内燃机曲轴和连杆产品标准提升为国家标准

老周周

内容摘要：曲轴和连杆是汽车发动机上的关键件。以前，内燃机曲轴和连杆产品标准均为机械行业标准。为了保证内燃机曲轴和连杆的质量，2009年我国首次将内燃机曲轴和连杆标准提升为国家标准，标准编号与名称分别为GB/T23339-2009《内燃机曲轴技术条件》和GB/T23340-2009《内燃机连杆技术条件》。该两项国家标准由全国内燃机标准化技术委员会统一归口管理，适用于气缸直径不大于200mm的往复式内燃机曲轴和连杆，并于2009年3月19日由国家标准化管理委员会发布、于2009年11月1日正式实施。实施后原机械行业标准JB/T6727-2000《内燃机曲轴技术条件》及JB/T6721-1993《内燃机连杆技术条件》自动废止。


曲轴和连杆是汽车发动机上的关键件。以前，内燃机曲轴和连杆产品标准均为机械行业标准。为了保证内燃机曲轴和连杆的质量，2009年我国首次将内燃机曲轴和连杆标准提升为国家标准，标准编号与名称分别为GB/T23339-2009《内燃机曲轴技术条件》和GB/T23340-2009《内燃机连杆技术条件》。该两项国家标准由全国内燃机标准化技术委员会统一归口管理，适用于气缸直径不大于200mm的往复式内燃机曲轴和连杆，并于2009年3月19日由国家标准化管理委员会发布、于2009年11月1日正式实施。实施后原机械行业标准JB/T6727-2000《内燃机曲轴技术条件》及JB/T6721-1993《内燃机连杆技术条件》自动废止。
　　GB/T23339-2009《内燃机曲轴技术条件》相对于原JB/T6727-2000《内燃机曲轴技术条件》的主要变化有两个方面。一是材质方面，首次增加了采用非调质钢的规定。推荐采用GB/T15712《非调质机械结构钢》中规定的F40MnV非调质钢或其他类似用途的非调质钢牌号，这对推进非调质钢这种当今节能、高效、环保的绿色钢材在内燃机曲轴上的应用将起到很大的作用。非调质钢是一种新型钢材，上世纪70年代初才问世，从诞生到现在还不足40年。它是在中碳锰钢的基础上加入钒、钛、铌微合金化元素，使其在加热过程中溶于奥氏体中，因奥氏体中的钒、钛、铌的固溶度随着冷却而减小，微合金元素钒、钛、铌将以细小的碳化物和氮化物形式在先析出的铁素体和珠光体中析出。这些析出物与母相保持共格关系，使钢强化。这类钢在热轧状态、锻造状态或正火状态的力学性能接近或达到一般调质状态的力学性能水平。因此，应用非调质钢制造机械零件可省略调质处理工序，既缩短生产周期，又节省能源。一般可降低能耗和制造成本25%~38%。目前，热锻用非调质钢锻件越来越多。比如，非调质钢曲轴、连杆、凸轮轴等内燃机零部件代替调质钢已在汽车等行业得到应用。现行的非调质钢国家标准为GB/T15712-2008《非调质机械结构钢》。

　　二是在热处理方面，1）推荐锻钢曲轴采用圆角淬火、球墨铸铁曲轴采用氮化处理或圆角滚压等强化处理工艺，以提高曲轴的疲劳强度。目前仍有部分锻钢曲轴采用氮化处理，这是不值得提倡的。2）提高了对锻钢曲轴正火和调质处理硬度上限值的规定。正火处理曲轴的硬度由163HBW~241HBW修改为163HBW~277HBW；调质处理曲轴的硬度由原来的207HBW~302HBW调整为207HBW~320HBW。3）增加了对非调质钢曲轴的硬度规定。非调质钢曲轴锻件空冷后，在图样规定位置的硬度应在207HBW~277HBW范围内。4）统一了锻钢曲轴和球墨铸铁曲轴淬硬层深度的规定。两种材质的曲轴表面淬火硬化层深度均统一修改为1.0mm~4.5mm。

　　GB/T23340-2009《内燃机连杆技术条件》相对于原JB/T6721-1993《内燃机连杆技术条件》的最大变化就是明确给出了连杆力学性能指标，这是原机械行业标准所没有的。对于连杆来说，力学性能指标是重要的技术要求。目前，绝大多数内燃机连杆产品图样只有硬度要求，而没有其他力学性能要求。其主要原因就是我国原连杆机械行业标准中缺少这方面的规定。新国标首次规定了连杆力学性能要求，对保证连杆的内在质量将有重大的意义。新国标所规定的力学性能指标见表。此外，内燃机连杆国家标准不再分钢种和牌号分别规定连杆调质处理后的硬度，而是统一规定连杆的硬度值。不论何种材质的连杆，经调质处理后的连杆体和连杆盖的硬度应在207HBW~320HBW范围。

　　随着经济的发展，内燃机机械得到越来越广泛的开发和使用。内燃机曲轴和连杆国家标准的发布表明国家对内燃机曲轴和连杆质量的重视，对确保曲轴和连杆的质量，保证内燃机机械的安全运行具有很大的意义。新发布的两项国家标准技术内容更加完善，条理更加清晰，与现行的相关标准更加协调。生产内燃机曲轴和连杆零部件的企业应积极贯彻该两项新的国家标准，以进一步提升内燃机曲轴和连杆的质量。