汽车发动机曲轴的热处理工艺设计
●摘要
·分析了曲轴的失效形式，提出对于大功率高速柴油机，选择合适的材料和适宜的表面强化方法是提高曲轴性能的关键。通过对12缸、四冲程、水冷高速大功率柴油机曲轴材质及调质后各项性能指标的分析，可知通过选用优质合金结构钢40Cr，加合适的热处理工艺，可以最大限度地提高高速大功率柴油机曲轴性能。
·关键字：发动机；曲轴；选材；热处理工艺
目录
1.绪论 (3)
2.曲轴服役条件和性能指标 (3)
2.1 服役条件 (3)
2.2 技术要求 (4)
2.2.1 调质技术要求 (4)
2.2.2 渗氮技术要求 (4)
3.原材料状态和加工工序 (4)
3.1材料原始状态 (4)
3.1.1材料 (4)
3.1.2 锻造工艺 (5)
3.2 加工工序 (5)
4.热处理工艺 (5)
4.1 调质工艺 (5)
4.2 去应力回火工艺 (5)
5. 选材用材分析 (6)
6. 结论 (10)
1.绪论
发动机是汽车的“心脏”，而曲轴是发动机的关键部位。现代化的发动机对曲轴毛坯提出了有6拐、呈120°分布、带12个整体平衡块的要求。在机型改造的过程中，首先遇到的问题就是曲轴强度不足，一般是通过加粗轴颈、优选材质和表面强化等方法来增大曲轴强度，从而满足功率提高的要求。加粗轴颈在生产实践中受到各方面条件的限制，应用范围较窄，所以选择合适的材料和适宜的表面强化方法是解决曲轴强度的主要途径。曲轴在工作中承受交变载荷，圆角过渡处属于薄弱环节，主轴颈和连杆颈的过渡处更为严重。如果机械加工不当，润滑保养不好或柴油机运行受力不当，圆角部位的附加应力超过了界限值，就会在此部位产生疲劳源，逐渐扩展形成裂纹，最终发生疲劳断裂。所以曲轴表面强化处理主要是通过对曲轴圆角的强化来提高曲轴的疲劳强度[1]。曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率，承受着强大的、方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。
2.曲轴服役条件和性能指标
2.1 服役条件
曲轴工作过程中，往复的惯性力和离心力使之承受很大的弯曲和扭转应力，轴颈表面容易磨损。疲劳断裂是曲轴的主要破坏形式，
裂纹源多发生在轴颈与曲臂的过渡圆角处。除曲轴的材质、加工因素外，如果由于工作条件( 温度、环境介质、负荷特性) 的变化，特别是曲轴在工作运转中所受的弯曲应力或扭转应力超出了损坏界（真实应力> σ-1, τ-1），在圆角过渡处的薄弱部位就会出现裂纹而发展为弯曲疲劳断裂或扭转疲劳断裂。
2.2 技术要求
2.2.1 调质技术要求
调质曲轴试样硬度及机械性能。
硬度： 290～330HB
机械性能：σb≥1000Mpa σs≥800Mpa
δ≥12% ψ≥45%
AK u≥45J（u型缺口）
2.2.2 渗氮技术要求
表面硬度：≥550HV
渗氮层深度：0.25～0.40mm3.原材料状态和加工工序
3.1材料原始状态
3.1.1材料
选用的材料是40Cr，其化学成份如表1所示
表 1 40Cr钢化学成分（%）
3.1.2 锻造工艺
分段加热，弯曲镦锻成型。锻后正火：880℃，高温回火：650℃。
3.2 加工工序
弯曲镦锻——正火——高温回火——粗车主轴颈、连杆轴颈及外圆端面——调质——精车主轴颈、连杆轴颈及开档——去应力回火——精车、半精磨主轴颈、连杆轴颈及开档——时效——半精磨、精磨主轴颈、连杆轴颈及钻铰直油孔、斜油孔渗氮抛光。
4.热处理工艺
4.1 调质工艺
淬火温度：830℃，保温时间：10分钟；
淬火介质：油
回火温度：560℃，保温时间：1～2h，冷却介质：水。
4.2 去应力回火工艺
稳定回火：温度540℃，保温时间1～1.5h；
低温时效：温度250℃，保温时间1～1.5h。
5. 选材用材分析
曲轴选用φ 10 棒材，选取端面较为平整的一面观察其金相组织，显微组织为粒状珠光体加少量铁素体，组织均匀，晶粒细小，晶粒度7～8 级，如图所示。40Cr 材料锻造成型为曲轴毛坯后，为克服因锻造加热引起晶粒长大和不均匀性问题，利用正火处理消除锻造时产生的应力。因为40Cr 材料属于珠光体- 马氏体类钢，正火后再高温回火软化处理，可以给随后的机械加工和调质处理打下了良好的基础。实验表明，电渣重熔钢能使非金属夹杂物和有害元素含量大大降低，尤其是P、S 有害元素由电炉钢的0.03% 和0.03%，分别降低至0.005% 和0.002%。同时可使其化学成分均匀、纯洁度高、晶粒细小、组织致密，横向力学性能显著改善，基本上消除了横向性能大大低于纵向性能的弊端，使各方向性能基本一致，避免早期横向断裂。由上可知电渣重熔钢力学性能明显高于电炉钢。
图1
如上图所示为40Cr钢的原始组织金相，可看出显微组织不是很均匀，并且晶粒较为粗大，此时的40Cr钢的综合性能完全不适合制作曲轴，需要通过一定的热处理来改善其内部组织，即需要进行预备热处理，来细化晶粒，改善组织性能，根据已学知识，并且翻阅相关书籍，我选择使用正火这一热处理工艺来作为40Cr钢的预备热处理工艺，同时根据试样大小（φ10）通过公式计算来确定正火时间为7分钟，根据40Cr的基本性质（Ac3的温度）确定了正火的温度为880℃，来改善其晶粒大小，使得晶粒细化以便得到更好的切削性能并未淬火做组织
准备正火后的组织金相如下图所示
图2
正火后组织变成了片状P和片状渗碳体，此时的钢的切削性能较好，硬度较低，便于切削加工。硬度在28HRC左右，由于作为曲轴要有一定的硬度与耐磨性，而此时的40Cr不满足要求，因此要进行更进一步的操作，即进行最终热处理，通过查阅有关资料，并结合所学知识，我选用调质处理+表面高温淬火来作为40Cr钢的最终热处理工艺。使用淬火来提高钢的硬度，根据试样尺寸，确定淬火时间为10分钟，温度为830℃，由于40Cr钢的淬透性比较好，为了避免40Cr钢在淬火时出现淬裂现象，因此选择淬火介质——油。淬火后的组织金相如下
图所示
图3
通过淬火处理后，淬火组织为马氏体，具有很高的硬度，不过很脆，所以需要通过高温回火来提高其韧性，适当的降低其硬度。此时的40Cr钢的硬度高达62HRC。不便于加工。由查表可知为了使淬火M 尽可能的转变为回火S，加热时间必须在1个小时以上，所以选择加热时间为2个小时，根据所选钢材40Cr钢的基本性质，并结合所学知识选择回火所需温度为560℃。高温回火后的组织金相图如下所示：
图4
此时40Cr钢件的金相组织为回火索氏体，保留了淬火效应，索氏
体均匀细密，晶粒细小，具有良好的硬度与韧性。此时的40Cr的硬度在32HRC左右，已经基本符合制作曲轴的要求。可以投入生产中。
试验表明：马氏体组织经低温回火，具有较高的强度、硬度，但塑性韧性较低；随回火温度提高，其强度下降，塑性韧性提高；经高温回火得到均匀回火索氏体组织，可获得较高的综合机械性能，强度及塑韧性得到最好的配合。
6. 结论
通过选用40Cr钢，加上合适的热处理工艺，即正火——调质处理，可以很大限度的提高曲轴强度，并且通过高频表面淬火工艺，可以很好的提高曲轴的表面硬度以及表面耐磨性。在对40Cr钢进行热处理时由于淬透性比较好，很容易出现淬裂，所以对选择淬火介质是要选择冷速较慢的介质比如空冷、油冷等等。但是若选择了水冷，则很容易淬裂。做实验室不小心放入水中冷却，40Cr钢直接是内部出现裂纹，金相组织显示晶格紊乱。所以选择了油冷来减小曲轴开裂风险。同时采用阶梯加热、淬火前空气预冷和严格控制淬火冷却时间的方式，能减小大型曲轴因产品结构各部位尺寸差异产生的应力，降低开裂风险。实验中，磨取金相时，端面一定要尽量保证平整，不然磨取的金相图片不清晰，对研究金相组织有一定的阻碍，像上面的回火态的金相就是由于磨制时没有保证在同一水平面上，导致端面不平，使得图像模糊，所以要注意这一问题。
参考文献
[1] 朱华明,刘勋丰,刘富绪.发动机曲轴的失效分析[J].国外金属热处理，2002(2):45～46
[2] 王国佐,王万智.钢的化学热处理[M].中国铁道出版社1980.
[3] 刘金武,高为国.20Cr2Ni4A钢内花键套热处理畸变分析[J].金属热处理.2004(7):75～77
[4] 陆卫东.有限元计算在曲轴气体渗氮变形控制中的应用[J].柴油机2001(4):37～38.48
[5] 姚新，顾剑锋，李永军，潘健生.支撑方式对曲轴渗氮过程畸变影响的有限元分析[J]. 上海交通大学学报，
2003,37(2):194～197
[6] 陆卫东.影响大功率柴油机曲轴气体渗氮变形的因素[J]
柴油机，2002(2):40～42
曲轴是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下（往复）运动变成循环（旋转）运动。是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的。曲轴的性能在很大程度上影响着汽车发动机的可靠性与寿命。曲轴在发动机中承担着最大的负荷和全部的功率，承担着强大的方向不断变化的弯矩和扭矩，同时承受着长时间的高速运转的磨损，圆角过渡处处于薄弱环节，主轴颈与圆角的过渡处更为严重。因而，需要合适的热处理工艺，以保证其达到所要求的各项性能指标。在曲轴工作的过程中，往复的惯性力和离心力使之承受很大的弯--扭应力轴颈表面容易磨损，且轴颈与曲臂的过渡圆角处最为薄弱。除曲轴的材质，加工因素外，曲轴的工作条件（温度、环境介质、负荷特性）等都是影响曲轴服役的。曲轴的主要失效形式有（1）疲劳断裂：多数断裂时曲柄与轴颈的圆角处产生疲劳裂纹，随后向曲柄深发展，造成曲柄的断裂其次是曲柄中部的油壁产生裂纹，发展为曲柄处的断裂。（2）轴颈表面的严重磨损。因此曲轴的选材十分重要，既需要满足曲轴的力学性能，也需要考虑强度和耐磨性。由于曲轴需要承受交变的弯曲---扭转载荷以及发动机的大的功率，因此，要求其具有高的强度，良好的耐磨、耐疲劳性以及循环韧性等。因而，根据曲轴材料的要求，各项技术要求，及材料的成分，机械性能，淬透性，同时需考虑成本的经济性，最终可以选择40Cr作为汽车发动机的材料。所以曲轴的大致加工路线是，锻造→正火→机械加工→去应力退火→调质处理→表面热处理（高频淬火+低温回火），其中预备热处理为正火，然后可能有必
要进行去应力退火，最终热处理为调质处理和表面热处理的高频淬
火和低温回火。40Cr的显微组织不均匀，且晶粒粗大，需要进行预备热处理来细化晶粒和改善其内部组织。翻阅书籍后我决定采用正火的方法来作为预备热处理。正火温度为Ac3或Acm以上40到60℃，故取正火温度为880℃，来改善晶粒大小，使晶粒细化，可以获得更好的切削加工性能，并为后续热处理工艺打好基础。正火后组织变成了片状和片状渗碳体，此时的钢的切削性能较好，硬度较低，便于切削加工。在进行粗加工后组织内部可能会产生一些残余应力，影响后续热处理工艺，于是需要用去应力退火来消除组织应力。一般去应力退火加热温度低于回火温度，故取540℃，再保温2小时，以防止产生新的残余应力。完成上述工序后40Cr的性能任未满足曲轴的要求，需要进行更进一步的操作，即最终热处理，在这里选择的是调质处理以及表面高频淬火。对于调质处理，40Cr是亚共析钢，淬火温度为Ac3+30到50℃，所以取淬火温度为830℃，而40Cr淬透性较好，为了避免40Cr钢在淬火时出现淬裂现象，因此选择淬火介质——油，保温10分钟。淬透之后采用高温回火，加热温度在560℃左右，保温两个小时空冷。实现淬火的必要条件是加热温度必须高于临界点温度以上，以获得奥氏体组织，其冷却速度必须大于临界冷却速度，而淬火得到的组织是马氏体或下贝氏体。对40Cr进行淬火前，其组织状态为珠光体，而淬火后组织为马氏体。马氏体具有很高的硬度，但很脆，所以需要高温回火来提高韧性适当降低硬度。回火后40Cr的组织为回火索氏体，保留了淬火效应，索氏体均匀细密，晶粒细小，具有良好的硬度与韧性。但是曲轴的表面要求有良好的耐磨性，调质态的硬度远远不够，因此需要进行表面热处理即高频淬火与低温回火来增加表面硬度及其耐磨性。通过表面热处理可以再工件表面一定深度内获得马氏体组织，而其心部仍保持着表面淬火前的组织状态，以获得表面层硬而耐磨，心部又有足够塑性、韧性的工件。对于40Cr曲轴的表面热处理采用高频淬火＋低温回火，利用高频淬火炉进行淬火，淬火温度在860摄氏度（普通淬火温度＋30~200℃），油冷。高频淬火后，，为了降低残余应力和钢的脆性，而又不至于降低硬度，因此需要进行低温回火。回火温度取160℃，保温1.5小时。经过高频淬火以后，表面得到的并不是所需要的针状马氏体，而是粗大的组织。其原因是高频淬火时加热时间太长而引起的。这种粗大的组织硬度比细马氏体降低很多。因此是不希望获得的组织，在加热时一定要严格控制温加热温度范围和加热时间。得到颗粒大小均匀，综合性能良好的回火索氏体，其表层为针状马氏体，而心部则保持了原始的组织与性能。此时40Cr的材料性能已经基本符合制作曲轴的要求.可以投入生产中了。这次曲轴的热处理设计通过选用40Cr钢，加上合适的热处理工艺，即正火→调质处理，获得良好的综合机械性能，可以很大限度的提高曲轴强度，并且通过高频表面淬火工艺，可以很好的提高曲轴的表面硬度以及表面耐磨性。在对40Cr钢进行热处理时由于淬透性比较好，很容易出现淬裂，所以对选择淬火介质是要选择冷速较慢的介质比如空冷、油冷等等。加热保温时间应严格控制，避免在调质回火时保温时间过短所引起的硬度过高，同时避免保温时间过长引起晶粒粗大。
金属材料热处理原理与工艺课程设计40Mn发动机连杆螺栓热处理工艺设计 专业班级：材料132601班 设计人：焦攀龙 设计题目：发动机连杆螺栓选材与加工工艺设计 指导教师：职称 专业： 班级： 完成时间：
摘要 综述了发动机连杆螺栓的工作环境，使用性能，失效形式，连杆螺栓材料的选择，热处理工艺等。主要就连杆螺栓的热处理工艺做了详细的分析，通过大量的实验得出了连杆螺栓材料热处理后的金相组织图等资料。分别对球化退火、淬火、回火过程中组织、硬度的的变化做了分析。并就实验中出现的问题作了分析，以供参考。 关键词：连杆螺栓热处理；等温退火；淬火；回火；问题分析
目录 摘要............................................................................................................................................. I 前言. (1) 1 连杆螺栓的使用性能 (1) 2 材料选择及技术要求 (1) 2.1.螺栓的热处理工艺规范 (2) 2.2材料的选择 (2) 3 热处理工艺及目的 (3) 3.1退火 (3) 3.2正火 (3) 3.3淬火 (4) 3.4回火 (4) 4 设计说明 (4) 4.1失效形式 (4) 4.2工作要求 (4) 4.3结构钢40M N的化学成分 (5) 4.3.1 主要特性 (5) 4.3.2 材料分析 (5) 4.3.3 力学性能要求 (6) 4.3.4 基于材料的零件设计 (6) 4.5热处理工艺说明 (7) 5 设计方案 (8) 5.1正火 (8) 5.2调质处理 (8) 5.3回火的制定 (9) 6 螺栓的热处理质量检测 (9) 6.1硬度计 (9) 6.2外观检测与金相组织检验 (9) 7 螺栓热处理回火缺陷的原因及解决方案 (10) 参考文献 (11)
曲轴的热处理工艺 曲轴是引擎的主要旋转机件,装上连杆后,可承接连杆的上下(往复运动变成循 环(旋转运动。是发动机上的一个重要的机件,其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的。曲轴的性能在很大程度上影响着汽车发动机的可靠性与寿命。曲轴在发动机中承担着最大的负荷和全部的功率, 承担着强大的方向不断变化的弯矩和扭矩, 同时承受着长时间的高速运转的磨损, 圆角过渡处处于薄弱环节,主轴颈与圆角的过渡处更为严重。因而,需要合适的热处理工艺,以保证其达到所要求的各项性能指标。 在曲轴工作的过程中,往复的惯性力和离心力使之承受很大的弯曲 ---扭转应力, 轴颈表面容易磨损, 且轴颈与曲臂的过渡圆角处最为薄弱。除曲轴的材质, 加工因素外,曲轴的工作条件(温度、环境介质、负荷特性等都是影响曲轴服役的。 曲轴的主要失效形式有(1疲劳断裂:多数断裂时曲柄与轴颈的圆角处产生疲劳裂纹, 随后向曲柄深处发展, 造成曲柄的断裂, 其次是曲柄中部的油道内壁产生裂纹,发展为曲柄处的断裂。 (2轴颈表面的严重磨损。 因此, 曲轴的选材十分重要, 既需要满足曲轴的力学性能, 也需要考虑强度和耐磨性。由于曲轴需要承受交变的弯曲 ---扭转载荷以及发动机的大的功率, 因此,要求其具有高的强度,良好的耐磨、耐疲劳性以及循环韧性等。因而,根据曲轴材料的要求,各项技术要求,及材料的成分,机械性能,淬透性,同时需考虑成本的经济性,最终可以选择 40Cr 作为汽车发动机的材料。 所以曲轴的大致加工路线是, 锻造→正火→机械加工→去应力退火→调质处理→表面热处理 (高频淬火 +低温回火 , 其中预备热处理为正火, 然后可能有必要进行去应力退火,最终热处理为调质处理和表面热处理的高频淬火和低温回火。 40Cr 的显微组织不均匀,且晶粒粗大,需要进行预备热处理来细化晶粒和改善其内部组织。翻阅书籍后我决定采用正火的方法来作为预备热处理。正火温度为Ac3或 Acm 以上 40到 60℃,故取正火温度为 880℃,来改善晶粒大小,使晶粒细化,
[导读] 发动机是汽车的心脏，因此在装配中必须全面达到工艺标准的质量要求。 曹观波（哈尔滨东安汽车动力股份有限公司，黑龙江哈尔滨150066） 摘要：发动机是汽车的心脏，因此在装配中必须全面达到工艺标准的质量要求。本文对汽车发动机的组成、装配的要求、工艺、检验及装配的注意事项进行了分析。 关键词：发动机；装配；工艺 前言 汽车发动机是汽车的整个心脏，其装配技术是整车装配技术的集中体现。而汽车发动机装配线的工艺流程对产品质量起着决定性的影响。因此，汽车制造厂家为了提高装配质量和生产效率，必须对汽车发动机装配工艺流程的全过程进行分析研究。 1 汽车发动机的组成及功能 总体来说，目前发动机由两大机构、五大系统组成。 1.1 曲柄连杆机构。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。 1.2 配气机构。配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。进、排气门的开闭由凸轮轴控制。凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮或链条驱动。进、排气门和凸轮轴以及其他一些零件共同组成配气机构。 1.3 燃料供给系。汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去。 1.4 润滑系。润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。 1.5 冷却系。冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 1.6 点火系。在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全
消除应力热处理作业指导书 1．范围 1.1 本守则规定了膨胀节产品的消除应力热处理基本程序和要求。 1.2 本守则适用于膨胀节压制简体和成形的膨胀节消除应力热处理工序。 2．规范性引用文件 下列文件中的条款，通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用本规程。 质技监局锅发[1999]154号《压力容器安全技术监察规程》 GBl50-1998《钢制压力容器》 JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接工艺规程》 GBl6749《压力容器波形膨胀节》 3．工艺规范 3.1 工艺曲线 3.2 常用材料消除应力热处理温度及保温时间参见相关材料标准的推荐温度。 3.3 焊件进炉时炉内温度不得高于400℃。焊件出炉时，炉温不得高于400℃，出炉后应在静止的空气中冷却。 3.4 升温速度最大不得超过PWHT 5000 δ℃/h ，且不得超过200℃/h ，最小可为50℃/h 。降温速度最大不 得超过PWHT 6000 δ℃/h ，且不得超过260℃/h ，最小可为50℃/h 。 4．工艺操作 4.1 消除应力热处理应在焊接工作全部结束并检测合格后，于压制成形或在压力试验前进行。奥氏体不锈钢压制的波纹管、膨胀节一般不进行焊后消除应力热处理，工艺或客
户有特殊要求的按工艺处编制的热处理工艺卡执行。 4.2 消除应力热处理应尽可能采取整体热处理。 4.3 装炉时，工件距炉门不得小于****毫米，距炉墙不得小于****毫米，加热炉对炉温应能控制，对工件不得产生过度氧化和有害影响。 4.4 装炉时需要将工件垫平、垫稳。工件之间保持一定距离，不要靠紧。若需垛装时，上下工件之间要用垫板垫起。垫板厚度要大于*******毫米，上下垫板必须平行对正。 4.5 对于直径较大、壁厚较薄的筒体，内部没有支承圈或固定塔板时，应适当在内部支承，以防加热时变形。 4.6 产品焊接试板应随同工件同炉热处理，试板须放在能代表工件的适当位置。试板应有钢印标记，经核对并经检查员认可。 4.7 焊件升温期间，加热区内任意长度为*******毫米内的温差不得大于*****℃。焊件保温期间，加热区内最高与最低温度之差不宜大于*****℃。升温和保温期间应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化。 5. 测温与记录 5.1 热处理炉应配有自动记录温度时间曲线的测温仪表。 5.2 热电偶应安装在能反映工件实际温度的适当位置。补偿导线的线径及长度要合适，并经常检查热电偶的老化情况。 5.3 测温仪表和热电偶必须定期检定，保证合格准确。 5.4 工件热处理曲线记录和检验记录应存档保管，且保存不得少于***年。
汽车发动机曲轴的热处理工艺设计 ●摘要 通过对12缸、四冲程、水冷高速大功率柴油机曲轴材质及调质后各项性能指标的分析，可知通过选用优质合金结构钢40Cr，加合适的热处理工艺，可以最大限度地提高高速大功率柴油机曲轴性能。 ·关键字：发动机；曲轴；选材；热处理工艺
目录 1.绪论 (3) 2.曲轴服役条件和性能指标 (3) 2.1 服役条件 (3) 2.2 技术要求 (4) 2.2.1 调质技术要求 (4) 2.2.2 渗氮技术要求 (4) 3.原材料状态和加工工序 (4) 3.1材料原始状态 (4) 3.1.1材料 (4) 3.1.2 锻造工艺 (5) 3.2 加工工序 (5) 4.热处理工艺 (5) 4.1 调质工艺 (5) 4.2 去应力回火工艺 (5) 5. 选材用材分析 (6) 6. 结论 (10)
1.绪论 发动机是汽车的“心脏”，而曲轴是发动机的关键部位。现代化的发动机对曲轴毛坯提出了有6拐、呈120°分布、带12个整体平衡块的要求。在机型改造的过程中，首先遇到的问题就是曲轴强度不足，一般是通过加粗轴颈、优选材质和表面强化等方法来增大曲轴强度，从而满足功率提高的要求。加粗轴颈在生产实践中受到各方面条件的限制，应用范围较窄，所以选择合适的材料和适宜的表面强化方法是解决曲轴强度的主要途径。曲轴在工作中承受交变载荷，圆角过渡处属于薄弱环节，主轴颈和连杆颈的过渡处更为严重。如果机械加工不当，润滑保养不好或柴油机运行受力不当，圆角部位的附加应力超过了界限值，就会在此部位产生疲劳源，逐渐扩展形成裂纹，最终发生疲劳断裂。所以曲轴表面强化处理主要是通过对曲轴圆角的强化来提高曲轴的疲劳强度[1]。。曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率，承受着强大的、方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。 2.曲轴服役条件和性能指标 2.1 服役条件 曲轴工作过程中，往复的惯性力和离心力使之承受很大的弯曲和扭转应力，轴颈表面容易磨损。疲劳断裂是曲轴的主要破坏形式，
1．目的： 使设备有效性的能力维持在最佳状态，从而达到设备寿命周期最大经济化。2．范围： 包括公司所有直接或间接用于热处理的设备。 3．职责： 3.1车间生产人员负责设备的日常点检、运行维护保养。 3.2机电人员负责设备的维护保养的指导、定期检查、大/中修等工作。 3.3热处理技术员负责设备的定期检查.和校验。 3.4实验员负责产品硬度的校验，对实验数据进行记录，并出具产品实验报告。 4.流程：无 5.作业内容： 5.1设备操作 a．开机前，必须熟悉热处理炉传动系统和结构，各开关的功用。 b．升温前首先由机电工对电器.热电偶进行检查，确认正常后，操作工对照《设备日常点检卡》中规定的项目（包括各项报警项目）进行点检，正常后进行操作。c．先开淬火槽循环和水冷却，然后按照升温工艺进行升温。 d．淬火炉温度升到300℃时开启网带传动。 e．当淬火炉升温到600℃，开启回火炉进行升温；当回火炉温度升到设定温度后才开启网带传动（先开网带传送，然后拧涨紧螺杆）。 f. 温度设定：通过温度仪表的上下按键对温度设定值进行调节。 g. 网带速度设定：通过变频器的旋转钮左右旋转对网速进行调节。 5.2 设备运行 a．设备运行过程中操作工应每30分钟巡视一次设备，若发现异常应当即通知机电工进行排异。 b. 设备运行过程中遇设备故障或其它紧急情况，请按照《热处理通用规定》执行。 c. 淬火槽温度接近70℃时开启油冷却对油进行降温，油温接近50℃时关闭油冷却。 5.3 设备停止 a．炉内产品走完后关闭加热电源，（淬火加热炉的网带传动.淬火槽循环.回火炉风扇.水冷却必须开，其它可关。回火炉开始降温后必须停网带，并把涨紧螺杆松开，防止网带拉长变形）。 b. 停炉后必须继续通入甲醇，等淬火炉炉温低于700℃后方可关闭甲醇。 c. 淬火加热炉温低于300℃后才能停网带传动，低于200℃后关闭淬火槽循环泵。回火炉温度低于200℃后可停风扇。 d. 炉温冷却后关闭冷却水。 5.4 日常维护保养
1 汽车发动机活塞销的零件图如下 Y///////////////A V///////////////A-------- 苇------ * 80^0,1 耳 图1汽车发动机活塞销零件尺寸图 连杆
2 服役条件与性能分析 活塞销（英文名称：Piston Pin）,是装在活塞裙部的圆柱形销子，它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，把活塞承受的气体作用力传给连杆。为了减轻重量，活塞销一般用优质合金钢制造，并作成空心。塞销的结构形状很简单，基本上是一个厚壁空心圆柱。其内孔形状有圆柱形、两段截锥形和组合形。圆柱形孔加工容易，但活塞销的质量较大；两段截锥形孔的活塞销质量较小，且因为活塞销所受的弯矩在其中部最大，所以接近于等强度梁，但锥孔加工较难。本次设计选用内孔为原形的活塞销。 服役条件：（1）高温条件下承受周期性强烈冲击和弯曲、剪切作用（2）销表面承受较大的摩擦磨损。 失效形式：由于承受周期性的应力，使其发生疲劳断裂和表面严重磨损。性能要求：（1）活塞销在高温条件下承受很大的周期性冲击负荷，且由于活塞销在销孔内摆动角度不大，难以形成润滑油膜，因此润滑条件较差。为此活塞销必须有足够的刚度、强度和耐磨性，质量尽可能小，销与销孔应该有适当的配合间隙和良好的表面质量。在一般情况下，活塞销的刚度尤为重要，如果活塞销发生弯曲变形，可能使活塞销座损坏；（2）具有足够的冲击韧性；（3）具有较高的疲劳强度。 3 技术要求 活塞销技术要求: ①活塞销全部表面渗碳，渗碳层深度为0.8?1 . 2mm渗碳层至心部组织应 均匀过渡，不得有骤然转变。 ②表面硬度58?64 HRC,同一个活塞销上的硬度差应w 3 HRC。 ③活塞销心部硬度为24 ?40 HRC。 ④活塞销渗碳层的显微组织应为细针马氏体，允许有少量均匀分布的细小粒状碳化物，不得有针状和连续网状分布的游离碳化物存在。心部的针状应是低碳马氏体及铁素体。
正火： 正火，又称常化，是将工件加热至Ac3或Ac m以上40~60℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，降低材料的硬度。 正火，又称常化，是将工件加热至Ac3(Ac?是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度)或Ac m(Ac m是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线)以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。 正火的主要应用X围有：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。②用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。 ⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开
裂倾向。⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。⑦过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。 正火后的组织：亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+二次渗碳体，且为不连续。 正火主要用于钢铁工件。一般钢铁正火与退火相似，但冷却速度稍大，组织较细。有些临界冷却速度（见淬火）很小的钢，在空气中冷却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质，而称为空冷淬火。与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的效果接近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产效率高，所以在生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于0.25%的低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加工，一般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.25～0.5%的中碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作的轻载荷零件，正火还可以作为最终热处理。高碳工具钢和轴承钢正火是为了消除组织中的网状碳化物，为球化退火作组织准备。 普通结构零件的最终热处理，由于正火后工件比退火状态具有更好的综合力学性能，对于一些受力不大、性能要求不高的普
热处理作业指导书 1.目的 保证热处理质量。 2.热处理方式 按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有：退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。 3.热处理操作要求 ．退火 退火是将铸钢件加热到Acs 以上20～30℃，保温一定时间，冷却的热处理工艺。退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。碳钢退火后的组织：亚共析铸钢为铁素体和珠光体，共析铸钢为珠光体，过共析铸钢为珠光体和碳化物。适用于所有牌号的铸钢件。图1—1为几种退火处理工艺的加热规范示意图。表l—1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用。表1-2铸钢件退火工艺及退火后的硬度。 图1—1为几种退火处理工艺的加热规范示意图
表l—1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用
表1-2铸钢件退火工艺及退火后的硬度 ．正火 正火是将铸钢件目口热到Ac。温度以上30～50o C 保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。图1—2为碳钢的正火温度范围示意图。表1-3铸钢件正火工艺及退火后的硬度，表1-4常用低合金铸件正火或正火+回火工艺及硬度。正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也司作为以后热处理的预备处理。正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢，其珠光体组织较细。一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。 图1—2为碳钢的正火温度范围示意图 正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物，以利于球化退火；可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组织，从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。
实用文档 1 汽车发动机活塞销的零件图如下 图1 汽车发动机活塞销零件尺寸图
2 服役条件与性能分析 活塞销（英文名称：Piston Pin），是装在活塞裙部的圆柱形销子，它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，把活塞承受的气体作用力传给连杆。为了减轻重量，活塞销一般用优质合金钢制造，并作成空心。塞销的结构形状很简单，基本上是一个厚壁空心圆柱。其孔形状有圆柱形、两段截锥形和组合形。圆柱形孔加工容易，但活塞销的质量较大；两段截锥形孔的活塞销质量较小，且因为活塞销所受的弯矩在其中部最大，所以接近于等强度梁，但锥孔加工较难。本次设计选用孔为原形的活塞销。 服役条件：(1)高温条件下承受周期性强烈冲击和弯曲、剪切作用 (2)销表面承受较大的摩擦磨损。 失效形式：由于承受周期性的应力，使其发生疲劳断裂和表面严重磨损。 性能要求：（1）活塞销在高温条件下承受很大的周期性冲击负荷，且由于活塞销在销孔摆动角度不大，难以形成润滑油膜，因此润滑条件较差。为此活塞销必须有足够的刚度、强度和耐磨性，质量尽可能小，销与销孔应该有适当的配合间隙和良好的表面质量。在一般情况下，活塞销的刚度尤为重要，如果活塞销发生弯曲变形，可能使活塞销座损坏；（2）具有足够的冲击韧性；（3）具有较高的疲劳强度。 3 技术要求 活塞销技术要求: ①活塞销全部表面渗碳，渗碳层深度为0.8 ～ 1．2mm，渗碳层至心部组织应均匀过渡，不得有骤然转变。 ②表面硬度58 ～ 64 HRC，同一个活塞销上的硬度差应≤3 HRC。 ③活塞销心部硬度为24 ～ 40 HRC。 ④活塞销渗碳层的显微组织应为细针马氏体，允许有少量均匀分布的细小粒状碳化物，不得有针状和连续网状分布的游离碳化物存在。心部的针状应是低碳马氏体及铁素体。
专业课程设计任务书 学生姓名：班级： 设计题目：汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计 设计内容： 1、根据零件工作原理，服役条件，提出机械性能要求和技术要求。 2、选材，并分析选材依据。 3、制订零件加工工艺路线，分析各热加工工序的作用。 4、制订热处理工艺卡，画出热处理工艺曲线，对各种热处理工艺进行分 析，并分析所得到的组织，说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。 5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。 6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。
目录 0 前言 (1) 1 汽车发动机曲轴的工作条件及性能要求 (2) 1.1 汽车发动机曲轴的工作条件 (3) 1.2 汽车发动机曲轴的性能要求及技术要求 (3) 2 汽车发动机曲轴的材料选择及分析 (4) 2.1 零件材料选择的基本原则 (4) 2.2 曲轴常用材料简介 (5) 2.3 汽车发动机曲轴材料的确定 (5) 3 曲轴的加工工艺路线及热处理工艺的制定 (6) 3.1 35CrMo曲轴热处理要求 (6) 3.2 汽车曲轴的热处理工艺的制定 (6) 3.2.1 调质处理 (7) 3.2.2 去应力退火 (8) 3.2.3 圆角高频淬火和低温回火 (9) 4 曲轴热处理过程中可能产生的缺陷及预防措施 (11) 4.1 校直过程引起材料原始裂纹 (11) 4.2 曲轴圆角淬火不当引起裂纹源 (12) 4.3 淬火畸变与淬火裂纹 (12) 4.4 淬火导致氧化、脱碳、过热、过烧 (13) 4.5 淬火硬度不足 (13) 5 曲轴在使用过程中可能产生的失效形式及分析 (13) 6 课程设计的收获与体会 (14) 7 参考文献 (15) 8 工艺卡 (16)
所谓装配就是将各种零部件、合件或总成按规定的技术条件和质量要求联接组合成完整产品的生产过程。 一、装配工艺规程的主要内容： 1.分析产品图样，划分装配单元，确定装配方法。 2.拟定装配顺序，划分装配工序。 3.计算装配时间定额。 4.确定各工序装配技术要求，质量检查方法和检查工具。 5.确定装配时零部件的输送方及所需的设备和工具。 6.选择和设计装配过程中所需的工具、夹具及专用设备。 制定工艺规程的基本原则; 1.保证产品装配质量，力求提高质量，以延长产品的使用寿命。 2.合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效率。 3.尽量减少装配占地面积，提高单位面积生产量。 4.尽量降低装配成本。 二、制定工艺规程的依据; 1.产品的装配图及验收技术标准。 2.产品的生产纲领。 3.现有的生产条件。 三、产品结构的装配工艺性 1.产品应能分成若干个独立装配的装配单元。 2.要有正确的装配基准。 3.应便于装配和拆卸。 4.正确选择装配方法。 5.应尽量减少装配时的修配和机械加工。 五、保证装配质量的工艺方法： 1.选配法：将配合副中各零件仍按经济精度制造，然后选择合适的零件进行装配，以保证装配精度。 2.修配法：在零件上预留修配量，在装配过程中用手工锉、刮、研等方法修去该零件上的余量，以满足装配精度。 3.调整法：原则上与修配法相似，用一个可调整零件，在装配时调整它在机器中的位置或增加一个定尺寸零件以达到装配精度。 4.互换法：实质上是控制零件加工误差来保证装配精度的一种方法； 六、发动机冷热磨合： 1、发动机的冷磨合 冷磨合是将装配好等待磨合的发动机，安装固定在磨合试验台上，利用外来动力（如电动机加变速器，或磨合好的发动机），带动待磨合的发动机以不同的转速运转，在惯性负荷作用下实现磨合的方法，如图所示为发动机冷磨合试验台。 发动机冷磨合规范及注意事项是： ①冷磨合的发动机要加足机油，通常用20号机械油作为发动机机油，机油要保持正常的机油压力，以便有利于散热和冲洗摩擦面。 ②冷磨合时，一般不装火花塞（汽油机）或喷油器（柴油机），燃油供给系也应停止供油，以减轻发动机运动部件的负荷，有利于发动机运动部件初始阶段的磨合。
热处理作业指导书 一、工程概况 1.1本工程为江苏常州中天钢铁集团有限公司热电厂一台240吨纯燃高炉煤气锅炉安装工程及相应的汽水、消防、电气、热控等配套系统。锅炉设备由上海锅炉厂有限公司设计制造。 二、编制依据 2.1西北电力设计院设计图纸 2.2《施工组织总设计》 2.3《小型火力发电厂设计规范》“GB50049-94” 2.4“DL5000-2000”《火力发电厂设计技术规程》及《火力发电厂施工图设计手册设计》 2.5《汽水管路支吊架手册》1983年版 2.6《电力建设安全操作规程》(火力发电厂部分)2002年版 2.7《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）1996年版 2.8《电力建设施工及验收技术规范》(焊接篇) 1996年版 2.9 《电力建设施工及验收技术规范》(管道篇) 1996年版 2.10《电力建设施工及验收技术规范》（DL/T821-2002射线篇、DL/T5048-95超声波篇） 2.11《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004 三、作业条件 3.1 技术准备 3.1.1焊接工艺经过评定，符合工艺要求。 3.1.2作业指导书编制并审批完成，开工报告审批完成。
3.1.3工程所用的材料到位并验收合格。 3.1.4施工人员及工机具设备到位(特殊工种持证上岗)。 3.1.5施工场地清洁无杂物，具备施工的条件。 3.1.6人员组织机构建立并开始行使职责。 3.1.7 检查该项作业的上道工序应具备的技术条件。 3.1.8 施工技术交底和安全交底完成，且交底与被交底人员进行了双签字 3.2热处理前先决条件 3.2.1热处理操作工必须经过专业培训，并具有相应资质的考核委员会签发的资格证书。 3.2.2所使用的热处理设备运转正常。 3.2.3检测、计量器具已经检查和校验，且在检定的有效期内。 3.2.4施工交底工作已经完成，所有操作和检验人员必须熟悉热处理程序和相应的施工措施中的各项规定和要求。 3.2.5焊后热处理应在施焊工作结束并完成焊接自检和专检合格后进行。 四、作业人员及机具配置 4.1作业人员配置、人员资格及职责：
一、齿轮 1.渗碳及碳氮共渗齿轮的工艺流程 毛坯成型→预备热处理→切削加工→渗碳（碳、氮共渗）、淬火及回火→（喷丸）→精加工2.感应加热和火焰加热淬火齿轮用钢及制造工艺流程 配料→锻造→正火→粗加工→精加工→感应或火焰加热淬火→回火→珩磨或直接使用调质 3.高频预热和随后的高频淬火工艺流程 锻坯→正火→粗车→高频预热→精车（内孔、端面、外圆）滚齿、剃齿→高频淬火→回火→珩齿 二、滚动轴承 1.套圈工艺流程 棒料→锻制→正火→球化退火 棒料→钢管退火磨→补加回火→精磨→成品 2.滚动体工艺流程 （1）冷冲及半热冲钢球 钢丝或条钢退火→冷冲或半热冲→低温退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品 （2）热冲及模锻钢球 棒料→热冲或模锻→球化退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品 （3）滚子滚针 钢丝或条钢（退火）→冷冲、冷轧或车削→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→附加回火→精磨→成品 三、弹簧 1.板簧的工艺流程
切割→弯制主片卷耳→加热→弯曲→余热淬火→回火→喷丸→检查→装配→试验验收 2.热卷螺旋弹簧工艺流程 下料→锻尖→加热→卷簧及校正→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收 3.冷卷螺旋弹簧工艺流程 下料→锻尖→加热→卷簧及校正→去应力回火→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收 四、汽车、拖拉机零件的热处理 1.铸铁活塞环的工艺流程 （1）单体铸造→机加工→消除应力退火→半精加工→表面处理→精加工→成品 （2）简体铸造→机加工→热定型→内外圆加工→表面处理→精加工→成品 2.活塞销的工艺流程 棒料→粗车外圆→渗碳→钻内孔→淬火、回火→精加工→成品 棒料→退火→冷挤压→渗碳→淬火、回火→精加工→成品 热轧管→粗车外圆→渗碳→淬火、回火→精加工→成品 冷拔管→下料→渗碳→淬火、回火→精加工→成品 3.连杆的工艺流程 锻造→调质→酸洗→硬度和表面检验→探伤→校正→精压→机加工→成品 4.渗碳钢气门挺杆的工艺流程 棒料→热镦→机加工成型→渗碳→淬火、回火→精加工→磷化→成品 5.合金铸铁气门挺杆的工艺流程 合金铸铁整体铸造（间接端部冷激）→机械加工→淬火、回火→精加工→表面处理→成品合金铸铁整体铸造（端部冷激）→机械加工→消除应力退火→精加工→表面处理→成品钢制杆体→堆焊端部（冷激）→回火→精加工→成品 钢制杆体→对焊→热处理→精加工→表面处理→成品 6.马氏体型耐热钢排气阀的工艺流程 马氏体耐热钢棒料→锻造成型→调质→校直→机加工→尾部淬火→抛光→成品 7.半马氏体半奥氏体型耐热钢（Gr13Ni7Si2）排气阀的工艺流程
发动机的装配 一、发动机装配的准备工作三维,cad,机械技术汽车,catia,pro/e,ug,in ventor,solid edge,s olidwo rks,ca xa,时空镇江: w8 d( }/ X) a. u2 J 1.基本要求三维网技术论坛; `+ p: D! v0 v; ~ ( 1) 发动机的装配精度要求很高, 在装配前, 应对已经选配的零件和组合件, 认真清洗、吹干、擦净, 确保清洁。检查各零件, 不得有毛刺、擦伤, 保持完整无损。做好工具、设备、工作场地的清洁。工作台、机工具应摆放整齐。特别应仔细检查、清洗气缸体和曲轴上的润滑油道, 并用压缩空气吹净。否则, 会因清洁工作的 疏忽, 造成返工甚至带来严重后果。 k) s' s: u- M6 [9 W! C2 \( {( s ( 2) 按规定配齐全部衬垫、螺栓、螺母、垫圈和开口销。并准备适量的机油、 润滑脂等常见油、材料。 2.装配时的注意事项) }2 `5 }! c, K6 O2 ]- x! @, ( 1) 装配中应对主要零件进行复检, 应使其符合技术标准规定的要求。 www.3dpo rtal.c n! ^$ ?* b' F# J# O- B, j; x: v& c ( 2) 各相对运动零件的工作表面, 装配时应涂机油。三维网技术论坛7 E2 C/ q0 g4 v& U4 P& n+ N; D% H www.3dpo rtal.c n, @7 A2 i$ s! P# H: Y3 ( 3) 各部螺柱和螺帽的装配, 应注意拧紧的扭矩和顺序。扭矩过大, 会使螺柱折断; 扭矩过小, 达不到装配时的紧度要求。因此, 重要部位的螺栓, 都有规定的扭矩 数据, 详见表 1。www.3dportal.c n1 ]& h4 `: [9 ?* I7 ?/ o- n/
焊接及焊后热处理作业指导书 1 适用范围 本规程适用于工业管道或公用管道中材质为碳素钢、合金钢、低温钢、耐热钢、不锈钢和异种钢等压力管道的手工电弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊及其焊后的热处理施工。 2 主要编制依据 2.1 GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》。 2.2 DL5007-92《电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）》。 2.3 SH3501-2002《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》。 2.4 其他现行有关标准、规范、技术文件。 3 施工准备 3.1 技术准备 3.1.1 压力管道焊接施工前，应依据设计文件及其引用的标准、规范，并依据我公司焊接工艺评定报告编制出焊接工艺技术文件（焊接工艺卡或作业指导书）。如果属本公司首次焊接的钢种，则首先要制定焊接工艺评定指导书，然后对该种材料进行工艺评定试验，合格后做出焊接工艺评定报告。 3.1.2 编制的焊接工艺技术文件（焊接工艺卡或作业指导书）必须针对工程实际，详细写明管道的设计材质、选用的焊接方法、焊接材料、接头型式、具体的焊接施工工艺、焊缝的质量要求、检验要求及焊后热处理工艺（有要求时）等。 3.1.3 压力管道施焊前，根据焊接作业指导书应对焊工及相关人员进行技术交底，并做好技术交底记录。 3.1.4 对于高温、高压、剧毒、易燃、易爆的压力管道，在焊接施工前应画出焊口位置示意图，以便在焊接施工中进行质量监控。 3.2 对材料的要求 3.2.1 被焊管子（件）必须具有质量证明书，且其质量符合国家现行标准（或部颁标准）的要求；进口材料应符合该国家标准或合同规定的技术条件。 3.2.2 焊接材料（焊条、焊丝、钨棒、氩气、二氧化碳气、氧气、乙炔气等）的质量必须符合国家标准（或行业标准），且具有质量证明书。对焊接材料的具体要求详见《压力管道组成件、支承件及相关材料检验试验规程》，其中钨棒宜采用铈钨棒；氩气纯度不应低于
发动机制造工艺介绍．发动机主要零件的加工工艺1 ．发动机的结构与装配过程2 ．发动机的现状与发展3 发动机主要零件的加工工艺一、 、凸轮轴加工1传统材料：优质碳素钢、合金结构钢、冷激铸铁、可锻铸铁、珠光体球墨铸铁及合金铸铁等。凸轮轴的粗加工的传统工艺方法是采用靠模车床及液压仿形凸轮铣床，铣削） 1 的凸轮尺寸精度和形状都优于车削，事直接进行精磨。对于加工余量大，较为先进的加工凸轮铣床（无靠模），铣削方法有外铣和轮廓回转铣削两种。方法为采用CNC 提供外公司，日本小松、日本片冈等。铣技术的公司主要有：HELLERCNC长期以来，凸轮轴磨床采用靠模，滚轮摆动仿形机构。现凸轮磨床完全靠控制获（立方氮化硼）砂轮CBN得精密的凸轮轮廓，同时工件无级变速旋转，广泛采用加工凸轮轴，这不仅摆脱了靠模精度对凸轮精度的影响，而且砂轮的磨损不影响加工精度连杆加工、2 传统材料：中碳钢、中碳合金钢、非调质钢、粉末冶金等。1）毛坯连杆毛坯的各项在求中，最大的问题是重量和厚度方向的精度。为保证这两项要求，除模具制造技术，CAD/CAM了锻造设备处，模具的质量是至关重要的，只有采用才能保证模具的重复制造精度，从而保证连杆毛坯的厚度和重量公差。连杆传统的热处理方法是调质，现较为先进的连杆热处理方法是锻造余热淬火。连杆最常用的、最有效的强化方法是喷丸处理。机械加工2)对配合精度要求待别高的部位，如连杆小头衬套孔，需进行尺寸分组；应遵循基准统一原则，尽量避免基准的更换，以减少定位误差；a) 大小头两端面加工： 连杆大小头两端面是整个机加工过程中的定位基准面，关且对大、小头孔都有着位置精度要求。所以第一道工序都是加工大小头两端面。磨削加工：要求毛坯精度较高，磨削的生产率高、精度高。磨削方式有：立式圆台磨床（双轴或多轴）、立式双端面磨床、卧式双端面磨床。结合面的加工：连杆大头孔有直剖口，也有斜剖口；定位方式有螺栓定位、齿b) 形定位、定位销定位等。c) 大、小头孔的加工国内传统工艺：钻、镗（或钻、拉；钻、扩、铰）切开连杆及盖扩半精镗精镗珩磨国外工艺：钻、精镗小头孔粗镗大头孔半圆并双面倒角切开连杆及盖半精镗精镗为了确保大、小头孔的中心距和两孔的平行度，精加工大、小孔都采用同时加工的工艺。采用拉镗工艺便于消除镗孔时的退刀痕（精镗），半精镗采用推镗，用一种机械、液压装置使拉镗时精镗刀片伸出。缸体加工3、）缸体材料：灰口铸铁、合金铸铁、蠕墨铸铁、铝合金、镁合金等。1）、滑鞍贴塑技HRC59-622）为了提高机床精度保持性，广泛采用镶钢导轨（术，对强力切削及高精度设备则采用滚珠导轨、滚柱导轨或静压导轨。）机加工刀具：大平面铝件加工普遍采用金钢石铣，铸铁件则普遍用用硬质合3 金可转位材料等高效刀具。在孔的加工中大量运用了密齿铣刀，镗缸孔采用陶瓷及CBN 结构复杂的复合刀具。4）机加工）、大平面加工a b（柔性好）、粗拉精铣工艺a加工方法：、粗铣精铣工艺 b）、主轴承孔的加工曲轴孔是多档的间断长孔，其尺寸精度、圆度、同轴度、
发动机曲轴材料及热处理 前言受小能量多冲抗力愈佳,疲劳拉力愈高,因曲轴是发动机脊柱,承受全部功率输此,曲轴表面应有高的疲劳强度、耐磨性、出任务,受周围燃气和活塞连杆惯性作用抗咬合、抗擦伤和一定的抗蚀性及足够的力,承受弯曲应力、扭转应力、拉伸应力、压硬化层深度,以满足多次修磨需要,基体应缩压力和小能量多次冲击力及摩擦力剪切有高的综合力学性能和强韧性。试验表力等复杂交变负荷作用力,工作条件恶劣,明,选用50 GrMoA新型表面淬火钢,采用轴颈磨损严重。磨损和疲劳断裂是曲轴主复合强化处理,使用寿命显著提高,充分发要失效形式。 曲轴是内燃机的重要部件,工作时曲轴承受气体压力、惯性力及惯性力矩的作用,受力大而且复杂,并且承受交变负荷的冲击作用[1];同时,曲轴又是高速旋转件,因此,要求曲轴具有足够的刚度和强度,具有良好的承受冲击载荷的能力,耐磨损且润滑良好.针对内燃机传动曲轴提出的更高、更全面的要求,必然要求内燃机车传动曲轴用钢具有很高的疲劳强度和耐磨性以及高的淬透性,且淬火变形小,在高温下有高的蠕变强度与持久强度.由于工作温度高,而且还要承受剪切、拉压、弯曲、扭转等复杂的交变应力.因此,对曲轴坯用钢的技术要求非常严格. 2. 内燃机曲轴选材 ●工作条件：受弯曲、扭转、剪切、拉压、冲击等交变应力，曲轴受扭转和弯曲振动而产生附加应力；应力分布不均匀；曲轴颈与轴承有滑动摩擦。 ●失效形式：疲劳断裂和轴颈严重磨损。 ●性能要求：材料有高强度，一定冲击韧性，足够弯曲、扭转疲劳强度和刚度，轴颈表面有高硬度和耐磨性。 ●选材原则：根据内燃机类型、功率大小、转速高低和相应轴承材料等定，也需考虑加工条件, 生产批量和热处理工艺及制造成本等。 ●曲轴材料： 锻钢曲轴--优质中碳钢和中碳合金钢，如35、40、45、35Mn2、40Cr, 35CrMo钢等； 铸造曲轴--铸钢、球墨铸铁、珠光体可锻铸铁及合金铸铁等, 如ZG230-450、QT600-3、QT700-2 、KTZ450-5、KTZ500-4等。 ● 175A型农用柴油机曲轴选材：
工业管道安装预热及热处理作业指导书 5.1 预热一般技术要求 5.1.1 预热的必要性以及预热温度应在焊接工艺规程中规定，并经焊接工艺评定验证。 5.1.2 当用热加工法切割、开坡口、清根、开槽或施焊临时焊缝时，亦应考虑预热要求。 5.2 预热温度 5.2.1 各种材料所要求和推荐的最低预热温度见表5.2.1。若环境温度低于0℃，表5.2.1中的推荐温度即为规定的预热温度。 5.2.2 不同预热要求的材料焊接时，应符合表5.2.1中的较高预热温度要求。 5.2.3 需要预热的多层(道)焊焊件，其层间温度应不低于预热温度。
表5.2.1 预热温度 母材类别较厚件 的 名义壁 厚 Mm 规定的母 材 最小抗拉 强度 MPa 最低预热 温度 规定 ℃ 推 荐 ℃ 碳钢(C) 碳锰钢(C-Mn) ＜25 ≤490 －10 ≥25 全部－80 全部＞490 －80 合金钢(C-Mo、Mn-Mo、Cr-Mo) Cr≤0.5% ＜13 ≤490 －10 ≥13 全部－80 全部＞490 －80 合金钢(Cr-Mo) 0.5%＜Cr≤2% 全部全部150 －合金钢(Cr-Mo) 2.25%≤Cr≤10% 全部全部175 －马氏体不锈钢全部全部－150a 铁素体不锈钢全部全部－10 奥氏体不锈钢全部全部－10a 低温镍钢(Ni≤4%) 全部全部－95 8Ni钢、9Ni钢全部全部－10 5Ni钢全部全部10 －
铝、铜、镍、钛及其合金全部全部－10 a 奥氏体不锈钢的层间温度宜小于150℃，马氏体不锈钢的层间最高温度为315℃。 5.3 预热温度的测量 5.3.1 预热温度应采用测温笔、热电偶或其它合适方法进行测量并记录，以保证在焊前及焊接过程中达到和保持焊接工艺规程中规定的温度。测量仪表应经计量检定合格。 5.3.2 热电偶可用电容储能放电焊直接焊在工件上，可不必进行焊接工艺评定和技能评定。热电偶去除后，应检查焊点区域是否存在缺陷。 5.3.3 预热区域应以焊缝中心为基准，每侧距离应不小于焊件厚度的3 倍，且不小于25mm。 5.4 中断焊接 5.4.1 焊接中断时，应控制合理的冷却速度或采取其它措施防止对管道产生有害影响。 5.4.2 再次焊接前，应按焊接工艺指导书的规定重新进行预热。 5.5 弯曲和成形后的热处理 5.5.1 除弯曲或成形温度始终保持在900℃以上的情况外，
汽车发动机制造工艺介 绍精 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
发动机制造工艺介绍 1．发动机主要零件的加工工艺 2．发动机的结构与装配过程 3．发动机的现状与发展 一、发动机主要零件的加工工艺 1、凸轮轴加工 传统材料：优质碳素钢、合金结构钢、冷激铸铁、可锻铸铁、珠光体球墨铸铁及合金铸铁等。 1）凸轮轴的粗加工的传统工艺方法是采用靠模车床及液压仿形凸轮铣床，铣削的凸 轮尺寸精度和形状都优于车削，事直接进行精磨。对于加工余量大，较为先进的加工 方法为采用CNC凸轮铣床（无靠模），铣削方法有外铣和轮廓回转铣削两种。提供外 铣技术的公司主要有：HELLER公司，日本小松、日本片冈等。 长期以来，凸轮轴磨床采用靠模，滚轮摆动仿形机构。现凸轮磨床完全靠CNC控制获 得精密的凸轮轮廓，同时工件无级变速旋转，广泛采用CBN（立方氮化硼）砂轮加工凸轮轴，这不仅摆脱了靠模精度对凸轮精度的影响，而且砂轮的磨损不影响加工精度 2、连杆加工 传统材料：中碳钢、中碳合金钢、非调质钢、粉末冶金等。 1）毛坯 连杆毛坯的各项在求中，最大的问题是重量和厚度方向的精度。为保证这两项要求，除 了锻造设备处，模具的质量是至关重要的，只有采用CAD/CAM模具制造技术，才能保证模具的重复制造精度，从而保证连杆毛坯的厚度和重量公差。 连杆传统的热处理方法是调质，现较为先进的连杆热处理方法是锻造余热淬火。连杆最常用的、最有效的强化方法是喷丸处理。 2)机械加工 对配合精度要求待别高的部位，如连杆小头衬套孔，需进行尺寸分组；应遵循基准统一原 则，尽量避免基准的更换，以减少定位误差； a) 大小头两端面加工：