CN105420609A - 抗断裂发动机曲轴制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗断裂发动机曲轴制备方法，加工步骤包括：铸造杆料毛坯，控制杆料毛坯的各化学成分的重量百分比应满足下述要求：C0.28～0.35、Mn0.25～0.35、Si0.15～0.35、W0.01-0.04、P≤0.025、S≤0.035、Ni0.55～1.20、Co0.35～0.45、Sn0.20～0.30、Al≤0.20；本发明提高了发动机曲轴的强度，达到了高强度发动机曲轴所需的硬度值、强度值，解决了高强度下发动机曲轴的延迟断裂和疲劳断裂，在使用中连接可靠，不易折断，提高了发动机曲轴寿命，满足了社会上各行业对高强度发动机曲轴的使用需求。

Description

抗断裂发动机曲轴制备方法
技术领域
本发明涉及到螺栓的加工方法，尤其是一种抗断裂发动机曲轴制备方法。
背景技术
大多数连杆制造使用中碳钢和低合金钢，国内传统工艺连杆毛坯材料一般采用42CrMo，35CrMo，40MnVB，45CrMnB等调质钢和S43CVS1，35MnV,40MnS等非调质钢。在加工工艺方面国内外连杆生产方式大致有：锻造、铸造、粉末冶金等，今年了连杆制造都采用模锻工艺。
发动机曲轴目前的加工方式一般为车削的成型，强度往往难以保证，有时在使用中产生掉头、杆部断裂等不安全现象，对工业生产危害很大。因此发动机曲轴生产方法加以研究和改进，是目前生产和研究方向。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，而提供一种抗断裂发动机曲轴制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案如下：
抗断裂发动机曲轴制备方法，加工步骤包括：
a、铸造曲轴毛坯，控制曲轴毛坯的各化学成分的重量百分比应满足下述要求：C2.28～2.55、Mn1.05～1.35、Si0.45～0.55、W0.01-0.04、P≤0.025、S≤0.02、Bi0.15～1.25、Cr2.35～2.55、Sn0.15～0.25、0.08≤V≤0.14、0.01≤Li≤0.05，余量为铁；
b、第一次是将曲轴在550-650℃下加热5-6小时，再40-50分钟内升温至980-1020℃，保持加热时间20-30分钟，用淬火油进行淬火，再将淬火后曲轴在500-520℃下进行回火保持30-40分钟，再从回火炉中取出放入340-370℃的回火油中随油缓冷；第二次是将曲轴在700℃±20℃下，用水性淬火液进行淬火，再将淬火后的曲轴在550-600℃下进行回火，持续时间50-60分钟；
c、最后进行渗碳处理，将渗碳剂送入回火炉内，在800～950℃温度范围内渗碳处理80～100min；
d、曲轴分别进行盐浴淬火池处理、真空渗氮处理，盐浴处理温度为100-115℃，盐浴处理保温时间为2-3h，熔盐各成分重量比为：亚硝酸钾20-22份、纯碱15-17份、氯化钠4-6份、碳酸铝5-7份、硝酸钠7-10份；真空渗氮处理是先将真空炉排气至真空度0.12-0.18Pa后，将铸态曲轴升温至455～485℃，同时以1.4-1.6L/min送入氨气，炉压控制在0.25-0.35Pa。
所述铸造曲轴毛坯，控制曲轴毛坯的各化学成分的重量百分比应满足下述要求：C2.41、Mn1.2、Si0.5、W0.025、P0.015、S0.01、Bi0.2、Cr2.45、Sn0.2、V0.11、Li0.03，余量为铁。
本发明提高了发动机曲轴的强度，达到了高强度发动机曲轴所需的硬度值、强度值，解决了高强度下发动机曲轴的延迟断裂和疲劳断裂，在使用中连接可靠，不易折断，提高了发动机曲轴寿命，满足了社会上各行业对高强度发动机曲轴的使用需求。
本发明发动机曲轴进行了多次表面处理工艺，提高了发动机曲轴整体强度，精度高，质量好，生产效率高，无切削无废料，单位成本大大下降。得到了整体金属流向方向一致的发动机曲轴，大大提高了其抗拉强度；热处理工艺的发明突破了曲轴传统热处理的合金钢材的极限，其超强超韧性的特色已领先国内紧固件行业水平。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述：
抗断裂发动机曲轴制备方法，加工步骤包括：
a、铸造曲轴毛坯，控制曲轴毛坯的各化学成分的重量百分比应满足下述要求：C2.41、Mn1.2、Si0.5、W0.025、P0.015、S0.01、Bi0.2、Cr2.45、Sn0.2、V0.11、Li0.03，余量为铁；
b、第一次是将曲轴在550-650℃下加热5-6小时，再40-50分钟内升温至980-1020℃，保持加热时间20-30分钟，用淬火油进行淬火，再将淬火后曲轴在500-520℃下进行回火保持30-40分钟，再从回火炉中取出放入340-370℃的回火油中随油缓冷；第二次是将曲轴在700℃±20℃下，用水性淬火液进行淬火，再将淬火后的曲轴在550-600℃下进行回火，持续时间50-60分钟；
c、最后进行渗碳处理，将渗碳剂送入回火炉内，在800～950℃温度范围内渗碳处理80～100min；
d、曲轴分别进行盐浴淬火池处理、真空渗氮处理，盐浴处理温度为100-115℃，盐浴处理保温时间为2-3h，熔盐各成分重量比为：亚硝酸钾20-22份、纯碱15-17份、氯化钠4-6份、碳酸铝5-7份、硝酸钠7-10份；真空渗氮处理是先将真空炉排气至真空度0.12-0.18Pa后，将铸态曲轴升温至455～485℃，同时以1.4-1.6L/min送入氨气，炉压控制在0.25-0.35Pa。
综上所述，采用本发明热处理后冲击曲轴性能：表面硬度HRC54～60，心硬度HRC34～40，夏比V型缺口试样冲击功（AKV）≥90J。渗碳后采用快速淬火的方使表面组织有效的转化为马氏体，得以硬化；而心部组织有相对缓慢的冷却速度，使曲轴心部保持了较高的韧性。该方法不仅缩短曲轴的加工时间，提高生产效率，而且使曲轴具较高的表面硬度和耐磨性，心部又具有较好韧性和抗冲击性，进而提高了曲轴的使用寿节约采矿成本。

Claims (2)

1.抗断裂发动机曲轴制备方法，其特征在于，加工步骤包括：
a、铸造曲轴毛坯，控制曲轴毛坯的各化学成分的重量百分比应满足下述要求：C2.28～2.55、Mn1.05～1.35、Si0.45～0.55、W0.01-0.04、P≤0.025、S≤0.02、Bi0.15～1.25、Cr2.35～2.55、Sn0.15～0.25、0.08≤V≤0.14、0.01≤Li≤0.05，余量为铁；
b、第一次是将曲轴在550-650℃下加热5-6小时，再40-50分钟内升温至980-1020℃，保持加热时间20-30分钟，用淬火油进行淬火，再将淬火后曲轴在500-520℃下进行回火保持30-40分钟，再从回火炉中取出放入340-370℃的回火油中随油缓冷；第二次是将曲轴在700℃±20℃下，用水性淬火液进行淬火，再将淬火后的曲轴在550-600℃下进行回火，持续时间50-60分钟；
c、最后进行渗碳处理，将渗碳剂送入回火炉内，在800～950℃温度范围内渗碳处理80～100min；
d、曲轴分别进行盐浴淬火池处理、真空渗氮处理，盐浴处理温度为100-115℃，盐浴处理保温时间为2-3h，熔盐各成分重量比为：亚硝酸钾20-22份、纯碱15-17份、氯化钠4-6份、碳酸铝5-7份、硝酸钠7-10份；真空渗氮处理是先将真空炉排气至真空度0.12-0.18Pa后，将铸态曲轴升温至455～485℃，同时以1.4-1.6L/min送入氨气，炉压控制在0.25-0.35Pa。
2.根据权利要求1所述的抗断裂发动机曲轴制备方法，其特征在于：所述铸造曲轴毛坯，控制曲轴毛坯的各化学成分的重量百分比应满足下述要求：C2.41、Mn1.2、Si0.5、W0.025、P0.015、S0.01、Bi0.2、Cr2.45、Sn0.2、V0.11、Li0.03，余量为铁。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106521307A (zh) * 2016-11-14 2017-03-22 安徽名杰净化科技有限公司 一种防裂空气净化器铸铁底座制备方法
CN106563798A (zh) * 2016-11-01 2017-04-19 安徽恒均粉末冶金科技股份有限公司 一种发动机芯轴粉末冶金制备方法
CN112442641A (zh) * 2019-08-29 2021-03-05 广州汽车集团股份有限公司 一种发动机高强度曲轴及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102226254A (zh) * 2011-06-10 2011-10-26 钢铁研究总院 一种高强高韧耐蚀高温轴承齿轮钢及制备方法
CN103084532A (zh) * 2012-12-04 2013-05-08 安徽六方重联机械股份有限公司 T形螺栓加工方法
CN105238993A (zh) * 2015-09-29 2016-01-13 高鹏 一种船舶用钢制舱门制作工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102226254A (zh) * 2011-06-10 2011-10-26 钢铁研究总院 一种高强高韧耐蚀高温轴承齿轮钢及制备方法
CN103084532A (zh) * 2012-12-04 2013-05-08 安徽六方重联机械股份有限公司 T形螺栓加工方法
CN105238993A (zh) * 2015-09-29 2016-01-13 高鹏 一种船舶用钢制舱门制作工艺

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106563798A (zh) * 2016-11-01 2017-04-19 安徽恒均粉末冶金科技股份有限公司 一种发动机芯轴粉末冶金制备方法
CN106521307A (zh) * 2016-11-14 2017-03-22 安徽名杰净化科技有限公司 一种防裂空气净化器铸铁底座制备方法
CN112442641A (zh) * 2019-08-29 2021-03-05 广州汽车集团股份有限公司 一种发动机高强度曲轴及其制备方法

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