曲軸軸頸圓角淬火工藝
2019-11-30
曲軸是發動機的心臟，曲軸的質量直接影響汽車整機的質量。轎車用發動機曲軸軸頸通常采用中頻感應淬火工藝，一汽集團在曲軸表面熱處理上主要采用旋轉淬火技術，對主軸頸、連桿頸、法蘭及止推面進行表面處理，這種工藝已有二十余年的歷史。隨著科技的進步，人們對曲軸熱處理的要求也越來越高，現在多數知名的汽車及柴油機生產廠已經開始對曲軸的圓角進行強化處理，這樣能極大地提高曲軸的使用壽命及轎車整機質量。
按照傳統生產作業方式，曲軸不進行圓角淬火，但是曲軸的破壞方式恰恰就是從圓角處斷裂，是最薄弱的部位，也是曲軸受力最大的部位。曲軸工作時所受到的力是相當復雜的，主軸頸、連桿頸和曲柄臂受力情況各不相同，但主要承受反復彎曲和扭轉負荷，而主軸頸和連桿頸還要承受強烈的摩擦。曲軸的損壞形式主要是疲勞引起的斷裂和軸頸的磨損，因此提高曲軸疲勞強度是擺在我們面前的首要任務。
曲軸斷裂多為疲勞斷裂，而疲勞源位于曲軸受力最大的連桿頸下止點R圓角處，故曲軸軸頸經過感應淬火后，可以提高軸頸硬度，增加其耐磨性，且軸頸圓角淬火后，曲軸的疲勞強度大幅提高，從而其疲勞斷裂的可能性大幅減小。另外，曲軸毛坯經去應力退火，有效地消除了鍛造過程產生的應力，使得其后冷加工應力減小，淬火前應力得到釋放，淬火后變形量也大幅減小。
提高曲軸疲勞強度有兩種方法：一是選取不同的材料，如用合金材料取代45鋼；二是采用不同的工藝，如對45鋼曲軸采用圓角感應淬火，對曲軸圓角進行滾壓，對曲軸進行整體氮化等。試驗證明，圓角感應淬火曲軸有最高的疲勞強度（996MPa），圓角滾壓曲軸疲勞強度次之（890MPa），氮化曲軸第三（720MPa）。采用圓角滾壓的方法，配套設備投資較大，需2000多萬元；采用氮化的方法，效率低，公司沒有生產設備及能力；針對公司設備的實際情況，采用曲軸圓角感應淬火的方法，只需增加感應器及工藝，投入最小，見效最快，是提高曲軸疲勞強度最經濟、有效的方法。下面對一種曲軸軸頸圓角淬火工藝加以介紹。
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