曲轴淬火裂纹为什么会产生?及采取的措施

分析曲轴淬火裂纹产生的主要原因,提出采用水槽性淬火介质解决淬火裂纹的措施,指出在淬火硬化层范围内,调整中频加热设备参数对淬火裂纹影响到最小。光滑圆柱面上的淬火裂纹(一类裂纹)都是在周围方向分布,在其他的零件上也是如此,裂纹多为2~3条,平行的挤在一起,长度我4-10mm,深度为0.25~08mm。油孔裂纹在油孔轴向两侧呈放射性存在,尤以薄壁的一侧为多。

淬火裂纹的分析,材料中含有微量的Mo是产生一类裂纹的主要原因。曲轴中频淬火,以水为淬火介质这一工艺已经采用40多年,由于以往使用的材料为不含Mo的45钢,即使在光滑的表面上故意制造此种裂纹,也很难实现。

半轴中频淬火发生淬火裂纹以及齿环高频淬火发生淬火裂纹也多是因为材料中很有微量的mo造成的。油孔周围的淬火裂纹是因结构因素造成额的。为了加强润滑,曲轴的主轴颈和连杆曲径之间钻有斜油孔,在两个轴颈表面的油孔出口处,形成了两个锐角的薄壁,再加上油孔的轴向两侧由于感应电流绕行,使其两侧加热温度升高,造成局部过热,加上喷水冷却速度太快,使淬火层过深,甚至淬透而产生裂纹。这种结构因素产生的淬火裂纹从建厂以来一直存在,严重时从淬透的油孔内壁产生雷文向轴颈表面发展,与圆柱表面相贯通时形成C形裂纹。

解决裂纹的措施和机型,很强的裂纹倾向性,是产生大批淬火裂纹的基本原因。当然,由于历史的原因,曲轴中频淬火及时间来一直使用自来水做淬火剂,而水的冷却能力太强,又是引发这种裂纹的重要因素。改用一汽四环一贝多菲尔公司生产的水溶性淬火介质,型号为AQUATENSIDBW,浓度为3%,中频淬火的其他参数不变,淬火质量合格,完全消除了各种淬火裂纹。

书荣幸淬火介质解决淬火裂纹的机理,聚化物型淬火介质在淬火冷去使具有逆溶性,即当工件表面温度高于介质的逆熔点(77℃)时,聚合物从水中析出,以黏糊状包括在淬火零件的表面,从而大大降低了喷射淬火介质的冷却能力:当工作的表面温度低于介质的逆熔点后,包裹着的聚合物又重新溶入水中。浓度5%的AQUATENSIDBW水溶性的冷却能力稍低于净水,但在喷射状态下,其冷却能力可能比喷水冷却能力低的多。不同浓度的聚乙烯醇淬火剂与水喷状态下冷却能力的比较,可以看出,在马氏体转变的温度区间(200-300℃),聚合物的冷却能力远低于水。喷射状态的聚合物水溶液给淬火零件以较小的冷却速度,从而减小了曲轴淬火过程中的组织能力和热应力,进而减少或消除了淬火裂纹。

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