本发明涉及一种合金曲轴及其热处理工艺，属于金属加工领域。
背景技术：
众所周知，曲轴是发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。传统球墨铸铁曲轴与钢轴相比具有易切削、润滑效果好的特点，目前用于正火态曲轴最好的材料为球铁900-2，曲轴本体抗拉强度≥900mpa，延伸率≥2％，整体硬度低，在hb300以下。而等温淬火球铁adi材料的金相组织为奥贝球铁，抗拉强度≥900mpa，延伸率≥2％，整体硬度在hb300以上，导致adi曲轴加工困难且圆角滚压效果不是十分理想，且成本比较高，因此用等温淬火的方法生产高牌号球铁曲轴的工艺在我国一直难以推广。
但是，随着柴油机不断增压强化以及向大功率发展，对曲轴本体的机械性能提出了更高的要求。即在抗拉强度高的基础上延伸率也要提高。以便于曲轴的圆角滚压生产，提高抗疲劳性，用来代替45#、42crmoal、48mnv、38mnsiv等调质钢和非调质合金结构钢曲轴。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种合金曲轴及其热处理工艺。本发明的曲轴具有优异的综合性能，可以达到良好的圆角滚压强化效果，使疲劳弯矩大幅提升，且本发明工艺成熟，成本低廉。
本发明的技术方案：一种合金曲轴，以碳素结构钢为主原料，用高炉熔炼，在高炉熔炼过程中先加增碳剂再加硅铁，合金球铁曲轴的组成成分和含量按重量百分比计分别是：c：3.8-4.2%、si：1.3-1.8%、v：0.2-0.6%、mn：0.5-1.1%、p：0.01-0.05%、s：0.01-0.02%、cr：0.02-0.05%、cu：0.3-0.7%、mg：0.03-0.06%、ti：0.02-0.05%，余量为fe。
前述的合金曲轴，以碳素结构钢为主原料，用高炉熔炼，在高炉熔炼过程中先加增碳剂再加硅铁，合金球铁曲轴的组成成分和含量按重量百分比计分别是：c：3.8-4%、si：1.4-1.6%、v：0.3-0.45%、mn：0.7-0.9%、p：0.02-0.04%、s：0.01-0.015%、cr：0.025-0.04%、cu：0.4-0.6%、mg：0.03-0.05%、ti：0.02-0.03%，余量为fe。
前述的合金曲轴，以碳素结构钢为主原料，用高炉熔炼，在高炉熔炼过程中先加增碳剂再加硅铁，合金球铁曲轴的组成成分和含量按重量百分比计分别是：c：3.9%、si：1.5%、v：0.4%、mn：0.8%、p：0.03%、s：0.013%、cr：0.03%、cu：0.5%、mg：0.04%、ti：0.025%，余量为fe。
一种前述的合金曲轴的热处理工艺，所述曲轴的奥氏体化处理温度为830-890℃，保温1-3小时，随炉冷至780-860℃进行三相区处理，三相区处理的时间为2-4小时，出炉空冷。
前述的合金曲轴的热处理工艺，所述曲轴的奥氏体化处理温度为870℃，保温2小时，随炉冷至820℃进行三相区处理，三相区处理的时间为3小时，出炉空冷。
本发明的有益效果：
1、本发明由于合金球铁以碳素结构钢为原料，高炉熔炼过程中增碳增硅，成分中ti含量大大降低，降低了原料成本；同时，材料中加入了v元素，增加了曲轴的延伸性能，且热处理工艺增加了三相区处理保温，与现有技术相比，本发明合金曲轴其机械性能界于普通球铁和adi材料之间。曲轴本体抗拉强度≥900mpa，屈服强度≥500mpa，延伸率≥7％，冲击值ak≥45j/cm2，硬度为230-300hb，其具有优异的综合性能，并且可以达到良好的圆角滚压强化效果，使疲劳弯矩大幅提升。
、与现有技术相比，本发明在继承传统曲轴的优点下可替代钢轴，工艺成熟，生产成本低，生产效率大大提高。
、本发明首先在高温区进行充分奥氏体化转变，让组织充分扩散，均匀分布，然后在低温区进行曲轴的三相区的保温，让珠光体和铁素体充分进行转变，有利于获得更好的基体组织。
具体实施方式
本发明的实施例
实施例1、一种合金曲轴，是以碳素结构钢为主原料，用高炉熔炼，在高炉熔炼过程中先加增碳剂再加硅铁，合金球铁曲轴的组成成分和含量按重量百分比计分别是：c：3.9%、si：1.5%、v：0.4%、mn：0.8%、p：0.03%、s：0.013%、cr：0.03%、cu：0.5%、mg：0.04%、ti：0.025%，余量为fe。
上述合金曲轴的热处理工艺，所述曲轴的奥氏体化处理温度为870℃，保温2小时，随炉冷至820℃进行三相区处理，三相区处理的时间为3小时，出炉空冷。
实施例2、一种合金曲轴，是以碳素结构钢为主原料，用高炉熔炼，在高炉熔炼过程中先加增碳剂再加硅铁，合金球铁曲轴的组成成分和含量按重量百分比计分别是：c：3.8%、si：1.8%、v：0.2%、mn：1.1%、p：0.01%、s：0.02%、cr：0.02%、cu：0.7%、mg：0.03%、ti：0.05%，余量为fe。
上述合金曲轴的热处理工艺，所述曲轴的奥氏体化处理温度为830℃，保温3小时，随炉冷至780℃进行三相区处理，三相区处理的时间为4小时，出炉空冷。
实施例3、一种合金曲轴，是以碳素结构钢为主原料，用高炉熔炼，在高炉熔炼过程中先加增碳剂再加硅铁，合金球铁曲轴的组成成分和含量按重量百分比计分别是：c：4.2%、si：1.3%、v：0.6%、mn：0.5%、p：0.05%、s：0.01%、cr：0.05%、cu：0.3%、mg：0.06%、ti：0.02%，余量为fe。
上述合金曲轴的热处理工艺，所述曲轴的奥氏体化处理温度为890℃，保温1小时，随炉冷至860℃进行三相区处理，三相区处理的时间为2小时，出炉空冷。