材料技術(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-31 02:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 曲軸案例 2+：鋼材鍛造比低致使曲軸早期斷裂 曲軸案例 3： D6114ZLQ10B柴油機(jī)，配洛陽福塞特車，運(yùn)行 9984km后斷裂。 鍛造時(shí)曲柄臂出現(xiàn)凹陷，用低碳鋼焊條進(jìn)行補(bǔ)焊。 曲軸案例 4： 曲軸油孔加工缺陷致使曲軸斷裂發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行約 6萬 km后于 Ⅰ 連 2曲柄臂處斷裂，斷口與軸向呈 45176。 ，疲勞源位于淬火硬化層之下的次表層，形成于油孔內(nèi)壁。內(nèi)壁粗糙，加工痕跡過深引起應(yīng)力集中 案例 5： 云南河口縣壓路機(jī)運(yùn)行約 900h曲軸（松林）斷裂發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) D6114ZG2B QT700－ 3：軸頸中頻淬火（ 45～ 55HRC,淬硬層要求 ～)＋園角滾壓強(qiáng)化 問題：局部鑄造缺陷（曲柄臂淺表層內(nèi)有異常塊狀凸起物等）中頻感應(yīng)淬火著色狀態(tài)極差（淬硬層最深僅～ ） 曲軸案例 6： 湖南益陽某客戶的歐曼卡車，配 6C260發(fā)動(dòng)機(jī)，運(yùn)行約 12100km曲軸 (SAE1548)斷裂 主軸 肩與曲柄臂呈折線過渡處，且該處恰好為淬火與非淬火分界 曲軸案例 7： 軸頸圓角處感應(yīng)淬火不當(dāng)，有效硬化層深度為零！ 凸輪軸 凸輪軸驅(qū)動(dòng)氣門，在長(zhǎng)期的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，要求凸輪表面耐磨并保持設(shè)計(jì)的桃形不變。因此，凸輪與挺柱這對(duì)摩擦副的匹配性是選擇凸輪材料的主要依據(jù)。 常用材料 熱處理工藝 應(yīng)用舉例 低碳鋼 楔橫軋制坯，滲碳，整體淬火或凸輪和軸承檔感應(yīng)淬火，如 20Cr鋼 11 121凸輪軸 中碳鋼 楔橫軋制坯，正火，凸輪和軸承檔感應(yīng)淬火，如 50Mn鋼 114 球墨鑄鐵 鑄造制坯，正火，等溫淬火，如QTH460 13 128 合金鑄鐵 鑄造制坯，凸輪感應(yīng)淬火，如1E753B 121 激冷鑄鐵 鑄造形成凸輪表面的白口層 原 G6135 由于 G6135產(chǎn)品發(fā)展，原激冷鑄鐵凸輪軸出現(xiàn)斷軸現(xiàn)象較多，現(xiàn)已改為球墨鑄鐵等溫淬火。 凸輪軸案例 1： 20Cr材料；機(jī)號(hào) B0329657 D6114ZLQ18A配紅巖貨車，累計(jì)行使 45000Km，φ46 和 φ60 軸承檔的過渡圓角存在火裂紋，導(dǎo)致疲勞斷裂。 凸輪軸案例 2： 50Mn材料；件號(hào) D0910130d（ Mn）、 6C280配歐曼重卡、壽命 1天。 （ 1）凸輪軸軸頸表面存在鍛造折疊，形成疲勞源。 （ 2）正火不良，基體強(qiáng)度不足。 凸輪軸案例 3： 50Mn材料；件號(hào) D0910130e 斷裂原因 （ 1）基體正火強(qiáng)度不足，僅為 360MPa；（ 2）軸頸車削刀痕嚴(yán)重， 形成疲勞源。 連桿 連桿是將活塞直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵零件，它要求具備合理的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸，桿身須具有足夠的抗拉抗壓強(qiáng)度與剛度等綜合的力學(xué)性能；此外，對(duì)連桿的流線有嚴(yán)格要求，即流線方向與連桿外形基本一致，無回流、中斷，或邊緣大于 45176。 的纖維開口。 常用材料 熱處理工藝 應(yīng)用舉例 優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼 模鍛制坯，調(diào)質(zhì)處理；如 1E68 440Cr、 35CrMo、 42CrMo等 12 9DF 模鍛制坯，鍛造余熱淬火 +高溫回火；如40Cr、 35CrMo、 42CrMo等 11 13 128 非調(diào)質(zhì)鋼 模鍛制坯，鍛后控制冷卻；如 40MnV等 高碳鋼 模鍛制坯，控制鍛后冷卻；如 C70S 9DF脹斷式連桿 連桿表面需要經(jīng)過拋丸處理，以提高其疲勞強(qiáng)度 連桿案例 1： 機(jī)號(hào) A106000728的 6135K9b柴油機(jī)配套裝載機(jī)，服役約 4個(gè)月，連桿斷裂，導(dǎo)致活塞、機(jī)體等打壞。 原因：連桿桿身鍛造折疊。 連桿案例 2： 因連桿軸瓦失效導(dǎo)致連桿失效。 挺柱 挺柱與凸輪的接觸方式對(duì)這一對(duì)摩擦副的工況及壽命影響很大。理論上講，挺柱與凸輪呈線接觸；實(shí)際上，由于材料的變形因素，實(shí)為矩形接觸。另外，由于加工與裝配的誤差和零件變形，還可能出現(xiàn)點(diǎn)接觸、錐形接觸、橢圓形接觸等多種形式。 人們?cè)诟纳七@對(duì)摩擦副性能方面做了大量工作，包括作為新技術(shù)革命典型例證之一的 “ 陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī) ” 也與挺柱有關(guān)，即在挺柱底平面釬焊一層薄韌性陶瓷板。如：日本一家公司在氮?dú)夥罩锈F焊一層燒結(jié)氮化硅（ GPSSN），與超硬合金挺柱進(jìn)行性能對(duì)比；在挺柱間隙為零、油膜易中斷條件下，陶瓷挺柱加載為實(shí)機(jī)的 120%未見異常，而超硬合金挺柱加載為實(shí)機(jī)的 70%，即發(fā)生激烈的擦傷。日本從 1993年起開始大量在中型卡車的發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用這一新技術(shù)。 材料 熱處理工藝 應(yīng)用舉例 結(jié)構(gòu)鋼 模鍛制坯，淬火低溫回火；如 50MnX210CrW12 老的 135， 114 合金鑄鐵 鑄造制坯，底平面鑄造冷卻時(shí)形成一層白口層 13 121 陶瓷 模鍛制坯，在氮?dú)庵锈F焊一薄層韌性陶瓷（氮化硅） 三對(duì)偶件 燃油噴射泵有“柴油機(jī)心臟”之稱，三對(duì)偶件（柱塞與柱塞套、出油閥與閥座、針閥與針閥體）起著泵油和高壓噴射的作用，工作過程中，將可能產(chǎn)生下述的磨損： 磨損類型 原 因 機(jī)械磨損 精密偶件之間間隙極小，細(xì)小的雜質(zhì)顆粒隨燃料進(jìn)入精密偶件的配合表面之間，可形成機(jī)械磨損 腐蝕磨損 燃料中含有微量酸性物質(zhì)及水分，與金屬表面產(chǎn)生化學(xué)作用，腐蝕偶件 液力磨損 偶件承受燃油反復(fù)的高壓作用，在偶件控制燃油通 斷的關(guān)鍵部位，容易產(chǎn)生磨損 針對(duì)上述情況，三對(duì)偶件采用的材料和工藝，須滿足耐磨損、耐腐蝕、變形小、顯微組織穩(wěn)定等要求。 柱塞與柱塞套 通常采用 GCr15和 CrWMn等鋼淬火處理， 6265HRC 出油閥與閥座 可用 GCr15和 CrW
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