在国内主要的发动机主机厂、曲轴配件厂,感应淬火都已成为主要的曲轴强化手段,并在不断扩大应用。曲轴采用感应淬火进行表面强化处理,技术和经济指标非常理想。 1.曲轴感应淬火优势 (1)钢曲轴经感应淬火+低温回火(或自热回火)后,与调质态相比可提高曲轴疲劳强度100%以上,同时大大提高轴颈表面的耐磨性(淬火+回火硬度可精确控制在50~55HRC),而其他强化手段则难以同时达到以上两项指标。 (2)感应淬火生产效率高,且感应淬火清洁及可按节拍生产,可直接安排在曲轴生产流水线上,节省物流费用和时间。 (3)仅曲轴对轴颈等需要淬火硬化的表面部位加热,而且电效率高、时间短,较其他热处理能耗降低80%以上。 (4)由于加热范围小、时间短,使处理的曲轴变形小、氧化脱碳少,可以减少精加工余量,降低机加工的工作量等。 2.感应淬火曲轴的材质 (1)曲轴材料汽车曲轴常用材料有调质钢42CrMo、35CrMo、40Cr、40MnB等,非调质钢48MnV等,以及球墨铸铁等。材料中Cr、Mo等合金成分可显著提高材料的淬透性,从而提高曲轴的强度,但其价格较高,而淬火开裂倾向大,需使用合适的淬火冷却介质以避免淬火裂纹,故选材时应考虑满足性能要求的前提下优先选球墨铸铁和非调质钢,以降低生产成本。只要工装合适、工艺合理、操作精确,无论是非调质钢还是球墨铸铁曲轴,感应淬火都可实现技术要求。 (2)毛坯的预备热处理调质钢调质处理可以得到细致均匀的组织,零件内应力较小,对感应淬火极有好处:淬火组织均匀、淬火变形和开裂倾向小。非调质钢利用V、Ti等元素的加入细化晶粒,在大幅度降低生产成本的同时提高各项力学性能,但其在组织准备上不同于调质钢,故在制订感应热处理工艺时要根据其组织特点加以分析。 球墨铸铁曲轴的预处理组织主要有正火态和铸态两种。正火处理可提高珠光体的含量,消除铸造应力,组织也较均匀,再经感应淬火易得到组织、硬度均匀的淬硬层。铸态球墨铸铁毛坯,铸态组织中珠光体含量一般在75%~85%,铁素体较多,要得到理想的淬火组织,对感应淬火工艺要求较高。因此,制订工艺时要考虑不同的预备热处理对感应淬火的影响。 3.感应淬火的热处理规范 (1)感应淬火工艺的制订要取得理想的效果,与加热功率、工件的材料、控制间隙、加热时间、冷却时间、工件余热、淬火冷却介质的浓度及压力等都有关系。对不同的材料应采用不同的参数,如合金钢的韧性好,适合大功率加热和快速冷却,而球墨铸铁是脆性材料,不适合大功率、长时间加热以及骤冷,加热时间和冷却时间应根据现场设备的实际状况、工件淬硬层的要求而定。
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