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曲轴的表面强化技术

作者:admin 发布日期:2019-09-18 关注次数: 二维码分享

①曲轴的热处理形式较多,根据其服役特点与失效的方式来看,在材料的选择上应考虑到具体的服役条件与技术要求来确定,铸铁和钢均可作为曲轴的材料,但其热处理方法与手段是有一定区别的,即正火、淬火、表面处理和表面强化技术。


②需要注意的是,曲轴上油孔与轴径表面的交接处的孔壁很薄,淬火加热时此处升温速度快、温度高,而冷却时降温速度快,因此会产生油孔裂纹。故在感应器的有效圈上镶入硅钢片导磁体,则可有效防止曲轴油孔C形淬火裂纹的产生,其原因为:a.由于硅钢片导磁体有很高的磁导率,把穿过油孔及其附近区域的磁力线引出来,从而减少该处感应电流的密度,明显降低其周围加热温度,故可减少或消除淬火裂纹的产生;b.在有效圈内侧铣成的长形坑内镶嵌导磁体,等于增加油孔附近的间隙,因此降低了油孔的加热温度;c.由于镶嵌导磁体的位置没有喷水孔,因此改善油孔周围的冷却条件,等于起到堵塞喷水孔的作用,达到减少或消除淬火裂纹的效果。


③除上述措施外,防止出现淬火开裂的方法还有严格控制硬化层深度,在孔洞中打入铜塞、堵塞喷水孔,降低加热的比功率,减缓加热速度,提高传热效果,提高油孔(洞)周围的温度的均匀性和提高自行回火温度等,都会收到很好的效果。


④曲轴在热处理后的磨削过程中,由于进行高速磨削出现磨削裂纹,有时出现龟裂、裂纹局部凸出表面和鼓起等,甚至有薄片的剥落,见图:曲轴轴径上的磨削裂纹,在图中可以看出有明显的白亮层、黑的托氏体和感应淬火组织。资料介绍,磨削裂纹产生的过程实际上是淬火的过程,高速磨削的砂轮与工件接触处温度可达1000℃左右,而磨削过程中不断地向砂轮和工件喷射冷却溶液,其目的是对砂轮和工件降温、在磨削过程中加以润滑、冲洗砂轮,防止出现砂轮微孔被磨粒等弥漫。但随之而来的问题是工件的局部表面会因砂轮温度的升高,达到淬火加热温度,被冷却介质喷射后实现了淬火处理。因此对感应淬火处理的工件,应严格执行磨削加工的技术要求,把磨削加工量控制在合理的范围内,确保砂轮表面的温度低于工艺要求,避免处理磨削裂纹质量问题的出现,确保曲轴的产品质量。


曲轴轴径上的磨削裂纹

图:曲轴轴径上的磨削裂纹


⑤关于曲轴表面裂纹的检查,通常采用磁力-荧光探伤方法进行,在暗室内用大电流直流电来磁化曲轴,裂纹处漏磁与磁粉相互作用,使磁力线发生变形,逸出工件的表面形成磁极并形成可检测的漏磁场,在工件的表面喷洒荧光磁粉或浇磁悬浮液,磁粉便会吸附在裂纹处,显示出裂纹的位置、形状和大小等。用紫外线灯照射,此时曲轴呈浅色,而裂纹处为黑色,如检查纵向裂纹则采用小电流进行探伤,该方法仅局限于检测表面和近表面处的裂纹。另外,采用超声波、X射线和涡流检测等方法,同样可以实现对表面和内部裂纹的全面检测,甚至可以明显区分晶粒度的大小,为热处理的产品质量问题提供鉴定和区别的依据。


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