汽车曲轴制造工艺和设备介绍

      曲轴是汽车发动机的关键部件之一，也是发动机的主要受力零件，因此容易发生疲劳破坏。目前的车用发动机曲轴材质有球墨铸铁和钢两大类。其生产过程大致要经过铸造或者锻造、机械加工和表面强化处理三个步骤。下面让我们来了解一下曲轴加工各个步骤的工艺水平以及所用的设备情况。

      球墨铸铁曲轴毛坯铸造技术

      生产高质量球墨铸铁的关键是获得高温低硫的纯净铁水，熔化铁水主要是用冲天炉为主的设备。传统工艺生产出来的铁水没有进行预脱硫处理，而且原材料中的高纯生铁少，加热所用的焦炭质量也较差，得到的铁水质量不佳。新工艺采用双联外加预脱硫的熔炼方法，铁水经过炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。目前，国内厂家在铁水成分的检测上，已普遍采用真空直读光谱仪，检测结果非常可靠。

      对于球墨铸铁曲轴毛坯铸造的造型获得，主要有气流冲击和粘土砂型两种造型工艺方法，前者的效果明显要好于后者。用气流冲击造型工艺获得的砂型具有无反弹变形量等特点，对于多拐曲轴的加工非常有利，可以得到高精度的曲轴铸件。目前，这种工艺所需要的设备只能依靠从国外进口，费用较高，而有能力引进整条气流冲击造型工艺生产线的企业则是凤毛麟角。

      钢曲轴毛坯的锻造技术

      除了球墨铸铁外，钢也是曲轴常用的材料。不同于球墨铸铁曲轴的铸造工艺，钢曲轴需要采用锻造工艺来加工。近几年来，国内已引进了一批先进的锻造设备，但由于数量太少，而且与其配套的模具制造技术及其他一些设施水平达不到要求，使这些先进的锻造设备没有能够发挥应有的作用。由此可见，未来需要更新和改进的陈旧设备还是很多的，先进技术的应用仍然任重道远。

      曲轴机械加工技术

      当下，国内曲轴机械加工所使用的设备主要为普通机床和专用机床组成。粗加工时，大多采用多刀车床车削曲轴主轴颈和拐颈，其加工质量的稳定性很差，容易产生较大的内应力，加工余量经常达不到工艺要求。而精加工采用的多是手动操作的曲轴磨床来进行抛光，加工质量也不理想。况且，这种设备自动化程度低，加工效率也不能让人满意。为了提升企业的竞争力，很多厂家已经开始从国外引进先进的生产设备和生产技术，生产水平得到了较大的提升。

      曲轴表面强化处理技术

      曲轴的表面强化处理技术也是生产中的一个重要环节，直接决定着成品耐用度的高低。球墨铸铁曲轴和钢曲轴的表面强化处理工艺是不同的，前者一般先采用正火处理，为表面处理做好组织准备，再通过感应淬火或氮化工艺达到表面强化的目的。而锻钢曲轴的表面强化过程则采用的是轴颈与圆角淬火工艺。这套工艺需要使用的设备包括 AEG 全自动曲轴淬火机床、EMA 淬火机床等，这些设备目前都不得不依赖进口。

      另据国外资料介绍，球墨铸铁曲轴采用圆角滚压工艺与离子氮化结合的复合强化技术处理，可以使曲轴的抗疲劳强度提高130%以上。近几年，国内部分厂家依据这条经验进行了相关的实践，取得了良好的表面强化效果。