罗长增，白忠坤，王志超，翟文强，张吉贤

潍柴动力股份有限公司内燃机可靠性国家重点试验室 山东潍坊 261061

1 序言

凸轮轴是内燃机配气机构中关键零件之一，用于控制气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭，并保证气门有足够的升程，对整个配气系统的性能起着决定性的作用。在四冲程发动机中凸轮轴的转速是曲轴的1/2，因此凸轮轴的转速很高，需要承受很大的转矩。工作时凸轮表面与摇臂或挺柱之间有很高的周期性接触应力和较快的相对滑动速度，这就要求凸轮轴有足够的韧性和刚度，凸轮表面有良好的耐磨性和抗冲击性能[1]。

2 研究背景

M机型的产品属于船用大型柴油机，该产品机型凸轮轴材料使用的是Cf53钢，在凸轮轴前期本体拉伸性能测试过程中出现屈服强度偏低的现象，供方调整热处理工艺后出现屈服强度合格、抗拉强度偏低的问题（见表1）。另外，在日常生产中Cf53钢（相当于55钢）凸轮轴一直存在硬度偏低（＜200 HBW）的问题。

表1 Cf53钢凸轮轴力学性能测试

针对以上存在的质量问题，前期到M机型凸轮轴的供方公司生产现场进行了调研分析，针对发现的问题提出了正火设备、正火温度、冷却速度等工艺参数调整的改进措施，工艺调整方案见表2。本文针对生产工艺改进后的Cf53钢凸轮轴进行本体材料的理化性能分析，研究正火工艺对凸轮轴用Cf53钢力学性能的影响，为提高凸轮轴的综合性能提供合理的工艺方案。

表2 Cf53钢凸轮轴热处理工艺调整方案