锻件因金属流线连续、组织致密,具备更优异的强度、韧性和抗疲劳性能,成为大型及高强化柴油机内部构件的首选,主要锻造类内部构件包括:
1. 曲轴(核心动力输出部件)
曲轴是柴油机的“心脏”,负责将活塞的往复直线运动转化为旋转运动并输出动力。由于曲轴受力极其复杂,高强化柴油机普遍采用高强度锻造曲轴。其关键组成部分(如曲拐)通常由中碳合金钢经模锻成型;此外,作为曲轴支撑部位的主轴颈,以及用于动力输出的端法兰轴,也均由锻件加工而成。曲轴常用材料包括42CrMo、40Cr、34CrNiMo6、30CrNiMo8等。
2. 连杆(交变载荷传递部件)
连杆是连接活塞与曲轴的关键纽带,在高温高压环境下需要传递巨大的交变载荷。为确保其抗拉强度和抗疲劳寿命,连杆通常由优质合金结构钢整体锻造而成。常用材料包括40Cr、35CrMo、42CrMo等。
3. 活塞组件(高温高压承受部件)
活塞是直接承受燃气爆发压力的关键运动件。在大型柴油机中,活塞通常采用组合式结构,其中的活塞杆(连接活塞与十字头的细长杆件)和活塞头(直接承受燃气压力)均由锻件制造,以应对极端的热负荷与机械负荷。活塞头常用材料包括42CrMo、34CrNiMo6等,部分也采用耐热钢如21-4N;活塞杆常用材料包括42CrMo、35CrMo等。
4. 十字头销轴(大型二冲程特有部件)
在大型低速二冲程柴油机中,十字头销轴是连接活塞杆与连杆的关键枢纽,承受着巨大的侧向推力和摩擦力,必须采用高强度锻件以确保运行平稳。常用材料包括20CrMnTi、20CrMo、18Cr2Ni4WA等。
5. 气缸盖(燃烧室密封部件)
气缸盖用于密封气缸顶部,与活塞共同构成燃烧室。它不仅需要承受极高的燃气压力,还要面对剧烈的热冲击,因此关键部位或整体常采用锻件以保证密封性与结构强度。常用材料包括35CrMo、42CrMo等。
6. 传动齿轮与齿圈(动力传递部件)
柴油机内部的配气机构及传动系统中,如曲轴传动齿轮、中间齿轮和齿圈等,在啮合传动时会承受强烈的表面接触应力和冲击载荷。采用锻件制造能有效防止齿面剥落和断齿。常用材料包括20CrMnTi、20CrMo、18Cr2Ni4WA等。
7. 高压油泵体(燃油系统核心部件)
作为燃油系统的核心,高压油泵的壳体内部需要承受极高的燃油喷射压力。采用锻件制造油泵体,能够有效防止高压下的壳体变形或破裂,确保燃油系统的绝对安全。常用材料包括35CrMo、42CrMo等
在实际锻造生产中,除了选择合适的材料牌号,热处理工艺(如调质、渗碳、表面淬火等)同样至关重要,它直接决定了锻件最终的力学性能是否达标。

