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天富注册:发动机曲轴制造,关键工艺在于热处理 发布日期:2020-02-11 16:57:53 浏览次数:

曲轴是汽车发动机的关键部件之一,其性能好坏直接影响汽车的寿命。曲轴工作时承受着大负荷和不断变化的弯矩及扭矩作用,常见的失效形式为弯曲疲劳断裂及轴颈磨损,因此要求曲轴材质具有较高的刚性和疲劳强度以及良好的耐磨性能。


曲轴的工作原理

曲轴是发动机中最典型、最重要的零件之一,其功用是将活塞连杆传递来的气体压力转变为转矩,作为动力而输出做功,驱动器他工作机构,并带动内燃机辅助装备工作。


发动机主要受力零件曲轴其疲劳破坏最常见的是金属疲劳破坏,即弯曲疲劳破坏和扭转疲劳破坏,前者的发生概率大于后者。弯曲疲劳裂纹首先产生在连杆轴颈(曲柄销)或主轴颈圆角处,然后向曲柄臂发展。扭转疲劳裂纹产生于加工不良的油孔或圆角处,然后向与轴线成 方向发展。金属疲劳破坏是由于随时间周期性变化的变应力作用的结果。曲轴破坏的统计分析表明,80%左右是弯曲疲劳产生的。


曲轴制造工艺:

目前车用发动机曲轴材质有球墨铸铁和钢两类。由于球墨铸铁的切削性能良好,可获得较理想的结构形状,并且和钢质曲轴一样可以进行各种热处理和表面强化处理来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性。球墨铸铁曲轴成本只有调质钢曲轴成本的 1/3 左右,所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛应用。统计资料表明,车用发动机曲轴采用球墨铸铁材质的比例在美国为 90%,英国为 85%,日本为 60%,此外,德国、比利时等国家也已经大批量采用。国内采用球墨铸铁曲轴的趋势则更加明显,中小型功率柴油机曲轴 85%以上采用球墨铸铁,功率在160kW 以上的发动机曲轴多采用锻钢曲轴。


曲轴制造技术:

1、球墨铸铁曲轴毛坯铸造技术


球墨铸铁曲轴的生产继 QT800-2、QT900-2 等几种牌号后,广西玉柴等经过攻关已能稳定生产 QT800-6 牌号的曲轴,为曲轴“以铁代钢”奠定了基础。


(1) 熔炼


高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为主的生产设备,铁水未进行预脱硫处理;其次是高纯生铁少、焦炭质量差。


目前已采用双联外加预脱硫的熔炼方法,采用冲天炉熔化铁水,经炉外脱硫,然后在感应电炉中升温并调整成分。目前,在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。


(2) 造型


气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺,可获得高精度的曲轴铸件,该工艺制作的砂型具有无反弹变形量等特点,这对于多拐曲轴尤为重要。目前,国内已有一些曲轴生产厂家从德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺,不过,引进整条生产线的只有极少数厂家,如文登天润曲轴有限公司引进了德国KW 铸造生产线。


2、钢曲轴毛坯的锻造技术


近几年来,国内已引进了一批先进的锻造设备,但由于数量少,加之模具制造技术和其他一些设施跟不上,使一部分先进设备未发挥应有的作用。从总体上来讲,需改造和更新的陈旧的普通锻造设备多,同时,落后的工艺和设备仍占据主导地位,先进技术有所应用但还不普遍。



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