[发明专利]大功率发动机曲轴及其制作方法

权利要求书

1.一种大功率发动机曲轴,其特征在于：所述曲轴包含的组分及重量百分比如下：

C：0.42～0.50%，Si：0.15～0.37%，Mn：0.50～0.90%，P：0～0.035%，S：0～0.035%，Cr：0.15～0.30%，Ni：0.15～0.40%，Mo：0.01～0.15%，Cu：0～0.20% ，余量为铁和不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的大功率发动机曲轴，其特征在于：所述曲轴包含的组分及重量百分比如下：

C：0.44～0.48%，Si：0.15～0.35%，Mn：0.60～0.90%，P：0～0.035%，S：0～0.035%，Cr：0.20～0.30%，Ni：0.20～0.40%，Mo：0.01～0.15%，Cu：0～0.20% 。

3.如权利要求1所述的大功率发动机曲轴，其特征在于：所述曲轴包含的组分及重量百分比如下：

C：0.45～0.47%，Si：0.15～0.35%，Mn：0.65～0.90%，P：0～0.03%，S：0～0.03%，Cr：0.25～0.30%，Ni：0.25～0.40%，Mo：0.05～0.15%，Cu：0～0.20% 。

4.如权利要求1或2或3所述的大功率发动机曲轴，其特征在于：所述曲轴的机械性能为：抗拉强度Rm为690-850MPa，名义屈服强度Rp0.2≥390MPa，断后伸长率A≥16%，断面收缩率≥45%，深度5mmU型缺口试样的冲击吸收功Aku5≥22J。

5.如权利要求4所述的大功率发动机曲轴的制作方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）曲轴光坯：曲轴光坯采用经精炼或真空处理的镇静钢，或电渣重熔钢，镇静钢或电渣重熔钢的成份应符合上述成分要求，曲轴光坯的锻造比不得小于4，光坯锻造后，进行退火或正火+高温回火处理，所述正火：加热温度830℃～870℃，保温8-10小时;所述高温回火处理：回火温度630℃～670℃，回火时间20-25小时，在钢锭冒口端一侧1/2R处取样，按照GB/T699规定进行热处理后做力学性能试验，结果应符合上述曲轴的机械性能要求，曲轴光坯经粗加工后按GB/T6402《钢锻件超声波检验方法》进行超声波探伤；

（2）曲轴镦锻：曲轴光坯通过具有连续纤维的镦锻方法锻制成曲轴毛坯，曲轴毛坯在功率输出端留放连体试块，其截面与锻件主体的截面一致，曲轴毛坯进行正火或正火+高温回火处理，所述正火：加热温度830℃～870℃，保温7-10小时;所述高温回火处理：回火温度630℃～670℃，回火时间10-15小时，以消除应力和改善组织；

（3）曲轴毛坯按照产品要求进行粗加工；

（4）曲轴热处理：粗加工后的曲轴毛坯进行热处理，方法为：淬火+高温回火，即调质处理，所述淬火处理：加热温度830℃～840℃，保温5-7小时; 所述高温回火处理：回火温度500℃～600℃，回火时间9-11小时，空气冷却；

然后对进行表面中频感应淬火，淬火部位：曲柄销轴颈及外圆根部位、主轴颈、止推面，淬火后的表面硬度：50～55HRC，止推面及外圆弧圆根部位≥45HRC，硬化层深度2～5mm；

（5）成品加工：精铣安装面、钻铰安装面各孔；钻斜油孔；半精磨主轴颈、精车开档及自由端、输出端；半精磨及精磨连杆颈，精车自由端锥度，精磨主轴颈、自由端锥度。

6.如权利要求4所述的发动机曲轴的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）曲轴光坯：曲轴光坯采用经精炼或真空处理的镇静钢，或电渣重熔钢，镇静钢或电渣重熔钢的成份应符合上述成分要求，曲轴光坯的锻造比不得小于4，光坯锻造后，进行退火或正火+高温回火处理，所述正火：加热温度840℃～860℃，保温9-10小时;所述高温回火处理：回火温度640℃～660℃，回火时间20-22小时，在钢锭冒口端一侧1/2R处取样，按照GB/T699规定进行热处理后做力学性能试验，结果应符合上述曲轴的机械性能要求，曲轴光坯经粗加工后按GB/T6402《钢锻件超声波检验方法》进行超声波探伤，应符合如下要求：a)超声波探伤起始灵敏度为Φ2mm当量；b)光坯内部缺陷采用当量缺陷（AVG图）表示；c)光坯中不得有白点、裂纹；d)光坯中不得有密集性缺陷存在，密集性缺陷系指棱长50mm的立方体内，同时存在5个以上缺陷且每个缺陷的当量直径等于或大于Φ2～Φ4mm ；e)光坯中允许有非密集性当量直径为Φ2～Φ4mm的缺陷存在，Φ2mm以上单个缺陷应记录；非密集性缺陷系指棱长50mm的立方体内，数量少于5个Φ2～Φ4mm的缺陷； f)光坯中不允许有连续缺陷存在，连续缺陷是指某个距离上当量直径≥Φ2mm，幅度波动范围能在探头持续移动距离等于或大于30mm的区间内≤2dB的缺陷信号；

（2）曲轴镦锻：曲轴光坯通过具有连续纤维的镦锻方法锻制成曲轴毛坯，曲轴毛坯在功率输出端留放连体试块，其截面与锻件主体的截面一致，曲轴毛坯进行正火或正火+高温回火处理，所述正火：加热温度840℃～860℃，保温8-10小时;所述高温回火处理：回火温度640℃～660℃，回火时间10-12小时，以消除应力和改善组织；

（3）曲轴毛坯按照产品要求进行粗加工；

（4）曲轴热处理：粗加工后的曲轴毛坯进行热处理，方法为：淬火+高温回火，即调质处理，所述淬火处理：加热温度840℃，保温6小时; 所述高温回火处理：回火温度550℃～600℃，回火时间10小时，空气冷却；

然后进行表面中频感应淬火，淬火部位：曲柄销轴颈及外圆根部位、主轴颈、止推面，淬火后的表面硬度：50～55HRC，止推面及外圆弧圆根部位≥45HRC，硬化层深度2.5～5mm；

（5）成品加工：精铣安装面、钻铰安装面各孔；钻斜油孔；半精磨主轴颈、精车开档及自由端、输出端；半精磨及精磨连杆颈，精车自由端锥度，精磨主轴颈、自由端锥度。