CN1540004A - 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

一种大功率发动机曲轴的热处理方法
(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,包括以下步骤,
①淬火: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;
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℃,保温3小时;
③冷却:回火后将发动机曲轴进行空气冷却。
上述热处理方法中,所述的淬火液为10-13%的淬火介质AQ251。
上述热处理方法中,曲轴淬火时加热时间为2-3小时,回火时加热时间为2小时。
上述热处理方法,为了使流经曲轴表面的淬火介质有足够的流速,淬火液的搅拌速度为0.5-1m/min。
(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 (4)

1.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;
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℃,保温3小时;
③冷却:回火后将发动机曲轴进行空气冷却。
2.根据权利要求1所述的热处理方法,其特征在于:所述的淬火液为10-13%的淬火介质AQ251。
3.根据权利要求1或2所述的热处理方法,其特征在于:曲轴淬火时加热时间为2-3小时,回火时加热时间为2小时。
4.根据权利要求1或2所述的热处理方法,其特征在于:淬火液的搅拌速度为0.5-1m/min。
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