曲轴锻造工艺设计需从材料选择、工艺流程、设备选用、质量控制等多方面进行系统规划。
材料选择
曲轴材料需具备高强度、高疲劳强度、良好耐磨性和抗冲击性。常用材料包括:
1.碳素结构钢:如45钢,具有较高的综合力学性能,经过正火或调质处理后,其力学性能会得到进一步改善,成本效益高。
2.球墨铸铁:如QT700-2,具有成本低廉、吸振性好、对应力集中敏感性低、强度较好等优点,常用于汽油机和小型柴油机曲轴加工。
3.合金钢:如48MnV、35CrMo、40Cr、42CrMo等,具有卓越的力学性能,适用于中、重型柴油机或有特殊要求的曲轴加工。
下图为东海锻造曲轴
工艺流程
曲轴锻造工艺流程通常包括以下步骤:
1.毛坯锻造:
下料:选取符合GB699和GB3077要求的钢材,确保化学成分和性能材料合格。
剥皮:去除原材料表面的脱碳层,保证锻造质量。
加热:利用煤气炉或中频感应加热设备将坯料加热至适当温度(通常在1200℃以上),使金属变软易于锻造。
锻造:采用模锻法,通过压力使金属发生塑性变形,形成曲轴的基本形状。锻造过程分为预锻和终锻,每道工序都有一定的加工量和锻造形变量。
2.热处理:
退火或淬火:完成锻造后,对曲轴进行退火或淬火处理,以消除内部应力和改善曲轴的组织和力学性能。
控温冷却或调质热处理:根据曲轴材料和性能要求,选择合适的热处理工艺。
3.机加工:
粗加工:车削、铣削等加工工序,去除多余金属,达到初步尺寸和形状要求。
精加工:磨削、抛光等工序,提高曲轴的精度和表面质量。
4.检验:
尺寸检验:检查曲轴的尺寸精度是否符合设计要求。
硬度检验:测试曲轴的硬度是否满足使用要求。
金相组织检验:观察曲轴的金相组织是否均匀、致密。
无损检测:如磁粉探伤、超声波探伤等,检查曲轴内部是否存在裂纹、夹杂等缺陷。
设备选用
曲轴锻造过程中需选用合适的锻造设备,如热模锻机械压力机、摩擦压力机、空气锤等。其中,热模锻机械压力机具有精度高、行程固定、顶料机构完善等优点,在曲轴锻造中得到广泛应用。
质量控制
在曲轴锻造过程中,需严格控制各环节的质量,确保最终产品的质量和性能。具体措施包括:
1.优化锻造工艺:通过合理设计锻造工艺方案,严格控制温度、压力和时间等关键工艺参数,确保曲轴在锻造过程中能够获得理想的尺寸和形状。
2.严格选材:选用优质的材料进行锻造,确保原材料具有良好的可锻性和力学性能。对原材料进行严格的检验和筛选,避免使用存在缺陷或不合格的材料进行锻造。
3.加强过程监控:在锻造过程中实施全面的质量监控,及时发现并处理可能出现的误差和问题。通过采用先进的检测设备和技术手段,对曲轴的尺寸、形状和内部质量进行实时监测和评估。
4.提高模具精度:模具的精度直接影响曲轴的锻造质量。因此,需采用高精度的模具加工设备和技术,确保模具的尺寸精度和形状精度满足要求。
下一篇:暂无