EA发动机曲轴加工质量问题的探讨

EA加工质量问题的探讨PAGEPAGE10————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：个人收集整理个人收集整理勿做商业用途发动机球铁曲轴加工质量问题的探讨 一汽铸造公司特种铸造厂 高广阔摘要：本文主要介绍我厂针对 发动机球铁曲轴，在加工过程中出现一些常见的质量问题，通过较细致研究分析，对症下药,采用一系列技术措施,较好的解决了诸多问题，有效的降低了曲轴加工废品率。关键词：曲轴加工、 质量问题 、攻关解决。一、前言曲轴是汽车发动机上的关键零件之一，其性能的好坏直接影响汽车质量和寿弯承受着高中的要曲轴质有较好的性、强和好的性能，,要曲轴加工有铸造。2006-发动机曲轴,全现曲轴，其曲轴质量和性能要常高，强a，率δ3%,硬HB250以上。淬火硬HRC55上，曲轴粗糙Ra6.3—Ra3.2尺寸精CT5—CT6另外,求很肉眼看.货初期内外都常高，特是曲轴在一汽-公司加工连续出现淬火裂纹内缩孔缩松、连杆石墨颈渣气孔等几来,们进行扎扎,较好的效，曲轴的内废率在0，废率在0，曲轴的废品率在1下.、 曲轴加工质量问题的研究攻关一、曲轴问题曲轴是球铸铁、、,曲轴轴出现。曲轴在汽车过程中主要承受的曲荷和一的荷 曲轴轴，最能致裂发动机的 曲轴在，曲轴轴，废品率在40%上,一汽~大公司对曲轴的的要是，要有一件纹,整批曲轴全部废..1。 曲轴分析、特征连杆径油道孔边缘处,经荧光磁粉伤才裂纹约在15mm,深0.5～3mm，对M能分析，其2。1 陷 2 SEM1球化率、珠光体、球径、渗碳体及硬度件号球化等级珠光体球径（级）渗碳体磷共晶硬度HBHRC1285％52235572380%50.5228513470％51217474385％61225485385％6024059从上表看出,球化率，珠光体量偏低，硬度偏低，球径偏大。3曲轴区域金相组织情况从金相照片中看出,该处球径不规,石墨球数少，球径大，球化不良。件进行化学成分分析2曲轴化学成分件号CSiMn S PCuSnCrNiMg13.752.100。18 0.020 0.0500.420.03000150.0050.03523.681。980.21 0029 005800450028001200060.02833453。73 2。15 0。22 0。028 0.060 0。048 0.0352。12 0。23 0。023 0。043 2。21 0。21 0。024 0。062 0。0。0。009 1．4、 对进口的德国(HBH)曲轴进行分析。表 3 德国（HBH)曲轴金相组织件号球化等级球径渗碳体磷共晶珠光体含量HB硬度淬火 HRC115090％25558215095％26959315090％25059415090％25557德国曲轴的球化率、珠光体、球径、渗碳体及硬度都比较好。。1．5、曲轴淬火裂纹的原因及机理分析..,火时淬火组织相变的应力大于组织强度,使裂纹产生。⑵。P、S元素的影响当铁水中S元素的含量较高时,一般在2％以上，对球化就有影响，主要是S与球化剂中的Mg,MgS夹渣物，破坏和干扰石墨球的生成等。01%25%来，含磷量高，和。（3、珠光体含量低、硬度低。由于铁素体在体变时有珠光体，在,度不，裂,，体不，使淬火的体硬度不高、和时及时，使淬火裂纹大。2、 2．1、 曲轴的球化，高曲轴球化等级。（1用低球化剂—6%Mg和中球化（6—7%M代替高球化剂(8-9%M，保证球化反应稳定，铁水一次，球化剂的入量由高时的 1.2—1．4%高1.55-1．65％。（2)球化时铁水量要使用子称定量铁水.（3用石灰脱硫剂和铁削代替珍珠岩覆盖球化剂，保证球化反应稳定。(用三次孕育处理工艺，球化处理一二次孕育，时随流瞬时2．2、 理整曲轴金成分，高Cu、Mn、Cr、Ni含量，消Sn4 CSiMn S P CuSnCrNi35—19—000 〈0。 06 0。0—000.01-0020。01—后3322。2 0040-05 〈2 <0.06 0.50-070〈0.0107—0100125、炉料在生产初期，炉料主要以生铁为主。序号材料名称5 配料工艺材料牌号 配比1生铁00—5％2废钢0＃ 5—0％3回炉料—3 0—5％4电解铜1 Cu—2 0。8％5锡1 Sn—2 0.0—0。0％目,的炉料还在不断的优化，但基本上是以废钢加增碳剂为主体的炉,具体配料工艺如下：序号材料名称6配料工艺技术条件 配比1打包废钢C：0.15~。23—4％220＃废钢C:0。2~0.3% 10—25%3增碳剂C：79％5—4回炉料QT600-3 4—50％、增加炉炉后化学的检测及控制。现规定,炉化学不符工艺规定,必须格的检测由原来的每炉检一块光谱样改为每球化包检一块光谱样。、加强炉后相、硬度的检验每球化包要一时每炉还要一本体的相和硬度检测,加强相和硬度的控制。、制定化学及相、硬度内控标准。7 内控标准与技术标准相及硬度对比表检测项目检测项目内控标准1—31-2级球径等级5—86—8渗碳体珠光体硬度1％7—9HB200-270058—9HB240-2708 内控标准与化学技术标准对比（)技术标准C344。0Si1.9—2。6Mn≤0。8S≤0.02P≤0。1Cu≤1。0Cr≤0。1Ni≤0.13.5-3.750—4 0。 015 ≤0.060.5-0.70.07-0.114-0.55(二、曲轴部缩孔缩松曲轴在大众公司加工时，其轴颈部有缩孔或缩松，严重时缩孔缩松废品20％，按德国曲轴技术，部不允许有缩孔和缩松。图4曲轴加工后部缩孔 图5曲轴大头部缩1、曲轴部缩孔缩松的成因分析由于球墨铸铁形成缩孔和缩松的倾向都很大,原因是和凝固时铸件外形扩大强度低的塑性薄壳进行凝固的铸件的壳向外，铸件外形扩大，因产生缩孔缩松。因，就曲轴,其缩孔缩松的产生原因是：曲轴缩不到缩作；铁水浇注度135,有时也145；壳不，壳强度不,浇注时产生时候曲轴碳硅含量偏有时砂铁丸紧实度不;2解决曲轴部缩孔缩松的技术措施21自行研制生产发热保和发热块缩放置一发热衬或,的成、化铁、、灰、树脂，如下图6柱型发热保温冒口 图7球型发热保温冒口 图8发热块22 控制好浇注温度，铁水温度控制在1380~1440℃；23,不涨箱；24 将C35～3.75,Si2.0～24%,收缩性。2．5砂箱充填铁丸时要添满，震实20S以上，确保铁丸紧实度。（三）、曲轴一连杆轴径石墨（析出)漂浮曲轴一连杆轴径精车后,其表面出现成片黑点，严重时黑点废品率达到 左右.对连杆小黑点进行SEM电子扫描(能谱分析）如图9-10。图9 500电子扫描片 图10 100电子扫描SEM电子扫描（能谱分析）确连杆小黑点石墨。1、 产生11 ,状（）.1．2 C含量时，C3。7～3。9％，i含量时i3～2。6％。1．3 壳型温度0℃以上（铁丸温度0～0℃，热壳型温度）。4 含量，e4～0。7％。2、 2。1 严控制 C、i含量，C3。0—3。5％，i2．0—4％2 铁丸度,减生产，铁丸充填壳型砂箱时温度0℃。壳型温度0℃。3 在曲轴一连杆轴径出现石墨漂浮的铁块,铁水凝固度。用的球，Re小（四)、曲轴轴表面曲轴轴后不，产曲轴后其表面在，严重时废品废品率达 8％左右.1470-150133—137中的一次细及二次反应来不及上浮到，就凝固使其微小残留在铸件深2—4mm便暴露来。过滤效果差，造打一吨包过大，四包,使降过多。平咀包时没有挡效果。1.5 料锈蚀及不干净。2解决措施:2100采先进的有语音提示数字显示并与微机联网的测网过网不的过滤网过果,过网。在时，在上，起到造效果.特别可使的含量由 0025%降到0008%。及时采高效聚造打采500包采料。（五层离在时，的大头（有发兰盘一端）层约 1-2mm厚落下来，如12.落下来的圆圈破坏性很大，将自动刀具打坏，如果时没有掉下来,在发动机运转中掉下来,将把发动机破坏，该缺陷现的几率约为 0.02％。12111；121314;22122232470℃；(六动平衡合格在发动机中速回转另件,而由平衡振动与其转速的平方成正比振动对导致承承受负荷增消耗功增并降承寿命振动增作噪音件成动并对速转动件动平衡消振动平衡对发动机振动平寿命动平衡一动平衡合格而导致机,13动平衡合格,SCHENCK公每种为10gcm30gcm要求不,平衡而动平衡机，平衡。13动平衡合格轴 14错型1、曲轴动平衡不合格成因分析1．1、曲轴在制造过程中产生较大的变形量，导致曲轴不平衡量过大。1．2、曲轴产生较大的错型，如图14。1．4、曲轴由于涨壳造成连杆颈及主轴颈粗细不一，影响加工定位.、曲轴清,定位点和夹紧点有凸起物引起定位偏差。.2、解决曲轴动平衡不合格措施：、防止曲轴变形了专粘接板的特点是根据曲轴的型壳轮廓粘接板布置型壳在粘接时在一平曲变我在不影响生产的下了型壳粘接时的时一步了粘接.在型壳的我设计了专壳,型壳直立置而且型壳互不挤.每都有地防止了型壳变形。、曲轴轴颈一致性型壳了了凸合了的点,加大了型壳的粘接和粘接力，过工验发采曲轴涨壳量不0.5mm,了曲轴轴颈的一致性了清曲轴的我加了的量和紧实度要求,通过加强型壳刚度防止曲轴涨壳。、加工定位点位置曲轴加工厂的定位一,曲轴一主轴颈夹紧点,平衡块定位点。了不影响厂定位，我曲轴有定位位置格,不允许有任何凸起物和其它影响定位的缺陷，发现问题全部行返修。2。4、加工方面目各加工厂加工曲轴都采几何定心工艺，而定心工序是后序加工的基础几何定心较质量定心的缺点是几何中心和质量中心肯定不能重合而且往往偏差较大曲轴在动平衡时由于其不平衡量过大而无法平衡型壳工艺生产的曲轴一致性较砂型较差方的问题更为明显鉴于几何定心的特,一些加工厂在加工曲轴中心孔时会采取一些预检和预调措施通常的法是连续抽取 10根左右完成粗加工的曲轴，行动平衡测试,当不平衡量超过100gcm 时定的中.过补偿措施有的提高曲轴动平衡的一合格，施的是曲轴一致,如一一动平衡是曲轴加工厂不缺的要设是动平衡的一动平衡根据经验的量、位置,平衡98。有的厂不不根据曲轴批特点中位置，不备动平衡,因此动平衡不合格高,