EA113发动机球铁曲轴加工质量问题的探讨
一汽铸造公司特种铸造厂高广阔
摘要:本文主要介绍我厂针对EA113发动机球铁曲轴,在加工过程中出现一些常见的质量问题,通过较细致研究分析,对症下药,采用一系列技术措施,较好的解决了诸多问题,有效的降低了曲轴加工废品率。关键词:曲轴加工、质量问题、攻关解决。一、前言曲轴是汽车发动机上的关键零件之一,其性能的好坏直接影响汽车质量和寿命。曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩,也承受着高速旋转中长时间的磨损,因此,不但要求曲轴材质具有较好的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能,而且,也要求曲轴加工后其表面不允许有任何铸造缺陷。我厂从2006年开始为一汽大众公司EA113发动机独家供应曲轴毛坯,完全实现曲轴国产化,其曲轴毛坯质量和性能要求非常高,抗拉强度σb≥700Mpa,延伸率δ≥3,硬度HB250以上。淬火硬度为HRC55以上,曲轴表面粗糙度为Ra63Ra32,曲轴尺寸精度为CT5CT6级。另外,曲轴加工后其表面质量要求很高,不允许有任何用肉眼能看见的缺陷。在供货的初期,曲轴的内外废品率都非常高,特别是曲轴在一汽大众公司加工时连续出现淬火裂纹、内部缩孔缩松、一连杆石墨析出和轴颈表面渣气孔等质量问题。几年来,我们针对曲轴的加工质量问题进行了扎扎实实的研究和攻关,并取得较好的效果,到2010年曲轴的内废率控制在10左右,外废率控制在0.3左右,曲轴的综合废品率控制在1.50以下。二、曲轴加工质量问题的研究攻关
(一)、曲轴淬火裂纹问题曲轴材质因是球墨铸铁、组织不均、导电性差,因此,曲轴轴径淬火时易出现裂纹。曲轴在汽车行驶过程中主要承受复杂的弯曲扭转载荷和一定的冲击载荷,那么曲轴轴径淬火裂纹就扩展,最后可能会导致断裂。EA113发动机的R06A曲轴在供货初期,曲轴淬火时连杆轴径油道孔边缘产生裂纹,严重时裂纹废品率在40%以上,一汽~大众公司对曲轴的淬火裂纹的检查要求是,只要有一件裂纹,整批曲轴全部报废。1曲轴淬火裂纹成因分析11、淬火裂纹缺陷特征在连杆轴径的油道孔边缘处,经荧光磁粉探伤后才能发现,裂纹长度大约在1~5mm,深度为05~3mm,对淬火裂纹缺陷进行SEM电子扫描(能谱分析),其图像如图2。
f图1
淬火裂纹缺陷
图2SEM电子扫图像
1.2、对裂纹件进行球化率、珠光体、球径、渗碳体及硬度分析:表1球化率、珠光体、球径、渗碳体及硬度件号球化等级珠光体球径(级)渗r