曲轴制造过程

作为动力设备的“心脏”，发动机依靠曲轴作为关键组件，将活塞的线性运动转换为旋转运动。曲轴铸造过程是为这一重要部分赋予性能的核心技术。对这项技术的全面了解需要对过程流，材料选择，质量控制和发展趋势进行系统的分析，每个链接体现了材料科学与制造工程的深刻整合。

I.曲轴铸造的核心过程

（1）熔化过程

作为铸造的起点，熔化过程直接确定曲轴材料的基本特性。这

 关键目的是获得高温，低硫的纯熔融铁，该铁是产生高质量延性铁曲轴的基础。国内熔化技术已从传统的冲天炉炉演变为双阶段的预硫化过程：“电视熔化 +燃料外脱硫 +感应炉温度调节和组成控制”1。真空直接读取光谱仪（真空吸尘器）诸如熔融铁质量的“智能监测系统”，实时监测其组成的“智能监测系统”，以确保严格符合质量标准。

（2）成型过程

熔化，成型过程是开始的，这是将几何形状赋予曲轴的关键步骤。由于其在沙模中零反弹变形的显着优势，因此空气冲击成型过程已成为多弯复合曲轴的首选技术。在行业应用方面，一些领先的国内企业引入了来自德国和意大利等铸造技术的相关设备。但是，由于成本限制，完整生产线的引入仍然很少见。 Wendeng Tengren Crankshaft Co.，Ltd.是典型的代表，其技术应用具有重要的行业参考价值2.

（3）浇注过程

成型后，浇注过程成为连接到物理实现的桥梁。此过程的关键在于控制熔融金属对模具的平滑而快速填充，以避免缺陷，例如不足的倒入和冷闭合。同时，必须通过基于曲轴的特定结构来设计合理的门控系统3.

（4）冷却和降低

倒入后，冷却和降解阶段对于曲轴的最终性能至关重要。冷却速率是该链接的控制重点，直接影响曲轴质量：过快冷却很容易导致应力集中和随后的破裂；过速冷却可降低生产效率。因此，有必要根据曲轴的材料和尺寸准确控制冷却过程，应用专业的热传导理论，并且仅在满足适当的降塑件时才进行随后的操作4.

ii。曲轴铸造的材料选择

（1）延性铁

在曲轴铸件中，由于其出色的综合性能，延性铁占主导地位。它具有高疲劳强度，其弹性模量是灰铸铁的两倍。当添加铜和钼等合金元素时，其性能可以接近热处理钢的性能，同时消除了对热处理的需求，并且提供了比钢的铸造性能更好5。基于这些优势，市场上的大多数曲轴都是由延性铁制成的，通常使用QT600-3，QT700-2和更高强度水平等级别，这些等级选择严格遵循机械工程领域的材料性能标准。

（2）锻造钢

尽管延性铁具有广泛的应用在某些特殊情况下，锻造钢成为需要极高的曲轴性能的首选材料。锻造钢经历了特殊的锻造过程，以使其内部结构更密集，使其能够在极端的工作条件下满足使用要求，从而反映了材料选择与工作条件需求的精确匹配6.

iii。曲轴铸造的质量控制系统

（1）过程监视

确保曲轴质量的稳定性，建立完整的监视系统是必不可少的。从原材料检查到熔化，成型，倒入和冷却的每个链接，必须严格监控关键参数。例如，在熔化过程中密切跟踪熔融铁的温度和成分，并准确控制砂状精度和模制强度。这种全面的监视模式就像为铸造过程设置多个“质量检查点”，有效地保证了过程一致性和可靠性7.

（2）缺陷检测

即使进行严格的过程监视，缺陷检测仍然是质量控制的重要组成部分。采用多种检测方法进行曲轴的全面“体格检查”：视觉检查可以直观地识别表面缺陷，例如砂孔，空气孔和裂缝；维度检查使用高精度测量工具来确保所有曲轴尺寸符合设计要求；超声波和磁性颗粒测试等非破坏性测试技术可以穿透曲轴的内部以检测隐藏的缺陷。这些检测方法的全面应用构建了一个完整的质量保证系统8.

iv。曲轴铸造过程的发展趋势

（1）智能和自动化

随着工业技术的持续发展智力和自动化已成为曲轴铸造过程的重要开发方向。自动熔化，成型，浇注设备和智能检测系统的普及已经实现了从原材料到成品的全自动生产。同时，引入人工智能技术来分析和优化大量过程数据可以不断提高过程水平和产品质量稳定性，这与智能制造的发展趋势高度一致9.

（2）绿色和环境友好

在不断提高的全球环境意识的背景下，绿色和环境友好的概念对曲轴铸造过程产生了深远的影响。一方面，采用了节能和环境友好的设备，例如中型感应炉，以减少能源消耗和排气排放；另一方面，为开发和使用环境友好的成型材料而做出了努力，以最大程度地减少环境污染。此外，加强对矿渣和废水等废物的处理和回收利用，建立了一种可持续的铸造生产模型，反映了行业对环境保护的责任感10.

（3）高性能和轻巧

满足汽车和航空航天等行业的发展需求，曲轴铸造过程正朝着高性能和轻量级迈进。在提高性能，高级合金技术和精确的过程优化方面，用于不断增强曲轴的强度，耐磨性和抗疲劳性。在材料创新方面，对轻质材料（例如高强度铝合金和碳纤维复合材料）的应用进行了积极探索，以有效地减少发动机的重量并改善能源利用率。这些技术创新与行业的实际需求密切相关，证明了过程开发的明确方向11.

曲轴铸造技术的进步始终引起了动力设备行业的发展。从对材料特性的优化到过程技术的创新，每个突破都体现了工程和技术人员的智慧。将来，随着技术的持续创新，这种核心制造技术将继续在智力，绿色和高性能方向上取得新的突破，为各个领域的电力需求提供更可靠，更有效的支持，其发展前景值得持续关注该行业和期望。有关特定曲轴产品的详细信息，请单击曲轴产品查看页面。

参考来源

[1]中国机械工程学会铸造机构。铸造手册[M]。中国机器出版社，2019年。关联

[2] Wendeng Tengren Crankshaft Co.，Ltd。官方网站。公司技术简介[EB/OL]。关联

[3]张·洪博（Zhang Hongbo）等。铸造技术[M]。 Tsinghua大学出版社，2020年。关联

[4] Wang Xiaotian.金属固化原理[M]。科学出版社，2018年。关联

[5] GB/T 1348-2019，延性铁铸件[S]。中国标准出版社，2019年。关联

[6]机械设计手册编辑委员会。机械设计手册[M]。中国机器出版社，2016年。关联

[7] Li Huailin, et al.铸造质量控制和测试技术[M]。化学工业出版社，2017年。关联

[8]非破坏性测试标准委员会。非破坏性测试标准的汇编[M]。中国计量出版社，2018年。关联

[9]工业和信息技术部。智能制造的发展计划（2016-2020）[EB/OL]。关联

[10]中国铸造协会。绿色铸造技术路线图[EB/OL]。关联

[11]中国汽车工程师学会。报告汽车轻型技术的发展趋势[EB/OL]。关联