CN102777480A - 圆角滚压球铁曲轴及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
圆角滚压球铁曲轴，采用QT800-6球墨铸铁材料，具有较高的延伸率和更高的冲击值，可以有效地提升滚压力；其主轴颈、连杆轴颈与曲柄臂的过渡圆角处采用沉割槽结构，可以有效保证主轴颈和连杆轴颈的直线度、圆柱度等关键尺寸，防止了滚压过程中由于部分材料流动导致的轴颈表面肿起的现象；圆角滚压球铁曲轴采用“轴颈淬火+园角滚压”强化工艺，可获得较高的疲劳弯矩性能，超过锻钢氮化曲轴，接近锻钢淬火曲轴的水平，既能保证可靠性，又能显著降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及发动机设备领域，尤其涉及一种发动机用曲轴。
背景技术
目前，国内中重型发动机采用的是锻钢氮化或锻钢淬火曲轴，锻钢淬火曲轴的特点是强度高，但可靠性和耐磨性相对较差，并且价格昂贵。
发明内容
为了克服传统锻钢氮化或锻钢淬火曲轴存在的上述问题，本发明提供了一种可靠性高、成本低的圆角滚压球铁曲轴。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：圆角滚压球铁曲轴，包括主轴颈和连杆轴颈，主轴颈和连杆轴颈安装于曲柄臂之间，主轴颈、连杆轴颈端部与曲柄臂连接处的主轴颈、连杆轴颈圆角为沉割槽结构。
所述曲轴采用具有较高的延伸率和冲击值的QT800-6球墨铸铁曲轴材料。
所述主轴颈、连杆轴颈圆角沉入主轴颈或连杆轴颈表面中的深度h为0.5±0.1mm。
所述主轴颈、连杆轴颈圆角为R2.5±0.1mm，两端距离l为3.76mm。
主轴颈、连杆轴颈圆角采用滚压工艺，主轴颈和连杆轴颈采用淬火工艺。
所述主轴颈、连杆轴颈圆角采用R2.3高强度耐磨滚轮滚压。
所述主轴颈和连杆轴颈感应淬火并去应力，表面硬度45~52HRC，淬深1.5~3.0mm 。
本发明的圆角滚压球铁曲轴，采用QT800-6牌号的高强度新型曲轴材料，铸造采用铁模覆砂工艺，使表面球墨组织更加细化，使成品粗糙度有较大的提高，此材料具有较高的延伸率和更高的冲击值；主轴颈和连杆轴颈圆角均为沉割槽结构，防止了滚压过程中部分材料高出轴颈表面的现象；圆角滚压球铁曲轴采用“轴颈淬火+园角滚压” 强化工艺，可获得较高的疲劳弯矩性能，超过锻钢氮化曲轴，接近锻钢淬火曲轴的水平，既能保证可靠性，又能降低成本。
附图说明
图1是现有技术中锻钢氮化或锻钢淬火曲轴的结构图。
图2是本发明圆角滚压球铁曲轴的主轴颈、连杆轴颈圆角部分结构图。
图3是现有技术中锻钢氮化或锻钢淬火曲轴的部分剖面结构图。
图4是本发明圆角滚压球铁曲轴的部分剖面结构图。
具体实施方式
现有技术中的锻钢大圆角淬火曲轴结构如图1和图3所示，包括主轴颈2和连杆轴颈3，主轴颈2和连杆轴颈3安装于曲柄臂1之间，主轴颈、连杆轴颈圆角4为R5，采用轴颈和圆角整体淬火工艺，硬化层8厚度为2.0~5.0mm，圆角处至推挡不小于5.5mm，其余档不小于5mm，保证凸台淬硬。由于这种大圆角结构，造成滚压过程中部分材料高出轴颈表面，并且可靠性和耐磨性相对较差，采用锻钢材料价格昂贵。
本发明的圆角滚压球铁曲轴结构如图2和图4所示，主轴颈2、连杆轴颈3端部与曲柄臂1连接处的主轴颈、连杆轴颈圆角4为沉割槽结构，主轴颈、连杆轴颈圆角4沉入主轴颈或连杆轴颈表面6中的深度h为0.5±0.1mm，主轴颈、连杆轴颈圆角4为R2.5±0.1mm，两端距离l为3.76mm，
曲轴采用QT800-6球墨铸铁曲轴材料。采用圆角滚压+轴颈淬火的工艺，主轴颈、连杆轴颈圆角4采用滚压工艺，可以有效提高疲劳弯矩。主轴颈2和连杆轴颈3采用淬火工艺，可以有效提高轴颈表面的耐磨性。主轴颈、连杆轴颈圆角4采用R2.3高强度耐磨滚轮滚压。主轴颈2和连杆轴颈3感应淬火并去应力，表面硬度45~52HRC，淬深1.5~3.0mm 。
本发明圆角滚压球铁曲轴的材料特点：采用QT800-6牌号的高强度新型曲轴材料，铸造采用铁模覆砂工艺，使表面球墨组织更加细化，使成品粗糙度有较大的提高，此材料具有较高的延伸率和更高的冲击值。常规的QT800-4球铁材料无法达到这些性能。
| 类别 | 抗拉强度（ MPa） | 延伸率（%） | 冲击韧性 （J/Cm2） | 硬度（HB） |
| QT800-6 | 900 | 6-8 | 48-56 | 270-300 |
| QT800-4 | 780 | 4 | 19.6 | 260-310 |
圆角滚压球铁曲轴采用“轴颈淬火+园角滚压” 强化工艺，可获得较高的疲劳弯矩性能，超过锻钢氮化曲轴，接近锻钢淬火曲轴的水平，既能保证可靠性，又能降低成本。
| 普通球铁 | 圆角滚压球铁 | 氮化钢轴 | 淬火钢轴 | |
| 疲劳弯矩（N.m） | 1800 | 3750 | 2800 | 4000 |
主轴颈和连杆轴颈圆角均为沉割槽结构，防止了滚压过程中部分材料高出轴颈表面的现象，既能保证可靠性，又能降低成本。
Claims (7)
1.圆角滚压球铁曲轴，其特征在于：包括主轴颈（2）和连杆轴颈（3），主轴颈（2）和连杆轴颈（3）分别位于曲柄臂（1）两侧，主轴颈（2）、连杆轴颈（3）与曲柄臂（1）的过渡圆角处（4）为沉割槽结构。
2.根据权利要求1所述的圆角滚压球铁曲轴，其特征在于：所述曲轴采用具有较高的延伸率和冲击值的QT800-6球墨铸铁曲轴材料。
3.根据权利要求1所述的圆角滚压球铁曲轴，其特征在于：所述主轴颈、连杆轴颈与曲柄臂的过渡圆角（4）低于主轴颈、连杆轴颈表面（6）中的深度h为0.5±0.1mm。
4.根据权利要求1所述的圆角滚压球铁曲轴，其特征在于：所述主轴颈、连杆轴颈沉割槽圆角（4）为R2.5±0.1mm，宽度l为3.76mm。
5.圆角滚压球铁曲轴的强化工艺，其特征在于：主轴颈、连杆轴颈圆角（4）采用滚压工艺，主轴颈（2）和连杆轴颈（3）表面采用淬火工艺。
6.根据权利要求4所述的圆角滚压球铁曲轴沉割槽的强化工艺手段，其特征在于：所述主轴颈、连杆轴颈沉割槽圆角（4）采用R2.3高强度耐磨滚轮滚压。
7.根据权利要求4所述的圆角滚压球铁曲轴轴颈表面的强化工艺，其特征在于：所述主轴颈（2）和连杆轴颈（3）表面采用感应淬火，硬度45~52HRC，淬深1.5~3.0mm。
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