制造工艺

• 锻造工艺：

• 自由锻：对于大型曲轴，常采用自由锻方法制造毛坯。先将钢锭加热至合适的锻造温度范围，一般在 1000℃-1200℃左右，然后利用空气锤、蒸汽 - 空气锤或水压机等设备进行锻造。通过镦粗、拔长等基本工序，改善金属内部组织，使其更加致密均匀，提高力学性能。自由锻可制造出形状简单的曲轴毛坯，后续需进行大量的机械加工。

• 模锻：对于一些尺寸较小、批量较大的曲轴，可采用模锻工艺。将加热后的坯料放入预先设计好的模具中，在压力机的作用下使其充满模具型腔，从而获得与曲轴形状相近的毛坯。模锻件的尺寸精度和表面质量较高，机械加工余量小，但模具成本较高，适用于特定型号的曲轴批量生产。

• 机械加工工艺：

• 粗加工：锻造后的曲轴毛坯需进行粗加工，去除大部分余量，接近最终的尺寸和形状。粗加工主要包括车削、铣削等工序，如使用大型车床对曲轴的主轴颈和连杆轴颈进行外圆车削，去除表面的氧化皮和多余材料，为后续的精加工留 0.5mm-1mm 的加工余量。

• 精加工：在粗加工的基础上，进行半精加工和精加工，以达到设计要求的尺寸精度和表面质量。精加工工序包括磨削、超精加工等，如采用高精度的磨床对轴颈进行磨削，使轴颈的表面粗糙度达到 Ra0.8μm-Ra0.4μm，圆度和圆柱度误差控制在极小范围内。

• 表面处理：为了提高曲轴的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度，通常需要进行表面处理。常见的表面处理方法有淬火、氮化等。淬火可使曲轴表面获得高硬度的马氏体组织，提高耐磨性和疲劳强度；氮化处理则可在曲轴表面形成一层硬度高、耐磨性好的氮化层，同时还能提高零件的抗腐蚀性。

• 热处理工艺：

• 正火：将曲轴毛坯加热到临界温度以上 30℃-50℃，保温一段时间后在空气中冷却。正火的目的是细化晶粒，改善组织，消除锻造应力，为后续的加工和热处理做好组织准备。

• 调质处理：一般在粗加工后进行调质处理，即淬火后高温回火。淬火时将曲轴加热到 840℃-860℃左右，油冷或水冷，然后在 550℃-650℃进行回火。调质处理可使曲轴获得良好的综合力学性能，提高其强度和韧性。

质量检测标准

• 尺寸精度检测：

• 轴颈尺寸：使用高精度的量具，如千分尺、游标卡尺等，测量主轴颈和连杆轴颈的直径、长度等尺寸，其尺寸公差通常控制在 ±0.02mm-±0.05mm 范围内，具体数值根据曲轴的设计要求而定2。

• 形位公差：检测轴颈的圆度、圆柱度、同轴度、平行度等形位公差。圆度和圆柱度误差一般要求不超过 0.005mm-0.01mm，同轴度和平行度误差在 0.02mm-0.05mm 以内。可采用圆度仪、圆柱度测量仪、三坐标测量仪等精密测量设备进行检测2。

• 表面质量检测：

• 外观检查：采用肉眼或放大镜观察曲轴表面，不得有裂纹、砂眼、气孔、夹杂物、划伤、锈蚀等缺陷。对于表面微小的缺陷，可采用磁粉探伤、渗透探伤等无损检测方法进一步检查2。

• 粗糙度测量：使用粗糙度仪测量轴颈表面的粗糙度，一般要求轴颈表面粗糙度达到 Ra0.8μm-Ra0.4μm，特殊要求的部位可达到 Ra0.2μm。

• 内部质量检测：

• 金相组织分析：通过金相显微镜观察曲轴的金相组织，应符合相应的材料标准和热处理要求。一般要求组织均匀，无过热、过烧、脱碳等缺陷，晶粒度在规定的等级范围内，如 5 级 - 8 级1。

• 硬度检测：采用硬度计检测曲轴表面和内部的硬度，如洛氏硬度计、布氏硬度计等。不同部位的硬度要求不同，一般轴颈表面硬度在 HRC45-HRC55 之间，心部硬度在 HRC30-HRC40 之间12。

• 探伤检测：采用超声波探伤、射线探伤等方法检查曲轴内部是否存在裂纹、气孔、夹杂物等缺陷，确保曲轴内部质量良好。

• 力学性能检测：

• 拉伸试验：抽取曲轴试样进行拉伸试验，检测抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率等指标。抗拉强度一般在 800MPa-1000MPa 以上，屈服强度在 600MPa-800MPa 以上，断后伸长率和断面收缩率符合相应材料标准要求1。

• 冲击试验：进行冲击试验，考核曲轴材料的抗冲击能力。冲击试样一般采用 V 型缺口，试验温度为室温或根据实际使用环境确定，冲击吸收功应满足设计要求，如常温冲击吸收功不低于 50J-80J1。

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