理工艺。

  发动机是汽车的“心脏”,而曲轴是发动机的关键零部件,是发动机中成本最高的零件。现代化的发动机对曲轴毛坯提出了有6拐、呈120°分布、带12个整体平衡块的要求。在机型改造的过程中,首先遇到的问题是曲轴强度不足,一般是通过加粗轴颈、优选材质和表面强化等方法来增大曲轴强度,从而满足功率提高的要求。加粗轴颈在生产实践中受到各方面条件的限制,应用场景范围较窄,所以最终选择合适的材料和适宜的表面强化方法是解决曲轴Biblioteka Baidu度的主要途径。

  另外,曲轴在发动机中承担着最大的负荷和全部的功率,承担着强大的方向一直在变化的弯矩和扭矩,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。曲轴工作过程中,往复的惯性力和离心力使之承受很大的弯曲---扭转应力,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重要因素。

  3.1 35CrMo曲轴热处理要求………………………………………….....6

  3.2汽车曲轴的热处理工艺的制定……………………………………63.2.1调质处理……………………………………….…………...............7

  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,它与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力,传给底盘的传动机构,同时,驱动配气机构和其它辅助装罝。曲轴在周期性变化的气体力、惯性力及其力矩的共同作用下工作,承受弯曲和扭转交变载荷,受力大而且受力复杂,同吋,曲轴又是非常快速地旋转件。因此,曲轴应有足够的抗弯曲、抗扭转的疲劳强度和刚度;轴颈应有足够大的承压表面和耐磨性;曲轴的质量应尽量小;对各轴颈的润滑应该充分。

  3.2.2去应力退火……………………………………….………...............8

  3.2.3圆角高频淬火和低温回火………………………….………...........9

  实践中根据零件的失效分析,提出对零件的技术方面的要求,然后从材料及其强化人手解决零件的失效问题,已成为材料强度科学研究的主要内容零件的失效除了与材料及热处理有关外,还与服役条件有关.各种零件的服役条件不同,其失效形式也不同,选择材料应以此为依据。

  4.2曲轴圆角淬火不当引起裂纹源……………………………….........12

  4.4淬火导致氧化、脱碳、过热、过烧………………...........………..13

  2.1零件材料选择的根本原则…………………….………….……….....4