提高曲轴疲劳强度的强化工艺有哪些 提高轴的表面质量有利于提高轴的疲劳强度

曲轴是发动机中的主要零件之一，在发动机五大件中是难确保加工质量的零件。曲轴服役工况条件恶劣，其失效形式一般是轴颈磨损和疲劳断裂。疲劳断裂往往是破坏性的，涉及安全方面，必须高度重视。提高曲轴疲劳强度常见的强化工艺大致有以下五种：

1.氮化：曲轴氮化包括气体软氮化、离子氮化和盐浴氮化等。氮化能提高曲轴疲劳强度的20%-60%，适用于各类曲轴。

2.喷丸：曲轴经喷丸处理后能提高疲劳强度的20%-40%，但因喷丸时须保护轴颈表面，故采用较少。

3.圆角与轴颈同时感应淬火：该强化方式应用于球铁曲轴时，能提高疲劳强度的20%，而应用于钢轴时，则能提高以上，故在钢轴中应用比较普遍。

4.圆角滚压：由于国内只有少数厂家实现了曲轴圆角滚压强化工艺，且大多数采用的相关工艺设备是国外引进的，故无具体数据。根据统计资料：球铁曲轴经圆角滚压后寿命可提高80%-200%，钢轴经圆角滚压后寿命可提高70%-150%。

5.复合强化：就是应用多种强化工艺对曲轴进行强化处理，例如曲轴轴颈氮化加圆角滚压工艺等。

由以上可知，圆角滚压对提高曲轴疲劳强度有显著作用。目前汽车曲轴以及工程机械用发动机曲轴越来越多的采用圆角滚压强化工艺，国外轿车发动机曲轴几乎全部采用圆角滚压工艺。由于圆角滚压可大幅度提高疲劳强度，因此它成为曲轴“以铁代钢”的关键工艺。就目前而言，曲轴圆角滚压强化工艺已成为提高产品竞争力的重要手段。

4月1日，由鞍重公司提供毛坯生产的世界上大8K90MC-C船用曲轴在大连重工起重集团成功下线，并顺利通过德国劳氏船级社和韩国斗山柴油机公司的船检。这是辽宁省继50型、60型和70型曲轴成功研制后，在大型船用曲轴国产化研制方面的又一大突破。

该90型曲轴的下线标志大连已完全具备生产国内乃至国际大规格曲轴的能力。90型世界上曲轴正式下线，不仅标志着重工起重的曲轴项目进入到一个新的水平，也为大连市建设的造船基地做出了贡献。

此次大连重工•起重集团研制的8K90MC-C曲轴是曲轴家族中名符其实的“大块头”，长15.7米，重198吨，所有精度都要求控制在0.01～0.04mm之间，检测数据多达921个，此前国内仅有上海船用曲轴有限公司一家企业制造出该型号曲轴。辽宁省研制的这支8K90MC-C曲轴实现了材料和加工制造技术的全部国产化，用户为韩国斗山柴油机公司，将安装在中国扬子江造船厂制造的4250标准集装箱船上。

大连重工•起重集团的曲轴项目得到了国家、省、市各级领导的高度关注和科技部、发改委等有关部门的全力扶持。近期，大连重工•起重集团曲轴二期扩能改造项目又被列入国家首批新增1000亿元扩内需、保增长的专项投资中。

大连重工•起重集团计划今年生产各型号曲轴61根。船用曲轴等自主创新产品大量投放市场为该集团实现2009年200亿元产值的目标奠定了坚实基础。

根据安排滚压工序和圆角形式的不同，曲轴圆角滚压大致可分为以下三种类型：

1)直接滚压。直接滚压就是在精磨主轴颈和连杆颈时用砂轮磨出与滚轮半径大小相同的圆角(偏差不大于0.1mm)进行滚压。直接滚压的缺点就是容易在轴颈表面和侧表面挤出一线凸台，后续工序难以处理;在需要轴颈感应淬火的曲轴，滚压后容易引起较大的弯曲变形，滚压校直处理，处理时也比较棘手。

2)粗加工滚压。粗加工滚压就是在曲轴精磨成形之前进行滚压强化，这样滚压引起的形变可在精加工时去除，但也会将塑性变形带磨去一部分，大大削弱了滚压强化效果，故目前很少采用。

3)圆角沉割滚压。圆角沉割滚压就是在轴颈过渡圆角处沉割出与滚轮半径大小相同的圆角(偏差不大于0.1mm)进行滚压。圆角沉割滚压消除了以上两种滚压方法存在的不足，另外圆角沉割还可以使应力分散。目前国外轿车发动机曲轴几乎全部采用圆角沉割滚压方法。