钢制凸轮轴和冷激铸铁凸轮轴比较

钢制凸轮轴和冷激铸铁凸轮轴比较

一、概述：

凸轮轴是活塞发动机里的一个重要部件，是发动机的关键件之一。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半，不过它的转速依然很高，而且需要承受很大的扭矩。因此，在设计和制造凸轮轴时，在强度和支撑方面的要求也很高。它的材质、线型和制造工艺的好坏，直接影响到汽车功率的大小，油耗和寿命等重要指标。本文仅从材质方面，就钢质凸轮轴和冷激铸铁凸轮轴在性能和质量、寿命、优缺点等方面进行简要的分析和比较，供发动机制造商参考。

二、凸轮轴的材质：

凸轮轴的材质主要有优质碳素钢、冷激铸铁、合金铸铁、球墨铸铁和低碳合金钢等。各种材质的凸轮轴的工艺性、重量、耐久性、市场应用情况等各有不相同。

三、钢质凸轮轴和冷激铸铁凸轮轴的性能比较：

1、钢质凸轮轴一般采用棒料和楔辊轧的材料制造。经正火或调质和表面淬火处理后的凸轮轴，其表面为细针状马氏体+少量残余体奥氏体和碳化物。钢件凸轮轴的特点是：金相组织致密性好、表面硬度高、使用寿命长、机械强度高，不易断裂和质量稳定。是大功率和中低速发动机凸轮轴的最佳材料。缺点是：在高速发动机上使用，凸轮表面光滑，储油性能差，凸轮表面容易失油发生干磨擦，造成凸轮轴早期失效。

2、冷激铸铁凸轮轴是采用冷激铸铁毛坯制造。冷激铸铁凸轮轴的耐磨表面是针状碳化物，凸轮表面储油能力强，有良好的耐磨性。是轿车等高速发动机凸轮轴的理想材料。缺点是：冷激铸铁材料工艺适用性差，其铸造质量受铸造过程中的化学成分（炉料配比）、型砂和铸造工艺的影响较大，心部缩孔率高，表面裂纹多，难以获得稳定和完全合格的珠光体凸轮轴毛坯，致使凸轮轴断裂率高，使用寿命差，制造过程的产品合格率低和质量不稳定，装机后发动机故障率高等问题。

四、结论：

1、大功率发动机、非高速其它功率的发动机适合采用钢质凸轮轴；

2、中、低功率的高速发动机适合采用冷激铸铁凸轮轴。