曲轴调质方式比较.PDF

臻 热处理1月 。￡脚磁 曲轴调质方式比较 南车资阳机车有限公司工艺质量部 (四川 541301) 张太洪 一 、 概述 二、分析比较 目前，造船业 的快速发展使得柴油机 的核心部 1．技术讨论 件——曲轴 (结构见图1)的制造正向产业化、规模化 仅从满足产品力学性能要求的角度讲，立式和卧式 方向发展。曲轴作为船用柴油机的关键零件之一，它的 调质并无本质区别。因为最终力学性能的决定因素在于 失效将导致停机甚至重大事故，因此从设计上要求曲轴 材料、加热温度及冷却的剧烈程度，与曲轴悬挂的方式 必须具有优良的综合力学性能。热处理调质是使曲轴获 关系不大。但对于曲轴制造过程来讲，仅满足要求的力 得综合力学性能的重要途径。曲轴调质加热冷却的方式 学性能是不够的。因为必然存在的热处理变形会给下工 有两种，一种是悬挂在加热炉中，淬火时垂直进入冷却 序造成加工难度，甚至不排除产生废品的可能。如果能 液，即所谓立式 (见图2)；另一种则是横 向放在加热 够将调质变形控制在一定范围内，不仅能满足下工序的 炉中，淬火时横向进入冷却液，即卧式 (见图3)。究 要求 ，还有可能为减少原材料的消耗创造条件。因此， 竟采用何种方式进行曲轴的调质，对于企业而言必须从 减小变形也是曲轴调质的重要 目标。 技术角度、成本效率和安全环保等方面综合考虑。 由于受传统热处理理论的影响，曲轴生产厂家多采 以下将从几方面逐一进行比较。 用立式调质，因为热处理行业有一种普遍认识，一根棒 料垂直进入冷却液淬火可以使周向冷却均匀，比横向进 入淬火液淬火变形小得多。在曲轴调质方式问题上，这 种认识正好忽视了一个简单的细节，那就是 “曲”字。 主轴颈 连杆颈 曲柄板 曲轴虽然它是一根轴，但由于连杆颈的中心线均不在主 图1 曲轴结构示意 轴颈的中心线上，使得曲轴在淬火冷却的过程中必然存在 它的特殊性。另外，曲轴的变形绝不仅局限在淬火冷却过 程中，它的变形情况必须要进行全过程的细致分析。 曲轴的调质主要包括加热和冷却两个过程，由于曲 轴在结构上的特殊性，加热过程必然区别于棒料悬挂时 可以忽略重力的影响。棒料在 自由悬挂加热时，重力只 会造成长度尺寸上的加热膨胀，不会弯曲。而曲轴的连 图2 曲轴立式调质装炉淬火示意 杆颈中心线的偏离，使作为连杆颈和主轴颈的连接部 位——曲柄板成为悬臂梁。不同方向的悬臂梁在重力的 曲 作用下，不仅使曲轴发生尺寸上的伸长，主要体现在曲 柄板之间开档的增加，尤其是在靠近吊装的部位，而且