汽車發(fā)動(dòng)機(jī)熱處理工藝

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 淺析現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)基本零件的選材及熱處理工藝學(xué)號(hào)：28 姓名：葉培蓮摘要：發(fā)動(dòng)機(jī)是將自然界某種能量直接轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并拖動(dòng)某些機(jī)械進(jìn)行工作的機(jī)器。將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的發(fā)動(dòng)機(jī)，稱為熱力發(fā)動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱熱機(jī)）。其中的熱能是由燃料燃燒所產(chǎn)生的。內(nèi)燃機(jī)是熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的一種，其特點(diǎn)是液體和氣體燃料和空氣混合后直接輸入機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器能。另一種熱機(jī)是外燃機(jī)，如蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)等，其特點(diǎn)是燃料在機(jī)器外部燃燒以加熱水，產(chǎn)生高溫、高壓的水蒸氣，輸送至機(jī)器內(nèi)部，將所含的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力裝置。在現(xiàn)代汽車上廣泛應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)是往復(fù)活塞式汽油和柴油內(nèi)燃機(jī)，它一

2、般是由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)（僅用于汽油內(nèi)燃機(jī)）和起動(dòng)系統(tǒng)組成。一、 氣缸體的選材及熱處理工藝現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體組成主要由氣缸體、氣缸蓋、氣缸蓋襯墊以及油底殼組成。機(jī)體組是發(fā)動(dòng)機(jī)的支架，是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)主要零件的裝配基體。隨著現(xiàn)在社會(huì)對(duì)環(huán)境越來(lái)越重視，對(duì)汽車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)提出了更高要求。為了滿足這種要求，各主機(jī)廠加大了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)力度，現(xiàn)在大多數(shù)廠家都采用了多氣門電噴發(fā)動(dòng)機(jī)。缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件之一，隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的尺寸精度和力學(xué)性能要求越來(lái)越高，因此對(duì)缸體鑄件產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高的要求。燃料噴射到氣缸內(nèi)，

3、在氣缸內(nèi)壓縮燃燒（柴油機(jī)）或者點(diǎn)燃（汽油機(jī)），燃燒后有很大壓力，這個(gè)壓力可以推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，活塞運(yùn)動(dòng)給發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力來(lái)源。所以氣缸工作表面經(jīng)常與高溫、高壓的燃?xì)庀嘟佑|，且活塞在其中作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以必須耐高溫、耐磨損、耐腐蝕。為了滿足以上條件，常常采用優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵作為氣缸體的材料，氣缸的內(nèi)壁按2級(jí)精度并經(jīng)過(guò)珩磨加工，使其工作表面的表面粗糙度、形狀和尺寸精度都達(dá)到比較高的要求。為了提高氣缸表面的耐磨性，鋼鐵的材料一般是用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵，有時(shí)在灰鑄鐵中加入少量合金元素如鎳、鉬、鉻、磷等。但是，如果缸體材料全部用優(yōu)質(zhì)耐磨材料來(lái)制造，將造成材料上的浪費(fèi)。因?yàn)槌伺c活塞配合的汽缸體表面之外，其他各部分的耐磨

4、性要求并不高，所以近年來(lái)廣泛采用鑲?cè)霘怏w內(nèi)的氣缸套，形成氣缸工作表面。這樣，缸套可用耐磨性較好的合金鑄鐵或合金鋼制造，以延長(zhǎng)氣缸使用壽命，而缸體則可采用價(jià)格降低的普通鑄鐵或鋁合金等材料制造。灰鑄鐵是指在鐵液中加入一種物質(zhì)，以促進(jìn)外來(lái)晶核的形成或激發(fā)自身晶核的產(chǎn)生，增大晶核數(shù)量，是石墨的析出能在比較小的過(guò)冷度下開(kāi)始進(jìn)行。其結(jié)果是提高石墨析出的傾向，并得到均勻分布的細(xì)小的石墨，從而使鑄鐵具有良好的力學(xué)性能和加工性能。熱處理只能改變灰鑄鐵的基體組織，不能改變石墨的形態(tài)和分布，不能從根本上片狀石墨的有害作用，對(duì)提高灰鑄鐵整體力學(xué)性能作用不大。因此，灰鑄鐵熱處理的目的主要用來(lái)消除鑄件內(nèi)應(yīng)力、改善切削加工

5、性能和提高表面耐磨性等。消除內(nèi)應(yīng)力退火通常是將鑄件以60100的速度加熱到350450以上，保溫一段時(shí)間，使鑄件各部位和表里溫度均勻，殘余應(yīng)力在此溫度下得到松弛和穩(wěn)定化。然后以2040的冷卻速度緩冷至200左右出爐空冷，此時(shí)的鑄件內(nèi)應(yīng)力基本消除。退火在共析溫度以上進(jìn)行，使?jié)B透體分解成石墨，所以又稱高溫退火。正火通常把鑄件加熱到850900，若有游離滲碳體時(shí)應(yīng)加熱到900960。保溫時(shí)間根據(jù)加熱溫度、鑄鐵化學(xué)成分和鑄件大小而定，一般為1h3h。因需要提高硬度和耐磨性，可進(jìn)行表面淬火處理。通常采用高頻淬火法或中頻淬火法，把鑄件表面快速加熱到9001000，然后進(jìn)行噴火冷卻。其結(jié)果表面層獲得一層淬硬

6、質(zhì)，其組織為馬氏體+石墨，淬火后表面硬度可達(dá)50HRC55HRC。二、 氣缸蓋的選材及熱處理工藝氣缸蓋的主要作用是密封氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸一起形成燃燒室。同時(shí)，氣缸蓋也為其他零部件提供安裝位置。氣缸蓋的燃燒室一側(cè)直接受到高溫、高壓燃?xì)獾淖饔?。在承受熱?fù)荷時(shí)，由于形狀復(fù)雜，冷卻不均勻，各部分溫差大，特別是在進(jìn)、排氣門口之間，以及進(jìn)、排氣門口與汽油機(jī)的火花賽之間（或進(jìn)、排氣門口與柴油機(jī)的噴油器之間）的所謂“鼻梁區(qū)”，熱應(yīng)力很高，是容易出現(xiàn)裂紋損壞的部位；而氣缸蓋在機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷作用下產(chǎn)生的變形會(huì)導(dǎo)致進(jìn)、排氣門被破壞和氣缸蓋密封（氣封、水封、油封）被破壞，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和工作可

7、靠性。因此，要求氣缸蓋應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和高度，同時(shí)通過(guò)良好的冷卻，使溫度分布盡可能均勻。所以氣缸蓋的材料應(yīng)選用導(dǎo)熱性好、機(jī)械強(qiáng)度和熱強(qiáng)度高、鑄造性能好的材料，一般采用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成。有的汽油機(jī)氣缸蓋用鋁合金鑄造，因鋁的導(dǎo)熱性比鑄鐵好，有利于提高壓縮比。鋁合金缸蓋的缺點(diǎn)是剛度底，使用中容易變形。發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋形狀復(fù)雜，對(duì)于常見(jiàn)的水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，其氣缸蓋上由進(jìn)、排氣門座孔，氣門導(dǎo)管孔和進(jìn)、排氣通道，冷卻水套及其進(jìn)、出口，潤(rùn)滑油路及其進(jìn)、出口。鑄造鋁合金的金相組織比變形鋁合金的金相組織粗大，因而在熱處理時(shí)也有所不同。前者保溫時(shí)間長(zhǎng)，一般都在2h以上，而后者保溫時(shí)間短，只要幾十分鐘。因?yàn)榻饘傩丸T

8、件、低壓鑄造件、差壓鑄造件是在比較大的冷卻速度和壓力下結(jié)晶凝固的，其結(jié)晶組織比石膏型、砂型鑄造的鑄件細(xì)很多，故其在熱處理時(shí)的保溫也短很多。鑄造鋁合金與變形鋁合金的另一不同點(diǎn)是壁厚不均勻，有異形面或內(nèi)通道等復(fù)雜結(jié)構(gòu)外形，為保證熱處理時(shí)不變形或開(kāi)裂，有時(shí)還要設(shè)計(jì)專用夾具予以保護(hù)，并且淬火介質(zhì)的溫度也比變形鋁合金高，故一般多采用人工時(shí)效來(lái)縮短熱處理周期和提高鑄件的性能。 鋁合金鑄件熱處理的目的是提高力學(xué)性能和耐腐蝕性能，穩(wěn)定尺寸，改善切削加工和焊接等加工性能。因?yàn)樵S多鑄態(tài)鋁合金的機(jī)械性能不能滿足使用要求，除Al-Si系的ZL102，Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，其余的鑄造

9、鋁合金都要通過(guò)熱處理來(lái)進(jìn)一步提高鑄件的機(jī)械性能和其它使用性能，具體有以下幾個(gè)方面： 1）消除由于鑄件結(jié)構(gòu)（如璧厚不均勻、轉(zhuǎn)接處厚大）等原因使鑄件在結(jié)晶凝固時(shí)因冷卻速度不均勻所造成的內(nèi)應(yīng)力； 2）提高合金的機(jī)械強(qiáng)度和硬度，改善金相組織，保證合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能； 3）穩(wěn)定鑄件的組織和尺寸，防止和消除高溫相變而使體積發(fā)生變化； 4）消除晶間和成分偏析，使組織均勻化。 1）、退火處理 退火處理的作用是消除鑄件的鑄造應(yīng)力和機(jī)械加工引起的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定加工件的外形和尺寸，并使Al-Si系合金的部分Si結(jié)晶球狀化，改善合金的塑性。其工藝是：將鋁合金鑄件加熱到280-300，保溫2-3h，

10、隨爐冷卻到室溫，使固溶體慢慢發(fā)生分解，析出的第二質(zhì)點(diǎn)聚集，從而消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到穩(wěn)定尺寸、提高塑性、減少變形、翹曲的目的。 2）、淬火 淬火是把鋁合金鑄件加熱到較高的溫度（一般在接近于共晶體的熔點(diǎn)，多在500以上），保溫2h以上，使合金內(nèi)的可溶相充分溶解。然后，急速淬入60-100的水中，使鑄件急冷，使強(qiáng)化組元在合金中得到最大限度的溶解并固定保存到室溫。這種過(guò)程叫做淬火，也叫固溶處理或冷處理。 3）、時(shí)效處理 時(shí)效處理，又稱低溫回火，是把經(jīng)過(guò)淬火的鋁合金鑄件加熱到某個(gè)溫度，保溫一定時(shí)間出爐空冷直至室溫，使過(guò)飽和的固溶體分解，讓合金基體組織穩(wěn)定的工藝過(guò)程。 合金在時(shí)效處理過(guò)程中，隨溫度的上升

11、和時(shí)間的延長(zhǎng)，約經(jīng)過(guò)過(guò)飽和固溶體點(diǎn)陣內(nèi)原子的重新組合，生成溶質(zhì)原子富集區(qū)（稱為G-P區(qū)）和G-P區(qū)消失，第二相原子按一定規(guī)律偏聚并生成G-P區(qū)，之后生成亞穩(wěn)定的第二相（過(guò)渡相），大量的G-P區(qū)和少量的亞穩(wěn)定相結(jié)合以及亞穩(wěn)定相轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定相、第二相質(zhì)點(diǎn)聚集幾個(gè)階段。 時(shí)效處理又分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩大類。自然時(shí)效是指時(shí)效強(qiáng)化在室溫下進(jìn)行的時(shí)效。人工時(shí)效又分為不完全人工時(shí)效、完全人工時(shí)效、過(guò)時(shí)效3種。1）不完全人工時(shí)效：把鑄件加熱到150-170，保溫3-5h，以獲得較好抗拉強(qiáng)度、良好的塑性和韌性，但抗蝕性較低的熱處理工藝； 2）完全人工時(shí)效：把鑄件加熱到175-185，保溫5-24h，以獲得足夠

12、的抗拉強(qiáng)度（即最高的硬度）但延伸率較低的熱處理工藝； 3）過(guò)時(shí)效：把鑄件加熱到190-230，保溫4-9h，使強(qiáng)度有所下降，塑性有所提高，以獲得較好的抗應(yīng)力、抗腐蝕能力的工藝，也稱穩(wěn)定化回火。 4、循環(huán)處理 把鋁合金鑄件冷卻到零下某個(gè)溫度（如-50、-70、-195）并保溫一定時(shí)間，再把鑄件加熱到350以下，使合金中度固溶體點(diǎn)陣反復(fù)收縮和膨脹，并使各相的晶粒發(fā)生少量位移，以使這些固溶體結(jié)晶點(diǎn)陣內(nèi)的原子偏聚區(qū)和金屬間化合物的質(zhì)點(diǎn)處于更加穩(wěn)定的狀態(tài)，達(dá)到提高產(chǎn)品零件尺寸、體積更穩(wěn)定的目的。這種反復(fù)加熱冷卻的熱處理工藝叫循環(huán)處理。這種處理適合使用中要求很精密、尺寸很穩(wěn)定的零件（如檢測(cè)儀器上的一些零件

13、）。一般鑄件均不作這種處理。 三、活塞的選材及熱處理工藝汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中活塞的主要作用是承受氣缸中的氣體壓力，并將此力通過(guò)活塞銷傳給連桿，以推動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)?；钊敳窟€與氣缸蓋，氣缸壁共同組成燃燒室。由于活塞頂部直接與高溫燃?xì)庵芷谛越佑|，燃?xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_(dá)2500K以上，因此活塞的溫度也很高，如活塞頂部的溫度可達(dá)600700K。高溫一方面使活塞材料的機(jī)械強(qiáng)度顯著下降，另一方面會(huì)使活塞的熱膨脹量增大，容易破壞活塞及其相關(guān)零件的配合。活塞在行程運(yùn)動(dòng)時(shí)，其頂部承受著燃?xì)鈳_擊性的高壓力。對(duì)于汽油機(jī)活塞，瞬時(shí)壓力最大值可達(dá)3-6MPa。對(duì)于柴油機(jī)活塞，其最大值可達(dá)69MPa，采用增壓時(shí)最大值可達(dá)1315MPa

14、。高壓導(dǎo)致活塞的側(cè)壓力大，加速活塞外表面的磨損，也容易引起活塞變形?；钊跉飧字凶髯兯龠\(yùn)動(dòng)，氣平均速度可達(dá)1014m/s。這樣的高速會(huì)產(chǎn)生很大的慣性力，它將使曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各零件和軸承承受附加的載荷?；钊惺艿臍鈮毫蛻T性力是周期性變化的，因此活塞的各部分會(huì)受到交變的拉伸、壓縮和彎曲載荷；并且由于活塞各部分的溫度極不均勻，活塞內(nèi)部將產(chǎn)生一定的熱壓力。從活塞的工作條件可以看出，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)的良好運(yùn)動(dòng)特性，對(duì)活塞合金材料性能有如下要求：密度小，熱膨脹系數(shù)小，好的耐磨性，好的力學(xué)性能，好的熱傳導(dǎo)性及好的加工性能。為此，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)目前采用的活塞材料是鋁合金，在個(gè)別汽車柴油機(jī)上的活塞采用高級(jí)鑄鐵或耐熱鋼

15、制造。鋁的密度約為鑄鐵的1/3，這樣采用鋁作為活塞用合金的基本材料，在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)可使慣性力盡可能小。同時(shí)活塞用鋁合金的導(dǎo)熱性約為鑄鐵的3倍，這樣高的導(dǎo)熱能力可將高熱負(fù)荷區(qū)的熱量很快傳遞給冷卻液及氣缸和曲柄連桿等，因此使得熔點(diǎn)600的鋁合金能在與峰值溫度高達(dá)20002500K的高溫燃?xì)庀嘟佑|的情況下仍能正常工作。但是鋁合金在溫度升高時(shí)，強(qiáng)度和硬度下降較快。為了克服這一缺點(diǎn)，一般要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工或熱處理上采用各種措施加以彌補(bǔ)。四、 曲軸的選材及熱處理工藝曲軸的作用是承接連桿傳來(lái)的力，并由此造成繞其本身軸線的力矩，并對(duì)外輸出轉(zhuǎn)矩。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力、周期性變化的氣體壓

16、力和往復(fù)慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲與扭轉(zhuǎn)載荷。為了保證工作可靠，要求曲軸具有足夠的剛度和強(qiáng)度，各工作表面要耐磨而且潤(rùn)滑良好。曲軸主要由三部分組成，曲軸的前端或稱自由端，若干個(gè)由曲柄銷、它左右兩端的曲柄和前后兩個(gè)主軸頸組成的曲拐，曲軸的后端或稱功率輸出端。按照曲軸的主軸頸數(shù)，可以將曲軸分為全支撐曲軸和非全支撐曲軸兩種。在相鄰的兩個(gè)曲拐之間，都設(shè)置一個(gè)主軸頸的曲軸，稱為全支撐曲軸；否則稱為非全支撐曲軸。 曲軸要求用強(qiáng)度、沖擊韌性和耐磨性都比較好的材料制造，一般采用中碳鋼或中碳合金鋼模鍛。為了提高曲軸的耐磨性，其主軸頸和曲柄銷表面上均需要高頻淬火或滲氮，在經(jīng)過(guò)精磨，以達(dá)到高精度和較小的表面粗糙

17、度值。在一些變化強(qiáng)度不高的發(fā)動(dòng)機(jī)上，還采用高強(qiáng)度的稀土球墨鑄鐵鑄造曲軸。 曲軸的熱處理經(jīng)過(guò)調(diào)制（淬火+高溫回火）矯直清理檢驗(yàn)粗加工去應(yīng)力退火精加工表面熱處理（高頻淬火+低溫回火）矯直磨削檢驗(yàn)。材料預(yù)備熱處理 HBS 最終 熱處理 淬硬層深度 HRC 35 CrMo 調(diào)制 216269 高頻淬火+低溫回火 淬火溫度：由于35CrMo是亞共析鋼，所以淬火溫度取AC3+30 50,所以可確定出材料的淬火溫度應(yīng)為850較合適。其保溫時(shí)間可由經(jīng)驗(yàn)公式t（1.2淬火介質(zhì)：油淬 回火溫度：560 保溫時(shí)間: 1h 回火介質(zhì)：油 加熱設(shè)備：箱式電阻爐 試樣經(jīng)淬火（未回火）后可以看出其顯微組織為板條馬氏體。硬度

18、測(cè)得在5153HRC之間，且硬度分布均勻。淬火時(shí)，冷卻介質(zhì)選用油淬。這是因?yàn)橛屠淅渌僭?00350時(shí)最快，其下比較慢。這種冷卻特性是比較理想的，因而正好使鋼的過(guò)冷奧氏體組織在最不穩(wěn)定的區(qū)域有最快的冷速，如此，可獲得最大的淬硬層深度；而在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)有最小的冷卻速度，可使組織應(yīng)力減至最小，故減小了變形開(kāi)裂傾向，有利于后續(xù)加工及處理。 由于淬火后獲得的馬氏體組織不夠穩(wěn)定，因此，需要高溫回火獲得穩(wěn)定的組織，回火索氏體。如圖(5)可以看出調(diào)制后獲得索氏體晶粒均勻細(xì)密，具有良好的硬度與韌性，其硬度值在32HRC左右，且硬度值分布均勻，符合曲軸的技術(shù)要求。 由于隨回火溫度的升高，馬氏體的塑性韌性上升，強(qiáng)度

19、硬度下降，因而，調(diào)質(zhì)獲得的組織具有良好的綜合性能，使強(qiáng)度、塑性、韌性得到了良好的配合，且改善了材料的機(jī)械加工性能，并為后續(xù)的熱處理及加工做了組織上的準(zhǔn)備。 在熱處理、切削加工和其他工藝過(guò)程中，制品可能產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。多數(shù)情況下，在工藝過(guò)程結(jié)束后，金屬內(nèi)部將保留一部分殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力可導(dǎo)致工件破裂、變形或尺寸變化，殘余應(yīng)力也提高金屬化學(xué)活性，在殘余拉應(yīng)力作用下特別容易造成晶間腐蝕破裂。因此，殘余應(yīng)力將影響材料的使用性能或?qū)е鹿ぜ^(guò)早失效。所以需要去應(yīng)力退火來(lái)消除之前加工過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。 進(jìn)行去應(yīng)力退火時(shí)，金屬在一定溫度作用下通過(guò)內(nèi)部局部塑性變形(當(dāng)應(yīng)力超過(guò)該溫度下材料的屈服強(qiáng)度時(shí))或局部的弛

20、豫過(guò)程(當(dāng)應(yīng)力小于該溫度下材料的屈服強(qiáng)度時(shí))使殘余應(yīng)力松弛而達(dá)到消除的目的。在去應(yīng)力退火時(shí)，工件一般緩慢加熱至較低溫度(一般小于回火溫度20)，保溫一段時(shí)間后，緩慢冷卻，以防止產(chǎn)生新的殘余應(yīng)力。曲軸進(jìn)行表面熱處理， 目的在工件表面一定深度內(nèi)獲得馬氏體組織，而其心部仍保持著表面淬火前的組織狀態(tài)，以獲得表面層硬而耐磨，心部又有足夠塑性、韌性的工件。 加熱設(shè)備:GP25A高頻淬火爐 淬火溫度：860930 （普通淬火溫度+30200） 冷卻介質(zhì)：水冷 回火溫度：160 保溫時(shí)間1.5 回火介質(zhì)：水 經(jīng)過(guò)高頻淬火以后，表面得到的并不是所需要的針狀馬氏體，而是粗大的組織。其原因是高頻淬火時(shí)加熱時(shí)間太長(zhǎng)而

21、引起的。這種粗大的組織硬度比細(xì)馬氏體降低很多。因此是不希望獲得的組織，在加熱時(shí)一定要嚴(yán)格控制溫加熱溫度范圍和加熱時(shí)間。試樣心部依然保持原來(lái)的組織不變，為顆粒大小均勻綜合性能良好的回火索氏體。 其表層為針狀馬氏體，而心部則保存了原始的組織與性能。 調(diào)質(zhì)態(tài)的35CrMo雖然具有良好的綜合性能，但是曲軸的表面要求有良好的耐磨性，調(diào)制態(tài)的硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此需要進(jìn)行高頻淬火來(lái)增加表面硬度及其耐磨性。由于高頻淬火時(shí)，奧氏體成分不均勻，奧氏體晶粒得到了細(xì)化，且有殘余壓應(yīng)力的存在，所以一般高頻淬火或的硬度比普通加熱淬火硬度高 23個(gè)洛氏硬度單位，其抗疲勞性能和耐磨性都得到了顯著的提高。 本次實(shí)驗(yàn)35CrMo在

22、高頻淬火后表層硬度值達(dá)到5355HRC之間，硬度在表層分布均勻。 高頻淬火后，為了降低殘余應(yīng)力和鋼的脆性，而又不至于降低硬度，因此需要進(jìn)行低溫回火。回火溫度取160，保溫1.5小時(shí)。 通過(guò)選用35CrMo鋼作為曲軸的材料，并且通過(guò)合適的熱處理工藝，調(diào)質(zhì)工藝可獲得良好的綜合機(jī)械性能，滿足曲軸的強(qiáng)度，循環(huán)任性等，但是表面的耐磨性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠要求，因此需要通過(guò)高頻淬火來(lái)增加其表面的硬度與耐磨性。在淬火介質(zhì)的選擇上，選用油淬，因?yàn)橛屠漭^水冷冷速小，可以減小變形開(kāi)裂同時(shí)又減小了殘余應(yīng)力。加熱保溫時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制，避免在調(diào)質(zhì)回火時(shí)保溫時(shí)間過(guò)短所引起的硬度過(guò)高，同時(shí)避免保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起晶粒粗大。在高頻淬火之后進(jìn)行

23、回火 13 時(shí)，回火溫度應(yīng)比普通淬火的回火溫度低，以避免表面淬火后硬度的下降。五、 連桿的選材及熱處理工藝連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳力部件之一，其大小經(jīng)活塞銷與活塞連接，大頭與曲軸頸相連接，燃燒室中受壓縮的油氣混合氣體經(jīng)點(diǎn)火燃燒后急劇膨脹，以很大的力傳給曲軸，推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。連桿部件一般有連桿體、連桿蓋和螺栓等所組成。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，連桿要承受膨脹氣體的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的重量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)

24、盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動(dòng)機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設(shè)置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對(duì)稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運(yùn)等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔(或油槽)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，把氣缸體下部的潤(rùn)滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤(rùn)滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來(lái)，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)

25、力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。連桿一般采用中碳鋼或合金鋼經(jīng)模鍛或錕鍛而成，然后在進(jìn)行機(jī)械加工和熱處理。連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳力部件之一，其大小經(jīng)活塞銷與活塞連接，大頭與曲軸頸相連接，燃燒室中受壓縮的油氣混合氣體經(jīng)點(diǎn)火燃燒后急劇膨脹，以很大的力傳給曲軸，推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。連桿部件一般有連桿體、連桿蓋和螺栓等所組成。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，連桿要承受膨脹氣體的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的重量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動(dòng)機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設(shè)置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。