提升曲軸耐磨性的熱處理方案

一、預(yù)處理

1、正火：對曲軸毛坯進(jìn)行正火處理，目的是細(xì)化晶粒，均勻組織，為后續(xù)加工和熱處理做好準(zhǔn)備。加熱至適當(dāng)溫度（如中碳鋼曲軸通常在820-860°C），保溫后在空氣中冷卻，可改善曲軸的切削加工性能，減少加工應(yīng)力。

2、去應(yīng)力退火：對于鑄造或鍛造后的曲軸，若存在較大內(nèi)應(yīng)力，需進(jìn)行去應(yīng)力退火。加熱至較低溫度（如500-650°C），保溫一段時間后緩慢冷卻，以消除內(nèi)應(yīng)力，防止在后續(xù)加工或使用過程中因應(yīng)力釋放而產(chǎn)生變形或裂紋。

二、熱處理

1、調(diào)質(zhì)處理：這是提升曲軸綜合機(jī)械性能的關(guān)鍵步驟。淬火時，將曲軸加熱至820-870°C（具體溫度根據(jù)曲軸材質(zhì)調(diào)整），保溫后在油或水中快速冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，獲得高硬度組織。隨后進(jìn)行高溫回火（500-650°C），保溫后空冷，將馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹚魇象w，提高曲軸的韌性和綜合力學(xué)性能，使其既有較高強(qiáng)度又具備一定韌性，為表面強(qiáng)化處理奠定基礎(chǔ)。

2、表面淬火：采用感應(yīng)淬火或火焰淬火對曲軸軸頸等關(guān)鍵部位進(jìn)行表面強(qiáng)化。感應(yīng)淬火時，通過感應(yīng)線圈在曲軸表面產(chǎn)生渦流，快速加熱至淬火溫度（如850-950°C），然后噴水或噴霧冷卻，使表面形成高硬度的馬氏體層，厚度可達(dá)2-5mm，顯著提高表面耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而心部仍保持較好韌性。火焰淬火則利用氧-乙炔火焰或其他燃?xì)饣鹧鎾呙杓訜崆S表面，達(dá)到淬火目的，但需控制好加熱速度和溫度，防止過熱或過燒。

3、氮化處理：對于要求更高耐磨性和耐腐蝕性的曲軸，可在調(diào)質(zhì)和表面淬火后進(jìn)行氮化處理。將曲軸置于氨氣或氮?dú)夥諊校訜嶂?80-560°C，保溫一段時間，使氮元素滲入曲軸表面，形成氮化層。氮化層硬度高、耐磨性好，且能提高曲軸的疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性能，但氮化處理時間較長，成本相對較高。

三、后處理

1、深冷處理：在完成上述熱處理后，可對曲軸進(jìn)行深冷處理。將曲軸置于-120°C至-196°C（液氮溫度）的環(huán)境中，保溫一定時間，使殘留奧氏體進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，提高曲軸的硬度和尺寸穩(wěn)定性，減少在使用過程中的變形。

2、表面處理：為進(jìn)一步提高曲軸的耐磨性和抗粘著磨損能力，可對表面進(jìn)行磷化、鍍硬鉻或涂覆耐磨涂層等處理。磷化處理可在曲軸表面形成一層磷化膜，起到防銹和減摩作用；鍍硬鉻能增加表面硬度和光澤度，提高耐磨性，但鍍鉻層較脆，需控制鍍層厚度；耐磨涂層如陶瓷涂層、納米復(fù)合涂層等，具有良好的耐磨性和耐高溫性能，可根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的涂層材料和工藝。