曲轴的中频表面淬火

曲轴是内燃机发动机中最重要的零件之一,它与气缸、活塞、连杆等组成发动机的动力源装置,由此输出发动机的扭矩。曲轴在工作时所受的力是很复杂的,轴颈、曲柄臂、曲拐颈各部受力均不相同,但主要承受反覆弯曲和扭转负荷。高速发动机,还要承受离心力的作用。由于轴颈和去拐颈通常采用滑动轴承,在高速度下要承受强烈的摩擦。曲颈的损坏,大家都由于疲劳引起断裂和轴颈,曲拐颈的磨损。

曲拐颈与曲柄臂相交过渡的圆角处,是容易断裂的地方。表面淬火时,应将此处淬硬。曲轴要求硬化层较深,硬度HRo55-63。处理时可选用2500-8000周中频发电机,如设备不足时,也可用电子管高频设备来处理。

曲轴在表面处理时,可以采用同时法或连续法进行淬火。一般小型曲轴大都采用同时法,大批量生产时,大都采用半自动化的专用淬火机床。半自动专用淬火机床上,一般都采用自回火,而通用淬火机床上淬火后,常常要进行补充低温回火。

曲轴淬火感应器的设计,应视所采用的频率及淬火方法而异。高氏已试验成功一种半圆形曲轴感应器,它由多匝平面感应导体所组成,卡上钢片导磁体,可将过渡圆角淬硬。加热时,曲轴应以一定速度旋转,到温后喷淬。除两半对开式的外,也可作成三半式的,如半自动专用机床上用的感应器。这类感应器是靠液压来密闭的,除了考虑电气上的因素,还应考虑强度因素。

一般小型曲轴采用45号、40Or在表面加热淬火时,采用喷水冷却不会遇到多大困难,主要问题是油孔裂纹和弯曲变形。在专用淬火机床上淬火的曲轴批量太大时,采用铜塞堵孔,既费工又费料,很不经济。对于大马力的中速或高速柴油机的曲轴,一般都采用高级合金钢制造。可以采用氮化处理或中频表面淬火,近年来也开始采用球墨铸铁(也进行氮化处理)。中频表面淬火,比氮化工艺简单,生产周期短。

12V180型大马力柴油机整体式曲轴,即采用这类材料来制造。其主要加工工序:锻造—退火—粗车—调质—细车—中间消除内应力—精车—探伤—表面淬火—低温回火—趁热校直—低温去应力—探伤—搪孔—粗磨—精磨—探伤。

这种曲轴是利用主颈做为滚动轴承的滚道来使用。它既要求耐磨性,又要求耐接触疲劳。在硬化层分布上,滚道两边圆角处均应淬硬。采用中碳合金钢时,如用水冷或水基冷却液,圆角处容易产生淬火裂纹。

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