CN102989983A - 一种汽车发动机曲轴的锻造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车发动机曲轴的锻造方法，包括以下步骤：a、浇注钢锭，钢锭中化学成分重量百分比为：0.086%≤C≤0.150%，痕量≤Si≤1.40%，痕量≤Mn≤1.30%，痕量≤P≤0.033%，痕量≤S≤0.0260%，Ti0.11-0.22%，11.50%≤Cr≤13.50%，痕量≤B≤0.0018%，余量为铁及不可避免的杂质；浇注成型的钢锭温度降至350℃，再加热至670-760℃，保温3-5小时，炉冷至300℃，保温3小时，再加热至650-760℃，保温10小时，以34℃/小时冷却至400℃，再以20℃/小时，冷却至180℃；b、锻造步骤，1)选用锻造工艺浇注好的钢锭；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；本发明使其利于大批量的工业化的生产，并减少了锻造过程中出现夹污、充不满的现象，产品的力学性能进一步改善，节约了产品用料，提高了产品的模具寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车发动机曲轴的锻造方法。
背景技术
曲轴是发动机上的一个重要机件，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。主轴颈被安装在缺体上，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。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车发动机曲轴的锻造方法，使其利于大批量的工业化的生产，并减少了锻造过程中出现夹污、充不满的现象，产品的力学性能进一步改善，节约了产品用料，提高了产品的模具寿命。
本发明的技术方案如下：
一种汽车发动机曲轴的锻造方法，包括以下步骤：
a、浇注钢锭
钢锭中化学成分重量百分比为： 0.086%≤C≤0.150%，，1.30%≤Si≤1.40%，1.20%≤Mn≤1.30%，痕量≤P≤0.033%，痕量≤S≤0.0260% ，Ti 0.11-0.22%，11.50%≤Cr≤13.50%，痕量≤B≤0.0018%，余量为铁及不可避免的杂质；浇注成型的钢锭温度降至350℃，再加热至670-760℃，保温3-5小时，炉冷至300℃，保温3小时，再加热至650-760℃，保温10小时，以34℃/小时冷却至400℃，再以20℃/小时，冷却至180℃；
b、锻造步骤
1)、选用锻造工艺浇注好的钢锭；
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900℃～1000℃，加热时间为45±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1250℃～1280℃，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、3锤轻击，第4、5、6锤重击，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950℃，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；
c、热处理
对经过步骤b锻造后的曲轴加热至980℃并保温1－2h，油冷至不高于100℃后重新加热至680℃－750℃的温度范围并保温2h，之后水冷；经过回火处理后，再将曲轴的头部加热到320-380℃，保温4-5小时，然后喷雾冷却处理，曲轴的尾部在900-1020℃，保温6-8小时，然后空冷，最后曲轴中部再加温至温度为160～180℃，保温2-3小时，放入铁箱中堆冷；
d、磷化处理，在常温下将工件在热火封闭温度为280-300℃，采用PH值为8的表面调整剂处理1-2min，经滴空1-2min后，采用磷化剂处理15-20min，再经滴空1-2min后，采用清水清洗1-2min，再滴空1-2min后，以将工件置于78-100℃的热水中处理0.5-1min；
e、将磷化处理后的工件抛丸处理；
f、将抛丸处理的零件包装。
经过抛丸处理后的曲轴的头部加热到350℃，保温4.5小时，然后喷雾冷却处理，曲轴的尾部在990℃，保温7小时，然后空冷，最后曲轴中部再加温至温度为170℃，保温2.5小时，放入铁箱中堆冷。
本发明通过上述技术方案，整体结构科学合理，使用时，只需将不同型号的曲轴，根据长短，由于具有可调节不同型号的适应性，生产时，只需一次将轴头加热到工艺所需温度，就可一次成型，由此，减少了多次加热和多次锻造的传统工艺麻烦，相应降低了能耗，减少了材料消耗和成本投入，加工精度大大提高，与现有技术相比材料利用率由现在的65%提高到90%以上，电能消耗降低70%左右，用工减少四分之三，一台机床二人操作单班可锻工件550件以上，提高工效4倍左右，产生的积极效果非常显著。
本发明的力学性能检测数据如下：
抗拉强度≥804 Mpa
屈服强度≥596 Mpa
伸长率≥14%
断面收缩率≥25%
布氏硬度HB=247—281。
附图说明
图1为本发明曲轴金相显微组织图。
具体实施方式
一种汽车发动机曲轴的锻造方法，包括以下步骤：
a、浇注钢锭
钢锭中化学成分重量百分比为： 0.086%≤C≤0.150%，，1.30%≤Si≤1.40%，1.20%≤Mn≤1.30%，痕量≤P≤0.033%，痕量≤S≤0.0260% ，Ti 0.11-0.22%，11.50%≤Cr≤13.50%，痕量≤B≤0.0018%，余量为铁及不可避免的杂质；浇注成型的钢锭温度降至350℃，再加热至670-760℃，保温3-5小时，炉冷至300℃，保温3小时，再加热至650-760℃，保温10小时，以34℃/小时冷却至400℃，再以20℃/小时，冷却至180℃；
b、锻造步骤
1)、选用锻造工艺浇注好的钢锭；
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900℃～1000℃，加热时间为45±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1250℃～1280℃，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、3锤轻击，第4、5、6锤重击，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950℃，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；
c、热处理
对经过步骤b锻造后的曲轴加热至980℃并保温1－2h，油冷至不高于100℃后重新加热至680℃－750℃的温度范围并保温2h，之后水冷；经过回火处理后，再将曲轴的头部加热到320-380℃，保温4-5小时，然后喷雾冷却处理，曲轴的尾部在900-1020℃，保温6-8小时，然后空冷，最后曲轴中部再加温至温度为160～180℃，保温2-3小时，放入铁箱中堆冷；
d、磷化处理，在常温下将工件在热火封闭温度为280-300℃，采用PH值为8的表面调整剂处理1-2min，经滴空1-2min后，采用磷化剂处理15-20min，再经滴空1-2min后，采用清水清洗1-2min，再滴空1-2min后，以将工件置于78-100℃的热水中处理0.5-1min；
e、将磷化处理后的工件抛丸处理；
f、经过抛丸处理后的曲轴的头部加热到350℃，保温4.5小时，然后喷雾冷却处理，曲轴的尾部在990℃，保温7小时，然后空冷，最后曲轴中部再加温至温度为170℃，保温2.5小时，放入铁箱中堆冷；
g、将抛丸处理的零件包装。
Claims (2)
1.一种汽车发动机曲轴的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、浇注钢锭
钢锭中化学成分重量百分比为： 0.086%≤C≤0.150%，1.30%≤Si≤1.40%，1.20%≤Mn≤1.30%，痕量≤P≤0.033%，痕量≤S≤0.0260% ，Ti 0.11-0.22%，11.50%≤Cr≤13.50%，痕量≤B≤0.0018%，余量为铁及不可避免的杂质；浇注成型的钢锭温度降至350℃，再加热至670-760℃，保温3-5小时，炉冷至300℃，保温3小时，再加热至650-760℃，保温10小时，以34℃/小时冷却至400℃，再以20℃/小时，冷却至180℃；
b、锻造步骤
1)、选用锻造工艺浇注好的钢锭；
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900℃～1000℃，加热时间为45±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1250℃～1280℃，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、3锤轻击，第4、5、6锤重击，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950℃，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；
c、热处理
对经过步骤b锻造后的曲轴加热至980℃并保温1－2h，油冷至不高于100℃后重新加热至680℃－750℃的温度范围并保温2h，之后水冷；经过回火处理后，再将曲轴的头部加热到320-380℃，保温4-5小时，然后喷雾冷却处理，曲轴的尾部在900-1020℃，保温6-8小时，然后空冷，最后曲轴中部再加温至温度为160～180℃，保温2-3小时，放入铁箱中堆冷；
d、磷化处理，在常温下将工件在热火封闭温度为280-300℃，采用PH值为8的表面调整剂处理1-2min，经滴空1-2min后，采用磷化剂处理15-20min，再经滴空1-2min后，采用清水清洗1-2min，再滴空1-2min后，以将工件置于78-100℃的热水中处理0.5-1min；
e、将磷化处理后的工件抛丸处理；
f、将抛丸处理的零件包装。
2.根据权利要求1所述汽车发动机曲轴的锻造方法，其特征在于，经过抛丸处理后的曲轴的头部加热到350℃，保温4.5小时，然后喷雾冷却处理，曲轴的尾部在990℃，保温7小时，然后空冷，最后曲轴中部再加温至温度为170℃，保温2.5小时，放入铁箱中堆冷。
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