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guandang.net/ 汽车发动机连杆的热处理工艺设计 本文档下载自文档下载网,内容可能不完整,您可以点击以下网址继续阅读或下载: http://doc.guandang.net/b6355c93a656e4fbef0b6bc62.html ― 汽车发动机连杆的热处理工艺设计 目录摘要-1) .概述-2) .1 前言-2) .2 使用性能-2) .3 失效形式-2) .4 材料选择-2) .4.1技术要求-2) .4.2材料比较-3) .5 热处理工艺及目的-http://doc.guandang.net/b6355c93a656e4fbef0b6bc62.html-4) .5.1退火-4) .5.2正火-4) .5.3淬火-4) .5.4回火-5) .热处理工艺-5) .1工艺路线-5) .1.1 等温退火-5) .1.2淬火-5) .1.3回火-http://doc.guandang.net/b6355c93a656e4fbef0b6bc62.html-6) .实验结果及分析-6) .1 组织及分析-6) .1.1原始组织-6) .1.2 等温退火后组织-7) .1.3淬火后组织-7) .1.4 回火后组织-8) .2 缺陷分析-8) .2.1过热-8) .2.2欠热-8) .2.3淬火裂http://doc.guandang.net/b6355c93a656e4fbef0b6bc62.html纹-8) .2.4脱碳组织-8) .2.5热处理变形-9) .2.6软点-9) .2.7回火缺陷-9)

4 . 总结-10) . 参考文献-10) .致谢-10) 摘要综述了汽车发动机连杆的工作环境,使用性能,失效形式,连杆材料的选择,热处理工艺等.主要就连杆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以

图表的形式列出.并就实验中出现的问题作了分析http://doc.guandang.net/b6355c93a656e4fbef0b6bc62.html,以供参考. 关键词:连杆热处理;

等温退火;

淬火;

回火;

问题分析 .概述.1 前言 连杆(link) 连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件.例如在往复活塞式动力机械和压缩机中,用连杆来连接活塞与曲柄.连杆多为钢件,其主体部分的截面多为圆形或工字形,两端有孔,孔内装有青铜衬套或滚针轴承,供装入轴销而构成铰接. 连杆是汽车发动机中的重要零件,它连接着活塞和曲轴,其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率. 连杆在工作中,除承受燃烧室燃气产生的压力外,还要承受纵向和横向的惯性力.因此,连杆在一个复杂的应力状态下工作.它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力. 连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形.通常疲劳断裂的部位是在连杆上的三个高应力区域.连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能;

又要求具有足够的钢性和韧性. .2 使用性能 .2.1. 功用:连接活塞与曲轴 ,并把活塞承受的气体压力传给曲轴,使得活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动. .2.2. 工作条件:承受压缩、拉伸和弯曲等交变载荷 . .2.3. 对其要求:强度高、刚度大、重量轻 . .2.4. 材料:一般都采用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻,然后经机加工和热处理 .3 失效形式 连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形.通常疲劳断裂的部位是在连杆上的三个高应力区域.连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能;

又要求具有足够的钢性和韧性. .4 材料选择 .4.1 技术要求 连杆应按经规定程序批准的图样和技术文件制造.并符合本标准的要求. 连杆体及连杆盖应采用下列牌号的材料制造 Cr,35CrMo,45, 连杆体和连杆盖应经调质处理,硬度为HB 217-293,同一型号发动机的连杆体及连杆盖其硬度差应不大于HB 40单位. ://doc.guandang.net/b6355c93a656e4fbef0b6bc62.htmlpar连杆纵向剖面上的金属宏观组织的纤维方向应沿着连杆中心线并与连杆外形相符,无紊乱及间断现象. 成品连杆的金相显微组织在连杆小头工字形截面检验应为均匀的细晶粒索氏体结构,不允许有片状 铁素体和非金属夹杂物,脱碳层深度在工字形表面上不得大于..10 min, 连杆毛坯应进行强化喷丸处理. 连杆不得有因金属未充满锻模而产生的缺陷,不得焊补. 连杆非加工表面不得有裂纹、夹层、气孔、夹渣、折迭、氧化皮腐蚀等缺陷.分模而飞边高度应不大于0.8mm,允许有数量不多于2个,直径不大于5mm,深度不大于0.5 mm的凹坑或修整缺陷的痕迹但位置不得在同一横截面上,经修整的痕迹应圆滑过渡. 连杆应经磁力探伤或其它无损探伤检测,磁力探伤后应退磁. .4.2 材料比较 材料40Cr, 35CrMo, 45,的成分,热处理,机械性能见表1.1 表1.1材料40Cr, 35CrMo, 45的成分,热处理,机械性能 [此处图片未下载成功] 在Cr钢中加入Mn,,

能改善塑性和韧度,提高硬度,强度和淬透性.Mo在CrMo钢中能降低固溶体的分解速度和淬火临界冷却速度. 钢和Cr钢相比,过热和晶粒粗化敏感性小,淬透性和回火稳定性高.并能消除

3 钢对于回火脆性的敏感性.制造要求承受较高的抗拉,压,弯曲强度和疲劳强度的连杆等零件. 综上所述,连杆的材料最终选择为35CrMo. .5 热处理工艺及目的 热处理:把金属或合金加热到给定温度并保持一段时间,然后用选定的速度和方法使之冷却,以得到所需要的显微组织和性能的操作工艺,被称为热处理. 轴承热处理直接关系着后续的加工质量,以致最终影响零件的使用性能及寿命,同时轴承热处理又是轴承制造中的能源消耗大户和污染大户.轴承的热处理装备直接影响轴承热处理质量,以及能源消耗和污染.轴承http://doc.guandang.net/b6355c93a656e4fbef0b6bc62.html钢的硬度和强度都很高,经过退火后才可以进行加工,而且细化晶粒,提高原始组织的性能,当粗加工完毕后还要对其进行淬火和冷处理. .5.1 退火:将工件加热到临界点(Ac1或Ac3)以上某一温度,停留一定的时间(保温),然后进行缓慢冷却(同炉子一起冷却),这种操作过程叫做退火. 退火的目的: (1)降低硬度,便于工件易切削. (2)改善材料的组织及机械性能. (3)改善组织结构,为以后的淬火做好准备. (4)消除内应力. (5)得到细小的结晶. 退火设备:现阶段我国的退火设备是氧化炉和保护气氛炉共存,氧化炉多于保护气氛炉;

周期炉和连续炉共存,且周期炉多于连续炉.美国、英国、日本等国家早在20世纪六七十年代就已全面推广推杆式和辊底式等温球化退火炉,缩短退火周期,节约能源,并提高退火质量.随着轴承零件加工技术的发展,以及精密锻造和精密辗扩(冷辗)工艺的采用,零件毛坯的加工精度越来越高,由此带来了对保护气氛退火的需求.轴承行业应迅速推广保护气氛球化退火,以减少退火后的氧化脱碳,提高加工效率,节材节能,降低成本. .5.2 正火:将工件加热到Ac3或Acm以上30-50℃,经保温后,从炉中取出放在空气中冷却的一种热处理操作.(正火的冷却速度要比退火快的多). 正火后其强度和硬度较退火的高一些,塑性稍低,使珠光体数量增加,改善组织保证得到较高的机械性能,由于在空气中冷却,生产率高. .5.3 淬火:是将工件加热到临界点(Ac3或Ac1)以上,经保温后急速冷却以获得马氏体组织(也有一定量的残余奥氏体),这种热处理操作称之为淬火.钢经过淬火后在性能上的突出特点是硬度很高而塑性很低. 淬火的目的: (1)增加钢制工件的硬度及耐磨性. (2)通过淬火和随后的中温或高温回火能使工件获得良好的综合性能. 淬火设备:淬火冷却装备是除淬火介质外影响工件淬火效果的另一大因素.我国现阶段淬火冷却装备控制参数较少,一般只对油温http://doc.guandang.net/b6355c93a656e4fbef0b6bc62.html和油的循环进行........