CN101823116A - 一种挖掘机发动机曲轴的锻造工艺 - Google Patents

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赖霞虹
林素伟
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林素伟
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Abstract

本发明公开了一种挖掘机发动机曲轴的锻造工艺。属于大型建筑机械发动机曲轴的锻造成形技术领域。它的工艺步骤依次包括选料、下料、加热、清理、压弯、终锻、热切毛边和检验。先使用双室推扦炉对坯料进行加热,将加热好的坯料放在打氧化皮机上对坯料表面的氧化皮进行清理,然后将清理后的坯料放在锻锤模内进行压弯和终锻,再将锻件放在切边模上切毛边,最后检验产品是否合格。本发明的优点是:生产的曲轴锻件组织致密、金属流线良好,具有较高的抗拉强度、疲劳强度及高淬透性,且进行强化处理时变形小,高温下具有高的蠕变强度,产品合格率高,能实现规模化生产。

Description

一种挖掘机发动机曲轴的锻造工艺
技术领域
[0001 ] 本发明涉及锻造工艺,尤其涉及一种挖掘机发动机曲轴的锻造工艺。
背景技术
[0002] 曲轴是发动机上的一个重要的机件,其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的, 有两个重要部位:主轴颈和连杆颈。主轴颈被安装在缸体上,连杆颈与连杆大头孔连接,连 杆小头孔与汽缸活塞连接,是一个典型的曲柄滑块机构。
[0003] 发动机曲轴作为重要运动部件,设计要求高,同时因曲轴工况及其恶劣,因而对曲 轴材料、曲轴尺寸精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求十分严格。在大批量 生产的条件下,传统工艺已不能满足当前设计和生产需求,在长时间、高速运转下,曲轴极 容易过早出现失效或断裂,严重影响曲轴的寿命和整机可靠性。
[0004] 目前,曲轴毛坯的制造技术主要有:
[0005] 1、球墨铸铁曲轴毛坯铸造技术
[0006] (1)熔炼
[0007] 高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为 主的生产设备,铁水未进行预脱硫处理;其次是高纯生铁少、焦炭质量差。目前已采用双联 外加预脱硫的熔炼方法,采用冲天炉熔化铁水,经炉外脱硫,然后在感应电炉中升温并调整 成分。目前,在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。
[0008] (2)造型
[0009] 气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺,可获得高精度的曲轴铸件,该工艺制 作的砂型具有无反弹变形量等特点,这对于多拐曲轴尤为重要。目前,国内已有一些曲轴生 产厂家从德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺,不过,引进整条生产线的只有 极少数厂家,如文登天润曲轴有限公司引进了德国KW铸造生产线。
[0010] 2、钢曲轴毛坯的锻造技术
[0011] 近几年来,国内已引进了一批先进的锻造设备,但由于数量少,加之模具制造技术 和其他一些设施跟不上,使一部分先进设备未发挥应有的作用。从总体上来讲,需改造和更 新的陈旧的普通锻造设备多,同时,落后的工艺和设备仍占据主导地位,先进技术有所应用 但还不普遍。
发明内容
[0012] 本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种挖掘机发动机曲轴的锻造工艺。
[0013] 挖掘机发动机曲轴的锻造工艺包括如下步骤:
[0014] 1)选用锻造工艺所需的金属材料棒;
[0015] 2)根据曲轴型号选用的原料钢进行锯切,下料毛坯的尺寸与锻造工艺规程一致, 目测锯口斜度不超过2°,毛刺不大于2mm;
[0016] 3)使用双室推扦炉对坯料进行加热,坯料的温度控制在1180°C〜1240°C,加热时间为40士9min,期间定期用光学温度计检查坯料的温度并记录;
[0017] 4)将加热好的坯料放在打氧化皮机上对坯料表面的氧化皮进行清理;
[0018] 5)将清理完的坯料放入锤锻模的压弯模膛中进行压弯,重击一锤,然后翻转270°,将坯料放入锤锻模的终段模膛中,压弯的温度控制在1180°C〜1240°C,在压弯过程 中用压缩空气不断清理压弯膛中的氧化皮;
[0019] 6)坯料放置在锤锻模的终锻模膛中,第1、2锤轻击,第3、4锤重击,当第3、4锤重 击后锻件仍然不能被带起,则撬起锻件并撒入湿锯末,然后重击打靠锻件,在终锻中连续用 压缩空气清理终锻模膛中的氧化皮,终锻阶段锻件的温度要大于850°C,锻件要轻拿轻放, 每件完成后冷却润滑模膛;
[0020] 7)使用切边模对锻件进行切边,热切毛边温度要大于800°C,切边后将锻件码放 在专用的料架上,当锻件冷却到300°C以下,才能将锻件倒出;
[0021] 8)检验员按照锻件图及技术要求进行全尺寸检验,按照图纸要求检验毛刺及毛边 的打磨质量、氧化皮凹坑是否打磨圆滑过渡。
[0022] 本发明工艺和传统工艺相比,其优点在于:
[0023] 1)生产的曲轴锻件组织致密、金属流线良好,具有较高的抗拉强度、疲劳强度及高 淬透性,且进行强化处理时变形小,高温下具有高的蠕变强度。
[0024] 2)产品的合格率高。
[0025] 3)工艺相对简单,制造成本低。
[0026] 4)能实现规模化生产。
附图说明
[0027] 图1为挖掘机发动机曲轴主视图;
[0028] 图2为本发明的工艺流程图;
[0029] 图3为本发明所使用的锻锤模主视图;
[0030] 图4为本发明说使用的切边摸主视图。
具体实施方式
[0031] 挖掘机发动机曲轴的锻造工艺包括如下步骤:
[0032] 1)选用锻造工艺所需的金属材料棒;
[0033] 2)根据曲轴型号选用的原料钢进行锯切,下料毛坯的尺寸与锻造工艺规程一致, 目测锯口斜度不超过2°,毛刺不大于2mm;
[0034] 3)使用双室推扦炉对坯料进行加热,坯料的温度控制在1180°C〜1240°C,加热时 间为40士9min,期间定期用光学温度计检查坯料的温度并记录;
[0035] 4)将加热好的坯料放在打氧化皮机上对坯料表面的氧化皮进行清理;
[0036] 5)将清理完的坯料放入锤锻模的压弯模膛中进行压弯,重击一锤,然后翻转 270°,将坯料放入锤锻模的终段模膛中,压弯的温度控制在1180°C〜1240°C,在压弯过程 中用压缩空气不断清理压弯膛中的氧化皮;
[0037] 6)坯料放置在锤锻模的终锻模膛中,第1、2锤轻击,第3、4锤重击,当第3、4锤重 击后锻件仍然不能被带起,则撬起锻件并撒入湿锯末,然后重击打靠锻件,在终锻中连续用压缩空气清理终锻模膛中的氧化皮,终锻阶段锻件的温度要大于850°C,锻件要轻拿轻放,每件完成后冷却润滑模膛;
[0038] 7)使用切边模对锻件进行切边,热切毛边温度要大于800°C,切边后将锻件码放 在专用的料架上,当锻件冷却到300°C以下,才能将锻件倒出;
[0039] 8)检验员按照锻件图及技术要求进行全尺寸检验,按照图纸要求检验毛刺及毛边 的打磨质量、氧化皮凹坑是否打磨圆滑过渡。
[0040] 实施例:
[0041] 1)选料,选用金属牌号为40Cr的钢棒。
[0042] 2)下料,根据曲轴型号选用Φ 120mm的原料钢锯切,下料毛坯长度为1000mm,与 锻造工艺规程一致,用卡尺、卷尺抽检材料尺寸,并且目测锯口斜度不超过2。,毛刺不大于 2mm 。
[0043] 3)加热,使用双室推扦炉对坯料进行加热,推扦炉的一次装炉量少于15件,坯料 的温度控制在1180°C〜1240°C,加热时间为40士9min,期间定期用光学温度计检查坯料的
温度并记录;
[0044] 4)清理,将加热好的坯料放在打氧化皮机上对坯料表面的氧化皮进行清理。
[0045] 5)压弯,将清理完的坯料放入锤锻模的压弯模膛中进行压弯,重击一锤,然后翻转 270°,将坯料放入锤锻模的终段模膛中,压弯的温度控制在1180°C〜1240°C,在压弯过程 中用压缩空气不断清理压弯膛中的氧化皮。
[0046] 6)终锻,将坯料放置在锤锻模的终锻模膛中,第1、2锤轻击,第3、4锤重击,当第 3、4锤重击后锻件仍然不能被带起,则撬起锻件并撒入湿锯末,然后重击打靠锻件,在终锻 中连续用压缩空气清理终锻模膛中的氧化皮,终锻的温度要大于850°C,锻件要轻拿轻放, 每件完成后冷却润滑模膛。
[0047] 7)热切毛边,使用切边模对锻件进行切边,热切毛边温度要大于800°C,切边后将 锻件码放在专用的料架上,当锻件冷却到300°C以下,才能将锻件倒出。
[0048] 8)检验,检验员使用卡尺、高度尺、平台和钢尺按照锻件图及技术要求进行全尺寸 检验,按照图纸要求检验毛刺及毛边打磨质量、氧化皮凹坑是否打磨圆滑过渡。

Claims (1)

  1. 一种挖掘机发动机曲轴的锻造工艺,其特征在于包括如下步骤:1)选用锻造工艺所需的金属材料棒;2)根据曲轴型号选用的原料钢进行锯切,下料毛坯的尺寸与锻造工艺规程一致,目测锯口斜度不超过2°,毛刺不大于2mm;3)使用双室推扦炉对坯料进行加热,坯料的温度控制在1180℃~1240℃,加热时间为40±9min,期间定期用光学温度计检查坯料的温度并记录;4)将加热好的坯料放在打氧化皮机上对坯料表面的氧化皮进行清理;5)将清理完的坯料放入锤锻模的压弯模膛中进行压弯,重击一锤,然后翻转270°,将坯料放入锤锻模的终段模膛中,压弯的温度控制在1180℃~1240℃,在压弯过程中用压缩空气不断清理压弯膛中的氧化皮;6)坯料放置在锤锻模的终锻模膛中,第1、2锤轻击,第3、4锤重击,当第3、4锤重击后锻件仍然不能被带起,则撬起锻件并撒入湿锯末,然后重击打靠锻件,在终锻中连续用压缩空气清理终锻模膛中的氧化皮,终锻阶段锻件的温度要大于850℃,锻件要轻拿轻放,每件完成后冷却润滑模膛;7)使用切边模对锻件进行切边,热切毛边温度要大于800℃,切边后将锻件码放在专用的料架上,当锻件冷却到300℃以下,才能将锻件倒出;8)检验员按照锻件图及技术要求进行全尺寸检验,按照图纸要求检验毛刺及毛边的打磨质量、氧化皮凹坑是否打磨圆滑过渡。
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