A型曲轴磁痕分析

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1、第32卷第2期208年4月元损探伤NDTvoI．32No．2April．2008法。A型鳓轴磁疲纷桶徐离太(辽宁顺兴重型内燃机曲轴有限公司，辽宁灯塔111301)摘要：分析了A型曲轴磁痕产生原因。结果表明曲轴锻造缺陷是形成磁痕主要原因，并提出了解决方关键词：曲轴；磁痕；缺陷中图分类号：TGll5．28文献标识码：A文章编号：1671—4423(2008)02—41—03随着汽车工业的快速发展，对内燃机零件质量提出了更高的要求。为了提高内燃机零件质量，各个生产企业纷纷采用新工艺、新材料、以及高精度的检测设备，

2、千方百计提高产品质量。锻钢曲轴是内燃机中最重要的零件之一，曲轴的内部质量和机械加工质量是影响发动机质量的重要因素之一，提高曲轴综合机械性能及加工质量是提高发动机质量的关键因素。各个零件生产厂家通过采取各种工艺措施，使其质量有明显提高。其中为了提高曲轴疲劳强度，采用表面圆角中频淬火工艺，使曲轴疲劳强度明显提高。但生产的报废率也在大幅度增大，其中锻钢曲轴磁痕废品增加是曲轴生产成本增加的重要原因之一。曲轴磁痕产生的因素很多，为了进一步搞清锻钢曲轴磁痕产生原因，笔者投入大量精力和时间，获取重要数据，本文主要阐述锻造

3、缺陷产生的磁痕。2007年3月，曲轴机械加工分厂加工四缸A型曲轴，在曲轴成品探伤工序，发现该曲轴磁痕超标严重，磁痕均分布于连杆轴颈内侧表面，分模面部位纵向、条状分布，三、四连杆轴颈磁痕超标比例很大，有一定的规律性。1检验与分析1．1探伤检验探伤设备：采用CEW--4000交、直两用荧光磁粉探伤机。探伤方法：采用湿式连续探伤法，复合磁化法。探伤参数：周向磁化电流1500A。探伤灵敏度：用A1(30／lOO)试片校正探伤机灵敏度。磁粉：采用荧光磁粉，粒度小于等于0．045弘m。探伤液：采用水剂，磁粉浓度1g／L

4、～3g／L。加入5％三乙醇胺防锈剂，5％分散剂让磁粉充分溶解于探伤液中，提高悬浮性。探伤操作：将配置好的探伤液置入探伤机中，同时对探伤液进行充分搅拌，待探伤液均匀后，打开水泵开关将被探伤工件用探伤液均匀润湿，首先用复合磁化法对被探伤曲轴充磁3秒；其次向被探伤曲轴边喷洒探伤液边充磁3秒。停止喷洒探伤液后，再充磁3秒，停止10秒，让磁粉充分凝聚于缺陷处。检验：将荧光灯移入曲轴上方，让紫外线光充分照入被检验曲轴表面进行逐部位检查。发现曲轴磁痕多数集中在曲轴连杆轴颈内侧分模面上，纵向分布，长短不一，其中最长的磁痕约

5、30mm。磁痕在紫外线灯光下很明显，可以看到有的磁痕已经形成裂纹。1．2化学成分检验取一根第三连杆轴颈磁痕超标的废品曲轴(见图1)，在该曲轴上用电钻钻取式样，用化学分析法检验曲轴化学成分，检验结果见表1，可见曲轴材料化学成分合格，说明磁痕产生与材料化学成分无关。圈1曲轴表面探伤磁痕显示42无损探伤第32卷1．3低倍检验被选取解剖磁痕超标废品曲轴，在位于第三连杆轴颈内侧Ⅱ区分模面磁痕超标处，磁痕呈纵向条状分布，长15mm，形态见图1。在轴颈磁痕边缘取低倍试片，同时在相临连杆轴颈(无磁痕)取低倍试片，用盐酸50

6、％溶液腐蚀后宏观组织状态见图2、图3。检验结果见表2。表2低倍组织检验表中心一般锭型一般点边缘点皮下晶间抽l阜疏松疏松偏析状偏析状偏析气泡裂纹“‘三连0．5’o．5o无合格三重!：!!：!!丕金整可以看出，有磁痕轴颈和无磁痕轴颈横向低倍组织基本相同，无外来大块夹杂物存在，组织也比较细，说明磁痕产生与材料纯净度无关。1．4高倍检验在图1中磁痕部位横向切取金相试块见图4。用5％硝酸酒精溶液经腐蚀后磁痕部位微观形貌见图5。从图5中可以看出曲轴连杆轴颈磁痕超标部位下面是一条裂纹，深1．2mm，裂纹呈曲折型，同曲轴金

7、属流向基本相同，就是说曲轴该部位金属流向发生曲折，裂纹边缘及裂纹中既无脱碳产生，也无大块外来夹杂物存在。1．5工艺试验该曲轴正常生产工艺流程：下料一预锻一终锻一切边一调质热处理一时效一机械粗加工一中频表面淬火一精加工一荧光磁粉探伤。为进一步查找磁痕产生原因，选取一定数量曲轴在表面淬火前、后分别用荧光磁粉探伤检验并做好标识，探伤参数完全相同，检验结果见表3。从表中可以看出，曲轴在表面淬火前，轴颈已经有裂纹存在，裂纹比例11．7％。对曲轴表面淬火前无裂纹，经淬火后探伤，发现仍有新的裂纹曲轴产生，裂纹比例为33．

8、3％，新增加了21．6％个百分点，说明表面淬火后，曲轴裂纹产生进一步加剧；从裂纹产生位置上看，全部位于连杆轴颈挡内分模面处，并且二、三连杆轴颈裂纹比例较大(80．4％)，说明曲轴裂纹产生与锻造有关。表3曲轴探伤磁痕统计表淬火前探磁痕废淬火后探磁痕废磁痕废品分布比例伤数量品数量伤数量品数量一、四连二、三连1．6磁痕分析现场调查发现，磁痕分布于连杆轴颈内侧分模面处，呈现纵向条形显示，与材料夹杂物形成的磁痕相似，从工艺