曲轴是发动机的主要旋转机件,它负责将活塞的上下往复运动转变为自身的圆周运动。曲轴受力大且复杂,同时曲轴又是高速旋转件,因此要求具有足够的刚度、强度和平衡度,具有良好的承受冲击载荷的能力,耐磨损和润滑良好。本文通过分析42CrMoH合金钢曲轴原材料化学成分、实物尺寸及技术要求,优化改进热处理方式及摆放,实物取样后具有良好的综合性能,成功开发出最优工艺并达到最小变形量,满足了客户的技术要求。
表1 42CrMoH曲轴化学成分含量(%)
图1 42CrMoH曲轴示意图
引言
42CrMoH发动机曲轴是我公司为韩国农用货车市场开发的一种汽油发动机四拐曲轴,年需求量达万余件,是我公司主打产品之一,曲轴外形如图1所示。原材料棒料下料后经锻造、热处理后进行实物解剖,检验曲轴本体的机械性能、金相组织、淬硬层深度等,看是否满足客户需求。
原材料及产品技术要求
原材料
材质为42CrMoH,原材料为符合GB/T 5216-2014《保证淬透性结构钢》要求的热加工用表面磨光料,化学成分要求及实测含量,见表1。
钢的非金属夹杂物,按GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物显微评定方法》的JK标准评级图评定,具体要求及实测,见表2。
钢的低倍组织要求应符合GB/T 3077-2015《合金结构钢》的规定,其中钢的中心疏松、一般疏松、偏析均不大于2.5级,按GB/T 1979-2001《结构钢低倍组织缺陷评级图》评级,具体要求及实测含量,见表3。
钢中晶粒度应在GB/T 6394-2017《金属平均晶粒度测定方法》规定的系列图片Ⅰ的6~10级,实测含量达到6.5级。GB/T 13299-1991《钢的显微组织检验方法》中规定的带状组织不大于2级,实测含量达到1级。
产品技术要求
⑴热处理达到的技术要求:曲轴要求调质态交货,实物取样达到的技术要求见表4。
⑵其中拉伸试验以及冲击试验均为两组,淬透层深度通过曲轴指定部位的硬度梯度进行反映,相关试验的取样位置要求如图2所示。
表2 42CrMoH曲轴非金属夹杂物
表3 42CrMoH曲轴低倍组织