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

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

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

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。

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。

目前，曲轴毛坯的制造技术主要有：

1、球墨铸铁曲轴毛坯铸造技术

(1)熔炼

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。

(2)造型

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。

2、钢曲轴毛坯的锻造技术

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

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。

挖掘机发动机曲轴的锻造工艺包括如下步骤：

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。

本发明工艺和传统工艺相比，其优点在于：

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。

2)产品的合格率高。

3)工艺相对简单，制造成本低。

4)能实现规模化生产。

附图说明

图1为挖掘机发动机曲轴主视图；

图2为本发明的工艺流程图；

图3为本发明所使用的锻锤模主视图；

图4为本发明说使用的切边摸主视图。

具体实施方式

挖掘机发动机曲轴的锻造工艺包括如下步骤：

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。

实施例：

1)选料，选用金属牌号为40Cr的钢棒。

2)下料，根据曲轴型号选用Φ120mm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。

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℃～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)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。

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℃～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)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℃，锻件要轻拿轻放，每件完成后冷却润滑模膛。

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℃，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，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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