CN102644038A - 一种汽车连杆用钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车连杆用钢的生产方法。其步骤：冶炼成坯，轧制成圆钢；进行感应加热；锻造：首先开坯，控制其锻压比在1:2～1:5，锻压温度为1120～1230℃；模锻，模锻温度控制在1050～1100℃，模锻时间在2～4秒；切边；风冷速度控制在5～10℃/秒，冷却至500～600℃；在密闭的环境中自然冷却至室温。本发明能够精确控制组织比例及分布，使钢中超过70%的铁素体沿原奥氏体晶界析出，在钢中呈连续网状分布，能有效提高连杆的裂解性能，并且工艺线路简单，可操作性强，易于控制，生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及汽车用钢的生产方法，具体属于一种汽车连杆用钢的生产方法。
背景技术
发动机连杆裂解加工技术是目前国际上连杆生产的最新技术，于二十世纪九十年代在汽车工业发达国家发展起来，并逐渐应用于大规模生产领域，以新颖的构思从根本上改变了传统连杆加工方法。而连杆裂解材料及其金相组织不仅影响连杆产品的使用性能和切削性，而且决定可开裂性和断面质量，对裂解工艺起关键作用。因此，连杆裂解材料要求具有较高的强度、低的塑性变形性、合适的脆性和良好的切削加工性能。
目前用于连杆裂解加工的材料主要有以德国开发的高碳钢C70S6和以日本开发的中碳钢S53CV-FS等为主。C70S6采用锻后利用锻造余热控制冷却代替锻后重新调质处理，金相组织为珠光体加少量的铁素体，其成分特点是低硅、低锰、添加微量合金元素钒及易切削的元素硫，合金元素的范围较窄，具有优良的裂解性能，但疲劳性能和切削加工性能较低。日本在传统的裂解连杆锻钢JIS S50CVS1的基础上，通过提高钢中Si、V含量来代替部分Mn含量，开发出了具有均匀分布的铁素体和珠光体两相组织的中碳钢S53CV-FS，其强度和塑性得到极大提高，具有良好的抗疲劳性能，但其裂解性能较差，裂解加工过程中，连杆变形严重，影响了加工精度。国内开发的汽车发动机连杆用钢主要以35MnVS为代表，其成分和生产工艺也是以获得铁素体和珠光体均匀分布的组织为目的来提高钢的强度和塑性，因此，在裂解加工时塑性变形大而不能广泛应用于裂解工艺。
上述的现有技术，其主要是采用传统的思维方式，即降低钢的金相组织铁素体的网状化，使铁素体和珠光体组织在钢中均匀分布来提高钢的强度和塑性，但严重影响了钢的裂解加工性能。
因此，迫切需要具有良好的裂解性能以及疲劳性能和加工性能的裂解连杆用钢，特别是对其组织进行精确控制，满足裂解连杆综合性能的要求。
发明内容
本发明的目的是促进钢金相组织的网状化，为提高钢的裂解性能以及疲劳性能提供一种中碳微合金汽车连杆用钢的生产方法。
实现上述目的的措施：
一种汽车连杆用钢的生产方法，其步骤：
1）冶炼成坯，轧制成圆钢；
2）进行感应加热，控制其升温速度在80～100℃/秒，加热温度在1150～1250℃；
3）进行锻造：首先进行开坯，控制其锻压比在1:2～1:5，锻压温度为1120～1230℃，控制锻造时间在3～5秒；进行模锻，模锻温度控制在1050～1100℃，模锻时间在2～4秒；
4）进行切边，控制切边温度在1000～1050℃，时间为2～4秒；
5）进行风冷，冷却速度控制在5～10℃/秒，冷却至500～600℃，经冷却后，控制钢的金相组织中铁素体网状化达到至少70%；
6）在密闭的环境中自然冷却至室温。
本发明通过控制锻造温度在1120～1230℃和冷却速度在5～10℃/秒，促进钢金相组织的网状化，使钢中的珠光体和铁素体呈特定状态分布，在裂解加工过程中，在其特定区域产生应力集中，迅速开裂，达到提高裂解性能的目的。从而解决了中碳钢高疲劳性能低裂解性能的问题。
本发明与现有的技术相比， 能够精确控制组织比例及分布，使钢中超过70%的铁素体沿原奥氏体晶界析出，在钢中呈连续网状分布，能有效提高连杆的裂解性能，并且工艺线路简单，可操作性强，易于控制，生产成本低。
附图说明
图1为本发明试验钢的金相组织图。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
本实施例采用的化学成分及重量百分比为：0.35%C, 0.650%Si，1.00%Mn，0.050%S，其余为Fe及不可避免的杂质生产汽车连杆用中碳微合金圆钢，其步骤：
1）冶炼并铸成锻造毛坯为Φ35mm中碳微合金圆钢；
2）进行感应加热，控制其升温速度在80℃/秒，加热温度在1150～1160℃；
3）进行锻造：首先进行开坯，控制其锻压比在1:2，锻压温度为1120～1130℃，控制锻造时间在3秒；进行模锻，模锻温度控制在1050～1060℃，模锻时间在2秒；
4）进行切边，控制切边温度在1000～1005℃，时间为2秒；
5）进行风冷，冷却速度控制在5℃/秒，冷却至500～510℃，经冷却后，控制钢的金相组织中铁素体网状化为73%；
6）在密闭的环境中自然冷却至室温。
实施例2
本实施例采用的化学成分及重量百分比为：0.37%C, 0.660%Si，1.05%Mn，0.045%S，其余为Fe及不可避免的杂质生产汽车连杆用中碳微合金圆钢，其步骤：
1）冶炼并铸成锻造毛坯为Φ50mm中碳微合金圆钢；
2）进行感应加热，控制其升温速度在90℃/秒，加热温度在1190～1200℃；
3）进行锻造：首先进行开坯，控制其锻压比在1:4，锻压温度为1180～1190℃，控制锻造时间在4秒；进行模锻，模锻温度控制在1080～1090℃，模锻时间在3秒；
4）进行切边，控制切边温度在1040～1050℃，时间为3秒；
5）进行风冷，冷却速度控制在8℃/秒，冷却至540～550℃，经冷却后，控制钢的金相组织中铁素体网状化为76%；
6）在密闭的环境中自然冷却至室温。
实施例3
本实施例采用的化学成分及重量百分比为：0.38%C, 0.650%Si，1.10%Mn，0.055%S，其余为Fe及不可避免的杂质生产汽车连杆用中碳微合金圆钢，其步骤：
1）冶炼并铸成锻造毛坯为Φ65mm中碳微合金圆钢；
2）进行感应加热，控制其升温速度在100℃/秒，加热温度在1240～1250℃；
3）进行锻造：首先进行开坯，控制其锻压比在1:5，锻压温度为1220～1230℃，控制锻造时间在5秒；进行模锻，模锻温度控制在1090～1100℃，模锻时间在4秒；
4）进行切边，控制切边温度在1035～1045℃，时间为4秒；
5）进行风冷，冷却速度控制在10℃/秒，冷却至590～600℃，经冷却后，控制钢的金相组织中铁素体网状化为81%；
6）在密闭的环境中自然冷却至室温。
实施例4
本实施例采用的化学成分及重量百分比为：0.41%C, 0.56%Si，1.20%Mn，0.55%S，其余为Fe及不可避免的杂质生产汽车连杆用中碳微合金圆钢，其步骤：
1）冶炼并铸成锻造毛坯为Φ80mm中碳微合金圆钢；
2）进行感应加热，控制其升温速度在95℃/秒，加热温度在1240～1250℃；
3）进行锻造：首先进行开坯，控制其锻压比在1:5，锻压温度为1200～1210℃，控制锻造时间在4.5秒；进行模锻，模锻温度控制在1060～1070℃，模锻时间在4秒；
4）进行切边，控制切边温度在1040～1050℃，时间为3.5秒；
5）进行风冷，冷却速度控制在7℃/秒，冷却至570～580℃，经冷却后，控制钢的金相组织中铁素体网状化为80%；
6）在密闭的环境中自然冷却至室温。
实施例5
本实施例采用的化学成分及重量百分比为：0.45%C, 0.70%Si，1.20%Mn，0. 68%S，其余为Fe及不可避免的杂质生产汽车连杆用中碳微合金圆钢，其步骤：
1）冶炼并铸成锻造毛坯为Φ85mm中碳微合金圆钢；
2）进行感应加热，控制其升温速度在96℃/秒，加热温度在1210～1220℃；
3）进行锻造：首先进行开坯，控制其锻压比在1:4，锻压温度为1180～1190℃，控制锻造时间在5秒；进行模锻，模锻温度控制在1085～1095℃，模锻时间在3.5秒；
4）进行切边，控制切边温度在1030～1040℃，时间为3秒；
5）进行风冷，冷却速度控制在9℃/秒，冷却至565～575℃，经冷却后，控制钢的金相组织中铁素体网状化为85%；
6）在密闭的环境中自然冷却至室温。
经检测，上述各实施例的性能的裂解性能及抗疲劳性能结果见表1
表1 上述各实施例的裂解性能及抗疲劳性能结果统计列表
| 实施方案 | 不圆度（连杆大头）（um） | 疲劳强度（σ-1/MPa） |
| 对比钢C70S6 | 47.9 | 350 |
| 对比钢35MnVS | 75.2 | 430 |
| 实施例1 | 46.1 | 455 |
| 实施例2 | 43.5 | 453 |
| 实施例3 | 42.3 | 450 |
| 实施例4 | 42.5 | 452 |
| 实施例5 | 40.9 | 445 |
注：以连杆大头的变形量（不圆度）来代表其裂解性能
从表1及附图可以看出，采用本发明方法后，由于通过控制锻造温度和冷却速度，从而促进钢金相组织的网状化，极大地提高了裂解连杆用钢的裂解性能，完全满足了用户要求。
Claims (1)
1.一种汽车连杆用钢的生产方法，其步骤：
1）冶炼成坯，轧制成圆钢；
2）进行感应加热，控制其升温速度在80～100℃/秒，加热温度在1150～1250℃；
3）进行锻造：首先进行开坯，控制其锻压比在1:2～1:5，锻压温度为1120～1230℃，控制锻造时间在3～5秒；进行模锻，模锻温度控制在1050～1100℃，模锻时间在2～4秒；
4）进行切边，控制切边温度在1000～1050℃，时间为2～4秒；
5）进行风冷，冷却速度控制在5～10℃/秒，冷却至500～600℃，经冷却后，控制钢的金相组织中铁素体网状化达到至少70%；
6）在密闭的环境中自然冷却至室温。
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| CN102922291A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-02-13 | 山东泰金精密成型制品有限公司 | 圆钢生产发动机连杆成品的联合生产设备 |
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