CN103042144A - 一种汽车发动机曲轴的锻造方法 - Google Patents

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杨奎琦
陈正义
张斌
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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: 0.106%≤C≤0.250%,0.25%≤Si≤1.40%,0.25%≤Mn≤1.30%,0.010%≤P≤0.030%,0.012%≤S≤0.030%,11.50%≤Cr≤13.50%,痕量≤B≤0.0018%,余量为铁及杂质; b、锻造步骤c、热处理;d、将热处理后的工件抛丸处理;e、将抛丸处理的零件包装。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

一种汽车发动机曲轴的锻造方法
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种汽车发动机曲轴的锻造方法。
背景技术
[0002]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。
[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。
发明内容
[0004] 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,节约了广品用料,提闻了广品的I旲具寿命。
[0005] 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:O. 106%≤C≤O. 250%, O. 25%≤Si≤1. 40%,O. 25% ≤ Mn ≤1. 30%, O. 010% ≤ P ≤ O. 030%, O. 012% ≤ S ≤ O. 030%, 11. 50% ≤Cr ≤ 13. 50%,痕量< BS0. 0018%,余量为铁及不可避免的杂质;浇注成型的钢锭温度降至360°C,再加热至670-760°C,保温3-5小时,炉冷至300°C,保温3小时,再加热至650-780°C,保温10小时,以50°C /小时冷却至400°C,再以20°C /小时,冷却至180°C ;
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1180°C〜1240°C,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1230°C〜1280°C,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锤重击,当第4、5锤重击后锻件仍然不能被带起,则撬起锻件并撒入湿锯末,然后重击打造锻件,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;
7)、使用切边模对锻件进行切边,热切毛边温度要大于850°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;
C、热处理
对经过步骤b锻造后的曲轴加热至980°C并保温I 一 2h,油冷至不高于100°C后重新加热至680°C — 750°C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°C,保温4-5小时,然后喷雾冷却处理,曲轴的尾部在900-1020°C,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°C,保温2-3小时,放入铁箱中堆冷;
d、将热处理后的工件抛丸处理;
e、将抛丸处理的零件包装。
[0006] 经过抛丸处理后的曲轴的头部加热到350°C,保温4. 5小时,然后喷雾冷却处理,曲轴的尾部在990°C,保温7小时,然后空冷,最后曲轴中部再加温至温度为170°C,保温2. 5小时,放入铁箱中堆冷。
[0007] 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。
[0008] 本发明的力学性能检测数据如下:
抗拉强度≥1204 Mpa
屈服强度≥849 Mpa 伸长率≥14%
断面收缩率> 41%
布氏硬度冊=227—251。
附图说明
[0009] 图1为本发明金相组织图。
具体实施方式
[0010] 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:O. 106%≤C≤O. 250%, O. 25%≤Si≤1. 40%,O. 25% ≤ Mn ≤1. 30%, O. 010% ≤ P ≤ O. 030%, O. 012% ≤ S ≤ O. 030%, 11. 50% ^ Cr ^ 13. 50%,痕量< BS0. 0018%,余量为铁及不可避免的杂质;浇注成型的钢锭温度降至360°C,再加热至670-760°C,保温3-5小时,炉冷至300°C,保温3小时,再加热至650-780°C,保温10小时,以50°C /小时冷却至400°C,再以20°C /小时,冷却至180°C ; 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1180°C〜1240°C,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1230°C〜1280°C,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锤重击,当第4、5锤重击后锻件仍然不能被带起,则撬起锻件并撒入湿锯末,然后重击打造锻件,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;
7)、使用切边模对锻件进行切边,热切毛边温度要大于850°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;
C、热处理
对经过步骤b锻造后的曲轴加热至980°C并保温I 一 2h,油冷至不高于100°C后重新加热至680°C — 750°C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°C,保温4-5小时,然后喷雾冷却处理,曲轴的尾部在900-1020°C,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°C,保温2-3小时,放入铁箱中堆冷;
d、将热处理后的工件抛丸处理;
e、经过抛丸处理后的曲轴的头部加热到350°C,保温4. 5小时,然后喷雾冷却处理,曲轴的尾部在9900C,保温7小时,然后空冷,最后曲轴中部再加温至温度为170°C,保温2. 5小时,放入铁箱中堆冷。
[0011] f、将抛丸处理的零件包装。
[0012] 本发明曲轴金相显微组织图如图1,评定结果合格。

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. 106%彡C彡0. 250%, 0. 25%彡Si彡1. 40%,0. 25% ≤ Mn ≤1. 30%, 0. 010% ≤ P ≤ 0. 030%, 0. 012% ≤ S ≤ 0. 030%, 11. 50% ≤ Cr ≤ 13. 50%,痕量< BS0. 0018%,余量为铁及不可避免的杂质;浇注成型的钢锭温度降至360°C,再加热至670-760°C,保温3-5小时,炉冷至300°C,保温3小时,再加热至650_780°C,保温10小时,以50°C /小时冷却至400°C,再以20°C /小时,冷却至180°C ; 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1180°C〜1240°C,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1230°C〜1280°C,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锤重击,当第4、5锤重击后锻件仍然不能被带起,则撬起锻件并撒入湿锯末,然后重击打造锻件,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; 7)、使用切边模对锻件进行切边,热切毛边温度要大于850°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; C、热处理 对经过步骤b锻造后的曲轴加热至980°C并保温I 一 2h,油冷至不高于100°C后重新加热至680°C — 750°C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°C,保温4-5小时,然后喷雾冷却处理,曲轴的尾部在900-1020°C,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°C,保温2-3小时,放入铁箱中堆冷; d、将热处理后的工件抛丸处理; e、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°C,保温4. 5小时,然后喷雾冷却处理,曲轴的尾部在990°C,保温7小时,然后空冷,最后曲轴中部再加温至温度为170°C,保温2. 5小时,放入铁箱中堆冷。
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