在國內主要的發動機主機廠、曲軸配件廠,感應淬火都已成為主要的曲軸強化手段,并在不斷擴大應用。曲軸采用感應淬火進行表面強化處理,技術和經濟指標非常理想。 1.曲軸感應淬火優勢 (1)鋼曲軸經感應淬火+低溫回火(或自熱回火)后,與調質態相比可提高曲軸疲勞強度100%以上,同時大大提高軸頸表面的耐磨性(淬火+回火硬度可精確控制在50~55HRC),而其他強化手段則難以同時達到以上兩項指標。 (2)感應淬火生產效率高,且感應淬火清潔及可按節拍生產,可直接安排在曲軸生產流水線上,節省物流費用和時間。 (3)僅曲軸對軸頸等需要淬火硬化的表面部位加熱,而且電效率高、時間短,較其他熱處理能耗降低80%以上。 (4)由于加熱范圍小、時間短,使處理的曲軸變形小、氧化脫碳少,可以減少精加工余量,降低機加工的工作量等。 2.感應淬火曲軸的材質 (1)曲軸材料汽車曲軸常用材料有調質鋼42CrMo、35CrMo、40Cr、40MnB等,非調質鋼48MnV等,以及球墨鑄鐵等。材料中Cr、Mo等合金成分可顯著提高材料的淬透性,從而提高曲軸的強度,但其價格較高,而淬火開裂傾向大,需使用合適的淬火冷卻介質以避免淬火裂紋,故選材時應考慮滿足性能要求的前提下優先選球墨鑄鐵和非調質鋼,以降低生產成本。只要工裝合適、工藝合理、操作精確,無論是非調質鋼還是球墨鑄鐵曲軸,感應淬火都可實現技術要求。 (2)毛坯的預備熱處理調質鋼調質處理可以得到細致均勻的組織,零件內應力較小,對感應淬火極有好處:淬火組織均勻、淬火變形和開裂傾向小。非調質鋼利用V、Ti等元素的加入細化晶粒,在大幅度降低生產成本的同時提高各項力學性能,但其在組織準備上不同于調質鋼,故在制訂感應熱處理工藝時要根據其組織特點加以分析。 球墨鑄鐵曲軸的預處理組織主要有正火態和鑄態兩種。正火處理可提高珠光體的含量,消除鑄造應力,組織也較均勻,再經感應淬火易得到組織、硬度均勻的淬硬層。鑄態球墨鑄鐵毛坯,鑄態組織中珠光體含量一般在75%~85%,鐵素體較多,要得到理想的淬火組織,對感應淬火工藝要求較高。因此,制訂工藝時要考慮不同的預備熱處理對感應淬火的影響。 3.感應淬火的熱處理規范 (1)感應淬火工藝的制訂要取得理想的效果,與加熱功率、工件的材料、控制間隙、加熱時間、冷卻時間、工件余熱、淬火冷卻介質的濃度及壓力等都有關系。對不同的材料應采用不同的參數,如合金鋼的韌性好,適合大功率加熱和快速冷卻,而球墨鑄鐵是脆性材料,不適合大功率、長時間加熱以及驟冷,加熱時間和冷卻時間應根據現場設備的實際狀況、工件淬硬層的要求而定。
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