摘要：曲轴是发动机中最重要的零件之一，服役中承受较强的冲击载荷和惯性力。本设计通过Cro-E/ANSYS Workbench软件对曲轴的工况和失效形式进行了静力学分析和模态分析，提出对于大功率高速汽车发动机曲轴选择合适的材料及其热处理工艺与设备是提高曲轴性能的关键。通过对直列4缸、四冲程汽车曲轴材质及调质后各项性能指标的分析，选用优质合金结构钢35CrMo，制定合适的热处理工艺及其参数，可以最大限度的提高大功率汽车曲轴的性能。本文详细分析了各个热处理阶段参数的制定以及材料的组织和性能的变化，并确定曲轴的具体尺寸，进行热处理设备的设计，确定了炉型以及炉体、炉膛的相关尺寸，根据零件的尺寸和同一批曲轴零件生产量计算了加热炉的功率等参数。详细阐述了35CrMo曲轴在热处理过程中可能产生的缺陷，并给出了热处理质量检验的要求。

关键词：曲轴  35CrMo  热处理工艺  热处理设备

目录

摘要

Abstract

1、汽车发动机曲轴的概述-1

1.1汽车曲轴的发展现状及前景-1

1.2曲轴的概述-1

1.3曲轴的工作原理-2

2、曲轴选材-3

2.1失效分析-3

2.1.1曲轴疲劳断裂-3

2.1.2曲轴磨损-3

2.2选材原则-4

2.2.1汽车曲轴材料选择的基本原则-4

2.2.2常用曲轴材料及其热处理工艺-4

2.3曲轴材料终选-5

2.3.1选材性能要求-5

2.3.2曲轴材料要求-6

2.4有限元强度校核分析-6

2.4.1建模及参数设定-7

2.4.2静力学分析-7

2.4.3模态分析-9

3、汽车曲轴加工工艺及热处理工艺评定-11

3.1曲轴的工艺设计及分析-11

3.1.1曲轴的热处理的技术要求-11

3.1.2 35CrMo曲轴的工艺路线-11

3.2钢的热处理原理概述-11

3.2.1概述-11

3.2.2热处理工艺-11

3.3预先热处理（正火+高温回火）-13

3.3.1正火-13

3.3.2回火-14

3.3.3预先热处理工艺-14

3.3.4预先热处理后材料的组织与性能-14

3.4调质处理（淬火+高温回火）-15

3.4.1淬火-15

3.4.2高温回火-16

3.4.3 35CrMo曲轴调质热处理工艺-17

3.4.4调质处理后材料的组织与性能-17

3.5感应淬火+低温回火-18

3.5.1感应淬火-18

3.5.2低温回火-19

3.5.3 35CrMo曲轴高频淬火+低温回火工艺曲线-19

3.5.4曲轴高频淬火+低温回火后材料的组织和性能-20

4、 热处理设备的设计与选型-21

4.1热处理加热炉设计-21

4.1.1高温加热炉-21

4.1.2低温加热炉-23

4.1.3感应淬火设备-24

4.2淬火槽设计-25

5、 曲轴热处理过程中可能产生的缺陷及预防措施-28

5.1校直裂纹-28

5.2圆角处裂纹-28

5.3淬火硬度不足-28

6、 35CrMo曲轴热处理质量检验-29

6.1  外观检查-29

6.2  硬度检查-29

6.3  高频感应淬火后有效硬化层深度的检验-29

6.4  金相组织检查-29

7、35CrMo曲轴热处理工艺卡-30

结语-31

参考文献-32

致谢-33