曲轴感应淬火开裂是热处理的常见现象,其实质是内应力作用下的脆性断裂。在曲轴上,安装平衡块的螺纹孔、轮端密封带端面、错拐曲轴连杆颈是容易感应淬火开裂的地方。
1.平衡块螺纹孔
曲轴平衡块螺栓孔和连杆颈上死点都属于尺寸薄弱区域,蓄热量小,过热是造成淬裂的主要原因。连杆颈上死点两侧为机加面,另一侧为锻造面,锻造面存在脱碳层,淬火时两侧相变量失衡是导致裂纹产生的次要原因。
预防措施:
1)解决冷、热加工衔接问题,把平衡块螺栓孔安排在热处理之后加工。
2)优化热处理参数,减少热影响区域,以防热处理后平衡块螺栓孔加工困难。
3)打磨除去锻造面脱碳层。
4)修钝全部锐角,减少应力集中。
2.飞轮端密封带端面
对宽齿轮实施淬火时由于热传导致使已经淬火过的密封带部位进行二次淬火,使内应力增加,是形成裂纹的主要原因。
预防措施:
1)为克服淬硬区分布不当问题,将感应由原来的双圈改为单圈,减少了应力集中。
2)在宽齿轮淬火时端面的螺纹孔用浸水石棉绳塞实或装上工艺螺栓吸热并传导热量,力争受热均匀,以减少对密封带的热影响。
3.错拐连杆颈
目前的工艺水平采用连杆颈两侧分别淬火的方式来达到设计的淬硬层要求导致。
预防措施:
1)连杆颈感应加热时,采取特殊工艺装置,用来防止已淬火的另一侧退火,并且可以 防止中间曲柄颈及上死点过热淬裂。
2)提高水基泮火介质浓度,最高时达15%。后来随着工艺的不断完善,淬火介质趋于正常水平。
3)淬火并空气预冷5~8s。
综上而言,优化热处理工艺、优化机械加工工艺和完善冷热加工衔接是解决淬火裂纹的主要途径。