CN106566976A - 一种曲轴材料的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曲轴材料的加工工艺,所述工艺以球铁为原料,所述球铁含有C 3.6‑3.7%,Si 2.0‑2.2%,Cu 0.7%,Cr 0.05‑0.1%,Ni 0.05‑0.1%,Mn 0.4‑0.9%,余量的铁。本发明通过选择特定成分的球铁作为汽车曲轴的加工原料,使得加工得到的曲轴具有良好的抗弯曲强度、抗扭转强度、耐磨性、良好的切削性以及轴径淬火时良好的淬透性。
Description
技术领域
本发明涉及曲轴技术领域,尤其涉及一种曲轴材料的加工工艺。
背景技术
曲轴是汽车发动机的关键零件之一,曲轴是发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力,并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用,使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度,轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。
发动机对曲轴质量和性能的要求非常高,主要技术指标一般为:抗拉强度≥700MPa、伸长率≥3%、硬度在250HBS以上、淬火后在55HRC以上、表面粗糙度Ra为6.3-3.2μm、尺寸精度CT5-CT6级。另外,曲轴加工后表面不允许有任何用肉眼能看见的缺陷。
曲轴生产的关键在于材质的选择,曲轴使用性能要求的重点是抗弯曲强度、抗扭转强度、耐磨性、内部致密性、外部无缺陷、良好的切削性以及轴径淬火时良好的淬透性、高的尺寸精度、非加工表面良好的粗糙度。
因此,研究、试验、开发高性能、高质量的轿车发动机曲轴成为当务之急。
发明内容
本发明的目的在于提出一种曲轴材料的加工工艺,能够使得加工得到的曲轴满足高端汽车发动机的要求。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种曲轴材料的加工工艺,所述工艺以球铁为原料,所述球铁含有C3.6-3.7%,Si2.0-2.2%,Cu 0.7%,Cr 0.05-0.1%,Ni 0.05-0.1%,Mn 0.4-0.9%,余量的铁。
优选的,所述曲轴为汽车发动机曲轴,进一步优选为汽车汽油发动机曲轴。
本发明所述的球体中,C、Si含量高时,曲轴强度下降,珠光体含量减少,硬度降低,在曲轴热节部位出现石墨漂浮缺陷,造成废品。当C、Si含量低时,曲轴强度较高,珠光体含量增加,硬度提高,伸长率和切削性能下降,C含量过低时容易出现渗碳体。因此本发明经过慎重选择,选择C 3.6-3.7%,Si 2.0-2.2%以使得各项性能平衡。
在本发明中,Cu、Cr和Ni用于提高珠光体含量和提高产品硬度和强度。如果硬度太高,则在曲轴加工时加工不动、打刀。硬度低时,淬火后出现裂纹,淬火后曲轴硬度也不稳定,时高时低。本发明选择Cu 0.7%,Cr 0.05-0.1%,Ni0.05-0.1%,曲轴强度比较好,硬度适中,淬火无裂纹,切削性能好。
决定球铁基体组织最终的相变是共析相变(不考虑共晶渗碳体),共析相变有两种形式:a.奥氏体分解为石墨与铁素体;b.奥氏体转变为珠光体。一般情况下,铸态球铁常温基体组织为牛眼状铁素体、珠光体混合基体。在球墨铸铁中,Mn是一种阻碍石墨化的元素,在适当范围内,它强化铁素体和稳定珠光体,使析出的自由石墨数量减少。
Mn在球墨铸铁中的作用为强化铁素体和稳定珠光体,Mn含量在适当范围内,稳定和细化珠光体,但Mn含量过高要产生渗碳体,适当增加Mn含量可以提高球铁强度、硬度和耐磨性,但Mn含量过高则降低韧性、塑性甚至降低强度,因此本发明选择Mn 0.4-0.9%。
本发明通过选择特定成分的球铁作为汽车曲轴的加工原料,使得加工得到的曲轴具有良好的抗弯曲强度、抗扭转强度、耐磨性、良好的切削性以及轴径淬火时良好的淬透性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种曲轴材料的加工工艺,所述工艺以球铁为原料,所述球铁含有C 3.6%,Si2.2%,Cu 0.7%,Cr 0.05%,Ni 0.05%,Mn 0.4%,铁余量。
经测试,其珠光体含量80%,抗拉强度750MPa,伸长率4.5%,硬度248HBS,曲轴切削情况良好。
实施例2
一种曲轴材料的加工工艺,所述工艺以球铁为原料,所述球铁含有C 3.7%,Si2.2%,Cu 0.7%,Cr 0.1%,Ni 0.05%,Mn 0.9%,铁余量。
经测试,其珠光体含量80%,抗拉强度735MPa,伸长率4.5%,硬度255HBS,曲轴切削情况良好。
Claims (2)
1.一种曲轴材料的加工工艺,所述工艺以球铁为原料,所述球铁含有C 3.6-3.7%,Si2.0-2.2%,Cu 0.7%,Cr 0.05-0.1%,Ni 0.05-0.1%,Mn 0.4-0.9%,余量的铁。
2.如权利要求1所述的加工工艺,其特征在于,所述曲轴为汽车发动机曲轴。
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