曲軸的選材

2022-11-29 07:12:04 字數 708 閱讀 9211

曲軸的工作環境非常惡劣,對曲軸的剛度、強度、抗拉強度、疲勞強度、耐磨性等都提出了非常高的要求,在實際生產中,對曲軸重量、體積和壽命也要求很高,儘管可以通過工藝研究提高一定的機械效能,但是最終的決定因素還是選材。曲軸材料的選用原則主要表現在質量的穩定性、應用表面強化工藝的可能性、加工工藝的可行性、輕量化設計要求和經濟環保等方面。在確保曲軸具有足夠強度的前提下,盡可能使用一般材料,達到最大限度降低成本的目的,在實際生產中,常見的是以鐵代剛,以鑄代鍛。

表2.2-1曲軸材料及效能指標引數對照

曲軸常見的材料一般分為兩類,一類是球墨鑄鐵,一類是鍛鋼。球墨鑄鐵的切削效能良好,易於成型,可以進行各種熱處理和表面強化處理提高曲軸的抗疲勞強度、硬度和耐磨性,材料成本低廉。鍛鋼的強度和硬度更高,衝擊韌性和延伸率較高,鑄造質量較球墨鑄鐵穩定,且適合氮化等表面強化處理,但是生產成本相對較高,因此在實際應用中球墨鑄鐵更為廣泛,在中高速的柴油機中,一般採用鍛鋼曲軸。

另外,在曲軸的材料創新方面近年來出現了四種新型材料,等溫淬火球墨鑄鐵和非調質鋼兩種已經在實際生產開始應用,奧氏體等溫淬火球狀石墨鋼和新型鋁合金複合材料兩種更新的材料則是其未來材料發展的乙個方向。

表2.2-2球墨鑄鐵的機械效能對照表

在現實生產中,4d型曲軸的材料選用為精選42crmo鋼,相對於球墨鑄鐵,它具有比較高的強度和比較好的切削加工效能,在經過適當的熱處理以後就可以獲得一定的塑性、韌性和耐磨性,材料**也很方便,適合在4d型曲軸的量化生產中可以實現成本和效能的統一。

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