[發(fā)明專利]一種高延展性合金曲軸及其熱處理工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610924087.0
• 申請日: 2016-10-29
• 公開（公告）號: CN108018479A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王定福
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州福潤達汽車配件有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C21D5/00;C21D9/30
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務(wù)所(普通合伙) 11362
• 代理人: 張梅

本發(fā)明公開了一種高延展性合金曲軸及其熱處理工藝，該曲軸以碳素結(jié)構(gòu)鋼為主原料，用高爐熔煉，在高爐熔煉過程中先加增碳劑再加硅鐵，合金球鐵曲軸的組成成分和含量按重量百分比計分別是：C：4.3?5.2%、Si：1.1?1.5%、V：0.1?0.3%、Mn：0.2?0.9%、Ni：0.05?0.25%、P≤0.04%、S≤0.03%、Cr≤0.03%、Cu：0.1?0.5%、Mg：0.01?0.05%、Ti≤0.03%，余量為Fe。本發(fā)明的曲軸具有優(yōu)異的綜合性能，可以達到良好的圓角滾壓強化效果，使疲勞彎矩大幅提升，且本發(fā)明工藝成熟，成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高延展性合金曲軸及其熱處理工藝，屬于金屬加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

眾所周知，曲軸是發(fā)動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩通過曲軸輸出并驅(qū)動發(fā)動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復(fù)慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉(zhuǎn)載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度，軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。傳統(tǒng)球墨鑄鐵曲軸與鋼軸相比具有易切削、潤滑效果好的特點，目前用于正火態(tài)曲軸最好的材料為球鐵900-2，曲軸本體抗拉強度≥900Mpa，延伸率≥2％，整體硬度低，在HB300以下。而等溫淬火球鐵ADI材料的金相組織為奧貝球鐵，抗拉強度≥900Mpa，延伸率≥2％，整體硬度在HB300以上，導(dǎo)致ADI曲軸加工困難且圓角滾壓效果不是十分理想，且成本比較高，因此用等溫淬火的方法生產(chǎn)高牌號球鐵曲軸的工藝在我國一直難以推廣。

但是，隨著柴油機不斷增壓強化以及向大功率發(fā)展，對曲軸本體的機械性能提出了更高的要求。即在抗拉強度高的基礎(chǔ)上延伸率也要提高。以便于曲軸的圓角滾壓生產(chǎn)，提高抗疲勞性，用來代替45#、42CrMoAl、48MnV、38MnSiV 等調(diào)質(zhì)鋼和非調(diào)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼曲軸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種高延展性合金曲軸及其熱處理工藝。本發(fā)明的曲軸具有優(yōu)異的綜合性能，可以達到良好的圓角滾壓強化效果，使疲勞彎矩大幅提升，且本發(fā)明工藝成熟，成本低廉。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種高延展性合金曲軸，以碳素結(jié)構(gòu)鋼為主原料，用高爐熔煉，在高爐熔煉過程中先加增碳劑再加硅鐵，合金球鐵曲軸的組成成分和含量按重量百分比計分別是：C：4.3-5.2%、 Si：1.1-1.5%、 V：0.1-0.3%、 Mn：0.2-0.9%、 Ni：0.05-0.25%、 P≤0.04%、 S≤0.03%、 Cr≤0.03%、 Cu：0.1-0.5%、 Mg：0.01-0.05%、 Ti≤0.03%，余量為Fe。

前述的高延展性合金曲軸，以碳素結(jié)構(gòu)鋼為主原料，用高爐熔煉，在高爐熔煉過程中先加增碳劑再加硅鐵，合金球鐵曲軸的組成成分和含量按重量百分比計分別是：C：4.5-5%、 Si：1.1-1.3%、 V：0.15-0.28%、 Mn：0.4-0.7%、 Ni：0.1-0.15%、 P≤0.03%、 S≤0.02%、Cr≤0.02%、 Cu：0.2-0.4%、 Mg：0.02-0.04%、 Ti≤0.02%，余量為Fe。

前述的高延展性合金曲軸，以碳素結(jié)構(gòu)鋼為主原料，用高爐熔煉，在高爐熔煉過程中先加增碳劑再加硅鐵，合金球鐵曲軸的組成成分和含量按重量百分比計分別是：C：4.8%、Si：1.2%、 V：0.22%、 Mn：0.5%、 Ni：0.12%、 P：0.02%、 S：0.01%、 Cr：0.01%、 Cu：0.3%、 Mg：0.03%、 Ti：0.02%，余量為Fe。

一種前述的高延展性合金曲軸的熱處理工藝，所述曲軸的奧氏體化處理溫度為830-890℃，保溫1-3小時，隨爐冷至780-860℃進行三相區(qū)處理，三相區(qū)處理的時間為2-4小時，出爐空冷。

前述的高延展性合金曲軸的熱處理工藝，所述曲軸的奧氏體化處理溫度為870℃，保溫2小時，隨爐冷至820℃進行三相區(qū)處理，三相區(qū)處理的時間為3小時，出爐空冷。

本發(fā)明的有益效果：