CN1218055C - 一种大功率发动机曲轴的热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大功率发动机曲轴调质的热处理工艺方法。包括以下步骤，将发动机曲轴放入加热炉内，加热至830-850℃，保温2小时后，移入温度为20-55℃的淬火液中，淬火时间为6-8min；将淬火后的发动机曲轴移入回火炉内，加热温度至640-660℃，保温3小时；回火后将发动机曲轴进行空气冷却。曲轴综合机械性能提高，避免了弯曲变形超差及开裂，具有操作方便、装备简单，经济实用、技术可靠、质量稳定等优点。
Description
(一)所属技术领域
本发明涉及一种大功率发动机曲轴调质的热处理工艺方法，属于热处理的技术领域。
(二)背景技术
大功率发动机曲轴材料多为专用42CrMoA，锻打成型后需要调质处理，综合机械性能要求较高，且取样部位在法兰端，试样的轴线位于轴径直径的六分之一处，主轴径摆差不超过3mm。由于该曲轴形状复杂，取样部位截面尺寸较大(φ123)，水平放置加热，采用油垂直淬火后，淬硬层较浅，无法满足取样部位的机械性能要求，且摆差超差；用水垂直淬火，淬硬层较深，虽能满足取样部位的机械性能要求，但开裂倾向很大，废品率较高。显然，现有的调质工艺满足不了曲轴调质后的技术要求，无法实现较好的经济效益。
(三)发明内容
本发明针对现有曲轴调质工艺的不足，提供了一种简便易行、技术可靠、质量稳定，既能满足曲轴调质后的综合机械性能，又能避免弯曲变形超差及开裂的热处理方法。
本发明是通过以下技术措施实现的：
一种大功率发动机曲轴的热处理方法，其特征在于：包括以下步骤，
①淬火：将材质为42CrMoA的发动机曲轴放入加热炉内，加热至830-850℃，加热时间为2-3小时，保温2小时后，移入温度为20-55℃、浓度为10-13％的AQ251淬火液中，淬火时间为6-8min，淬火液的搅拌速度为0.5-1m/min；
②回火：将淬火后的发动机曲轴移入回火炉内，加热温度至640-660℃，加热时间2小时，保温3小时；
③冷却：回火后将发动机曲轴进行空气冷却；上述加热、淬火、回火和冷却时，发动机曲轴均垂直放置。
下面进行具体描述：
(1)设计一个与曲轴形状尺寸相匹配的专用工装，以保证曲轴在加热及冷却过程中垂直放置，防止或减少弯曲变形，并保证装卸曲轴安全、方便；该工装的大小根据加热设备的具体情况来设计，以达到每次尽可能多的装载曲轴。
(2)选用经济适用的加热炉—井式电阻炉，以保证专用工装及曲轴在淬火及回火加热过程中的垂直放置，均匀加热。
(3)根据曲轴综合机械性能及弯曲变形的要求，设计科学的工艺参数，选择合理的淬火介质(AQ251)、浓度范围、使用温度范围、搅拌速度，以保证曲轴淬火后获得足够的淬火硬度、硬化层深度，并能避免开裂及变形超差。
(4)设计与加热炉生产率相匹配的淬火槽及循环、冷却系统，以使流经曲轴表面的淬火介质有足够的流速，淬火介质温度控制在使用温度范围内，从而保证淬火介质具有适当的冷却能力。
(5)为了减少残余应力，结合专用42CrMoA的特点，回火后不采用水冷，而采用空冷。
(6)设计一个电控柜，以实现加热炉及淬火液循环、冷却的自动控制。
本发明的热处理方法，使发动机曲轴综合机械性能提高，避免了弯曲变形超差及开裂，具有操作方便、装备简单，经济实用、技术可靠、质量稳定等优点。
(四)具体实施方式
首先，将淬火介质AQ251按10-13％的浓度配制成淬火液。然后，操作者用行车或其它起吊工具将待处理的曲轴装到曲轴专用工装上，按其装载量装满后，吊入井式电阻炉(淬火用)中，加热温度为840℃，加热时间为2.5小时，保温时间为2小时。将保温好的发动机曲轴迅速移入盛有上述淬火液淬火槽中，淬火温度(指进入淬火液时的温度)为820-830℃，保持淬火液的温度为20-55℃，搅拌速度为0.5-1m/min。然后，冷却6-8min后，将其吊出并吊入井式电阻炉(回火用)中，加热温度为640-660℃，加热时间为2小时，保温时间为3小时。然后，将其吊出并放置到卸料处进行空冷。这样，一个曲轴调质的工艺过程就完成了。期间，控制柜对井式电阻炉及循环、冷却装置实行全面控制，尤其对冷却装置，淬火介质的温度只要高出规定的范围，冷却装置将自动启动；达到规定的范围时，即自动停止。
Claims (1)
1.一种大功率发动机曲轴的热处理方法，其特征在于：包括以下步骤，
①淬火：将材质为42CrMoA的发动机曲轴放入加热炉内，加热至830-850℃，加热时间为2-3小时，保温2小时后，移入温度为20-55℃、浓度为10-13％的AQ251淬火液中，淬火时间为6-8min，淬火液的搅拌速度为0.5-1m/min；
②回火：将淬火后的发动机曲轴移入回火炉内，加热温度至640-660℃，加热时间2小时，保温3小时；
③冷却：回火后将发动机曲轴进行空气冷却；上述加热、淬火、回火和冷却时，发动机曲轴均垂直放置。
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