■ 朱正德

一、小型铸铁曲轴的表面强化工艺

用于1.6L以下小排量发动机的曲轴一般称为小型曲轴。

众所周知，轴颈圆角是加工中难度最大，也是发动机运行时易成为裂纹源的重要区域，出于提高曲轴疲劳强度的目的，就必须对圆角进行强化处理（见图1蓝色部位）。

发动机曲轴的常用强化工艺一般有以下三种：

（1） 轴颈面淬火+圆角滚压工艺（见图2a）。

（2）轴颈面滚压强化+圆角滚压强化工艺。

图1 曲轴的表面强化区域

（3）圆角淬火强化工艺（见图2b）。

目前最常用的是第一和第三种，而本文主要探讨介绍的就是第三种——圆角淬火强化工艺。

事实上，对中大功率发动机曲轴轴颈表面及圆角实施一次性感应淬火强化处理已有成功经验，可是，对于以铸铁材质为主的批量更大、前景更广的小排量发动机曲轴却仍然还是空白。因为实施这项工艺时，表面强化区域是一个既包含轴颈面又包含左右两侧圆角的弧形区域，与中大功率发动机相比，此时曲轴被强化的圆角更小，很多情况下甚至仅为1.0～1.2mm，从而大大增加了对其进行淬火加热的难度。故在执行淬火工艺时，若没有更为精巧的圆角淬火感应器，以及更严谨的控制技术，就很难有效地对凹处（R角）进行可靠的强化处理。包括美国通用在内的众多汽车厂，迄今对小型铸铁曲轴进行强化处理时，依然采用“轴颈面感应淬火+圆角滚压”作为主流工艺。而近年来，为简化生产流程，提高产品质量，降低制造成本，将这一工艺替代机械滚压强化已成功地在德国、日本等主流汽车企业获得应用。……