蓝擎WP12柴油机曲轴的强化工艺研究

论文摘要

近年来,我国汽车产业飞速发展,特别是重卡市场增长显著,品种不断增加,大马力、低排放是重卡发展趋势。发动机是汽车的心脏,而曲轴是发动机中的重要零件之一,是发动机的脊柱,是承受冲击载荷、传递动力的关键零件。它不仅影响着发动机的整机质量,而且在很大程度上影响着发动机的可靠性和使用寿命,因此曲轴需要有较高的抗拉强度、刚度、疲劳强度、表面强度和耐磨性,同时心部还要有一定的韧性。曲轴的性能除与材质有关外,还取决于热处理及表面强化工艺、加工精度和表面粗糙度等。本文研究了气体软氮化、表面加热感应淬火等机理。从分折曲轴的失效模式开始,研究渗氮层的形成机理、感应加热的相变特点,通过调整试验中的相关参数从而达到强化金属表面的作用。文中针对潍柴欧三蓝擎WP12柴油机曲轴(42CrMo材料),采用两种不同表面强化工艺强化曲轴表面,进行曲轴疲劳试验,通过对试验数据研究分析,比较两种不同强化工艺方式是否满足产品图纸设计要求,从而论证两种强化工艺为气体软氮化、中频圆角感应淬火的表面强化效果,推进潍柴曲轴强化工艺革新。通过试验对比,两种强化工艺均能达到WP12柴油机曲轴的疲劳强度要求,但满足的程度不同:中频圆角感应淬火方法较好,气体软氮化方法次之。采用中频圆角感应淬火强化的WP12曲轴是安全可行的,工艺保证能力强,完全能够满足蓝擎WP12柴油机的使用要求,相关研究工作在企业的生产实际中得到应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 曲轴强化工艺的发展
• 1.2 几种曲轴强化工艺
• 1.2.1 气体软氮化处理工艺
• 1.2.2 表面感应淬火工艺
• 1.2.3 圆角滚压加工的工艺
• 1.3 课题的提出
• 第二章 曲轴强化工艺理论基础
• 2.1 曲轴失效分析
• 2.2 气体软氮化
• 2.2.1 气体软氮化的基本过程
• 2.2.2 Fe-N 相图
• 2.2.3 氮化影响因素分析
• 2.2.4 氮化处理特点
• 2.3 表面感应淬火
• 2.3.1 钢淬火的基本原理
• 2.3.2 感应加热
• 2.3.3 钢件感应加热时的相变特点
• 2.3.4 感应淬火工艺
• 2.3.5 感应加热表面淬火的特点
• 第三章 潍柴高速机曲轴氮化工艺及强度疲劳试验
• 3.1 45#钢曲轴氮化工艺
• 3.2 42CrMo 曲轴氮化工艺
• 第四章 WP12 曲轴强化工艺及强度疲劳试验
• 4.1 氮化强化工艺验证
• 4.2 圆角感应淬火工艺验证
• 4.3 工艺对比分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢