曲轴表面强化工艺有：喷丸强化、中高频淬火强化、离子氮化、渗碳处理和圆角滚压强化。

1.对材料的选择

应根据发动机的使用工况和曲轴结构，以及强化方法，在球墨铸铁、非调质钢、调质钢三者中谨慎灵活选择；对制造成本，首选球墨铸铁，其次非调质钢，再次调质钢。

2.对强化方法的选择

对球墨铸铁曲轴，首选轴颈淬火+圆角滚压强化，其次是等离子氮化强化；对锻钢曲轴，首选圆角和轴颈感应淬火强化，其次是轴颈淬火+圆角滚压强化，再次是等离子氮化强化。

例如EQD6102曲轴，其强化工艺为：连杆轴颈中频淬火（发电机组淬火机）—主轴颈中频淬火—连杆轴颈滚压—主轴颈滚压—轴颈变形检测—滚压校直，具体采用的设备及定位方式如图8-43和图8-44所示。

图8-43　主轴颈及连杆轴颈圆角滚压机床

图8-44　曲轴滚压示意图

（1）曲轴滚压强化。

曲轴圆角滚压是现代曲轴加工的一种新工艺。由于曲轴承受的交变载荷在曲轴的各个部位均产生弯曲、扭转等复杂的交变应力，极易造成疲劳断裂，尤其是在主轴颈和连杆颈与连杆臂的过渡处最为突出。为了减少应力集中，提高疲劳强度，除了在结构上把过渡处设计为过渡圆角外，同时在工艺上实施对曲轴过渡圆角进行滚压强化，这样就可以有效地提高曲轴的抗疲劳强度。所谓圆角滚压技术，就是利用滚轮的压力作用，在曲轴主轴颈和连杆轴颈过渡圆角处形成一条滚压塑性变形带，这条塑性变形带获得了以下良好效果：

①曲轴过渡圆角区域产生了残余压应力，这种残余压应力可与曲轴在工作时的拉应力抵消或部分抵消。(www.daowen.com)

②硬度提高。滚压使圆角处形成高硬度的致密层，提高了该区域材质的机械强度。

③表面粗糙度降低。圆角滚压可使圆角表面粗糙度达到Ra0.1μm以下，从而大大减小了圆角处的应力集中。上述三方面都相应提高了曲轴过渡圆角处的疲劳强度。

曲轴圆角滚压可一次性地对所有圆角区域进行滚压，且可以控制主轴颈与连杆轴颈圆角不同的滚压用压力，即使在同一连杆轴颈圆角的不同方向上，其滚压用压力也可不同，可经济而合理地得到最佳的滚压效果，从而能够最大限度地提高曲轴的抗疲劳强度。

（2）光整。

使用光整机（图8-45），把曲轴埋在磨料里进行高速旋转，将零件表面的氧化层、毛刺都打磨掉，同时可以提高曲轴轴颈表面的物理机械性能，使表面强化。常用的磨料材料为陶瓷材料。一般光整时间不少于10min，并根据光整效果适当调整。

（3）抛光。

抛光是利用高速回转的叶轮将弹丸（直径为3mm的磨料圆球）抛向连续翻转的工件上（图8-46），产生打击和磨削作用，除去钢材表面的氧化皮和锈蚀，并降低表面粗糙度。它适用于15kg以下的铸锻件的清砂、除锈、去氧化皮和表面强化。

图8-45　曲轴光整机

图8-46　曲轴抛光机