摘 要 某车用三缸曲轴原来采用整体盐浴氮化工艺，经氮化处理的曲轴具有优异的耐磨性、耐疲劳性。但近期为了执行国家环保要求，要我公司用圆角淬火成品曲軸全面替代氮化成品曲轴。由于该曲轴的结构很单薄，英国原设计采用盐浴氮化对曲轴进行整体强化，现在要求切换成圆角淬火曲轴，疲劳试验安全系数≥1.3，有许多关键指标需要控制。

关键词 曲轴；圆角；工艺改进

1 原材料的选用

选定一种合适的原材料，要满足疲劳试验安全系数要求，同时具有优良的性价比。根据以往圆角淬火曲轴使用材料，选定 42CrMoA材料。

2 锻造过程

确定合适的料段加热后出炉温度，保证锻打过程材料在型腔内填充饱满。

3 毛坯热处理过程

本次疲劳试验结果：按1700N.m加载，2件通过，2件未通过，通过率50%。解剖1件未通过的试样，其抗拉强度931MPa；屈服强度772MPa，断后伸长率16.5%，断面收缩率65，性能指标均合格。

但疲劳试验未能稳定通过1700N.m。经分析，原因是抗拉强度与屈服强度较低，故判断在下次试验时抗拉强度应控制在940MPa以上，屈服强度应控制在780MPa以上（采用本钢模铸42CrMoA 材料）。

疲劳试验总结：以上共做完23块疲劳试样。

按1700N.m加载4个，全部通过，通过率100%

按1750N.m加载9个，7过2断，通过率78%

按1800N.m加载6个，5过1断，通过率83%

按1850N.m加载2个，1过1断，通过率50%

按1900N.m加载1个，全部通过，通过率100%

按1950N.m加载1个，全部断裂，通过率0%

可以看出：该曲轴按1700—1800N.m加载，其通过率是较为稳定的 （该曲轴疲劳极限1715N.m）。加载到1850N.m及以上，通过率就较低了。

舍弃无效及异常数据，可得50%存活率的疲劳极限为

M-1（50%）=[（1800+1850）/2+（1800+1850）/2+（1800+1850）/2+（1800+1850）/2+（1800+1850）/2+ （1750+1800）/2]/6=1816.7N·m

子样标准差Sn-1==20.4

变异系数μ=Sn-1/M-1（50%）=20.4/1800=0.0112

存活率为50%时的安全系数为

n= M-1（50%）/ M-1=1816.7/1319=1.38

存活率99.9%时的曲轴疲劳极限

M-1（99.9%）=M-1（50%）-α×K×Sn-1 1816.7-3.09×1.051×20.4=1750.4N·m

由标准中附表可知，置信度95%、相对误差限度5%时为了估计99.9%存活率所需的最少子样为6时，变异系数最大值为0.0476，而该次试验μ=0.0112 <0.0476，故精度满足要求。

存活率为99.9%时的安全系数为

n= M-1（99.9%）/ M-1= 1750.4/1319 = 1.33

7 结束语

安全系数1.33，变异系数0.0112，符合该曲轴疲劳试验标准要求，满足了雷沃动力三缸曲轴安全系数≥1.30的要求。

作者简介

王姝（1986-），女，辽宁丹东；毕业院校：辽宁石油化工大学，专业：机械设计制造及其自动化，学历：本科学历，现就职单位：辽宁五一八内燃机配件有限公司，研究方向：机械加工方向。