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如题
典型零件的热处理工艺设计案例(2)
连杆的热处理工艺设计
1. 连杆的热处理工艺分析
(1)连杆的失效分析
1)因长期使用在高应力区(杆身中间、小头与杆身的过渡区、大头与杆身的过渡区)产生疲劳裂纹,进一步拓展后断裂。
2)常因原材料缺陷、锻造折叠及隐藏的淬火裂纹等导致连杆断裂。
(2)连杆主要性能要求 为了适应连杆工作时能够承受交变的拉-压应力和弯曲应力需要,在JB/NQ64.1《内燃机连杆产品质量分等标准》中规定,连杆热处理后抗拉强度σb≥735Mp;屈服强度σs≥539Mp;冲击韧性αk≥58.8J/cm2。连杆调质后应进行强化喷丸处理,使其表面呈压应力状态,以增强表面抗疲劳性能。
(3)连杆选材要点 制造连杆的材料,目前有两大类:钢质材料(调质钢和非调质钢);铸铁材料(球墨铸铁和可锻铸铁)等。
球墨铸铁和可锻铸铁因其切削加工性能优良,在交变载荷作用下的疲劳极限与一般碳钢相近,且成本较低,则在少数机型中得到应用。
用非调质钢制造曲轴,与调质钢相比具有简化工艺、提高材料利用率、改善连杆质量、节约能耗和降低成本等优点。改革开放以来,我国在非调质钢研制和应用方面取得了一定成果,并逐渐在连杆和曲轴等零件上推广应用。
(4)连杆的热处理方法 连杆的热处理一般为调质处理和喷丸强化。非调质钢制连杆可通过控制锻后冷却速度来获得预期组织和性能。
2. 典型连杆的热处理工艺设计
以轿车和小型拖拉机连杆为例,对其进行热处理工艺设计。
(1)材料选择 轿车和小型拖拉机连杆常用45、40Cr和45Mn2钢制造。
(2)热处理工艺设计 连杆的调质处理既是其预备热处理,也是其最终热处理。目前有些企业用锻后余热淬火回火代替调质,取得较好效果,既简化工艺节能,又切削工艺性好,还提高力学性能。表4-3所示为轿车和小型拖拉机连杆的调质处理工艺。
(3)调质质量全面合格后转入喷丸强化(从略)。
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