CN104924026B - 一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺，包括：下料、加热、预锻、终锻、切边、控制冷却，所述锻造工序一体锻造连杆体和连杆盖，包括连杆大头、连杆工字筋与连杆小头；所述连杆锻造工序中，预锻加热温度为1150℃‑1250℃，终断加热温度950℃‑1050℃；所述切边工序后，将连杆分散置于冷却传输线上，工字筋部位以3.0℃/s‑6.0℃/s 的冷却速度冷却，大头部位以1.0℃/s‑3.0℃/s 的冷却速度冷却，连杆工字筋部位降至500℃‑550℃。本发明提供的一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺，连杆工字筋部位的强度高，连杆的机械性能增强，连杆可靠性提高。

Description

一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺

技术领域

本发明涉及一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺，属于胀断连杆制造技术领域。

背景技术

连杆是发动机的主要配件之一，非调质钢胀断连杆是一种新工艺加工而成的连杆。胀断连杆是一种基于裂解原理加工的连杆，采用非调质钢材料，一体锻造连杆盖与连杆体，在连杆盖与连杆体预分离的对称面加工裂解槽，通过在特殊的裂解装置上施加力，应力集中在连杆裂解槽处形成，促使连杆的连杆盖和连杆体脆性胀断，最后，利用裂解的立体效果进行重新组装连杆。这样连杆盖与连杆体的配合度好，连杆装配精度高、承载能力增强，同时，缩短机加工工序，节省机加工设备，降低了连杆生产成本，且生产过程具备节能环保的特性。

在申请号 201210102369.4“一种内燃机胀断连杆”发明中，公开了一种内燃机胀断连杆，包括一体锻造成型的连杆体和连杆盖，在连杆体和连杆盖的结合部处设有沿同一直线方向设置的两个横截面呈V 形缺口，且V 形缺口的开口角度为120度，确保连杆的胀断效果。

在申请号 201110173260.5“一种胀断连杆的控温冷却方法”发明中，发明公开了一种胀断连杆的控温冷却方法，其步骤为：A) 将锻造完的温度在850℃以上的连杆放入带有轴流风机的冷却装置中进行快速降温；B) 当连杆冷却至600±50℃时，将连杆放入铁箱中进行堆冷，从而使连杆冷却至常温。

以上两个典型专利主要说明，现阶段连杆锻造强调连杆整体性能的一致性，特别强调连杆大头部位与工字筋部位性能一致性，强调连杆整体的控制锻造、控制冷却。并未考虑连杆不同部位的控制锻造及冷却会有不同的效果。同时，也未考虑在满足连杆工字筋高强度的前提下，导致连杆大头部位强度高，不利于连杆后续的机械加工，以及会导致连杆大头胀断工艺时出现掉渣，裂解力大等问题；同时，若想减轻连杆的后续加工难度，降低连杆大头的强度，又会降低连杆工字筋部位强度，影响整个连杆的使用安全性问题。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺，包括：下料、加热、预锻、终锻、切边、控制冷却，所述锻造工序一体锻造连杆体和连杆盖，包括连杆大头、连杆工字筋与连杆小头；所述连杆的大头部位的截面积是工字筋部位截面积的2-4倍；所述连杆锻造工序中，预锻加热温度为1150℃-1250℃，终断加热温度950℃-1050℃；所述切边工序后，将连杆分散置于冷却传输线上，所述冷却传输线以5-30mm/s的速度移动，工字筋部位以3.0℃/s-6.0℃/s 的冷却速度冷却，大头部位以1.0℃/s-3.0℃/s 的冷却速度冷却，连杆工字筋部位降至500℃-550℃，落入料箱堆冷，连杆以小于1℃/min的冷却速度冷却至室温。

所述连杆在冷却传输线上距离设置为5-30mm。

所述冷却传输线包括两条传输带，所述连杆两端分别置于两条传输带上，所述两条传输带之间设置有通风槽，所述通风槽下方设置有鼓风机。

作为优选方案，所述传输带设置为3-8m。

作为优选方案，所述通风槽槽宽与工字筋长度相同。

有益效果：本发明提供的一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺，该连杆工字筋强度高，大头需要后续机加工强度略低，根据非调质钢可以通过控制锻造、控制冷却调整材料强度这一特性，对国产C70S6材料进行下料、加热、预锻、终锻、冷却一系列工艺锻造连杆。改善了胀断连杆的加工性能和胀断性能，提高非调质钢胀断连杆使用性能。连杆大头胀断性能良好且解决了大头部位机械加工不容易的难题，同时，连杆工字筋部位的强度高，连杆的机械性能增强，连杆可靠性提高。

附图说明

图1为本发明的冷却传输线示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺，一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺，包括：下料、加热、预锻、终锻、切边、控制冷却，所述锻造工序一体锻造连杆体和连杆盖，包括连杆大头、连杆工字筋与连杆小头；变形量与连杆本身的尺寸及毛坯棒料的尺寸有直接联系，在设置模具的预锻模具与终锻模具时，所述连杆的大头部位的截面积是工字筋部位截面积的2-4倍，确保每次的工字筋的变形量大于大头部位的变形量，最终，连杆工字筋部位的锻造变形量为70%-90%，连杆大头部位的变形量为25%-40%；所述连杆锻造工序中，预锻加热温度为1150℃-1250℃，终断加热温度950℃-1050℃；所述切边工序后，将连杆分散置于冷却传输线上，所述冷却传输线以5-30mm/s的速度移动，工字筋部位以3.0℃/s-6.0℃/s 的冷却速度冷却，大头部位以1.0℃/s-3.0℃/s 的冷却速度冷却，连杆工字筋部位降至500℃-550℃，落入料箱堆冷，连杆以小于1℃/min的冷却速度冷却至室温。

所述连杆在冷却传输线上距离设置为5-30mm。

如图1所示，所述冷却传输线包括两条传输带3，所述连杆1两端分别置于两条传输带3上，传输线3以5-30mm/s的速度移动，所述两条传输带3之间设置有通风槽5，所述通风槽5下方设置有鼓风机2，鼓风机2的风从通风槽5吹向连杆1工字筋部位，所述鼓风机2设置为3-4KW，转速在0-1200r/min之间，且槽宽与连杆1工字筋长度一致，所述传输带3设置为3-8m。

通过协调传输带3下方的鼓风机2的风量、外界环境温度及传输带3的传送速度，借助红外线测温仪，使传输带3上冷却的连杆1，工字筋部位以3.0℃/s～6.0℃/s 的冷却速度冷却，大头部位以1.0℃/s～3.0℃/s 的冷却速度冷却，最后连杆1工字筋部位约为500℃～550℃，落入料箱4堆冷，工件1以小于1℃/min的冷却速度缓慢冷却至室温。

锻造后连杆各部位的组织和性能受锻造变形量和冷却速度的影响。锻造变形时产生的位错带可诱导静态再结晶的发生，变形量大，发生静态再结晶的过程时，再结晶的形核率高，导致静态再结晶晶粒细小。连杆工字筋部位的锻造变形量大于连杆大头部位。冷却后的连杆工字筋部位的晶粒度大小为7-8级，大头部位晶粒度4-5级。

鉴于连杆产品自身的结构和形状特点，通常其大头部位的截面积约为工字筋部位截面积的2-4倍，锻造过程中工字筋部位的锻造变形量将大于连杆大头部位。本发明所采用的锻后控冷工艺就是根据连杆工字筋部位和大头部位变形量及截面大小不同的特点，通过上述的控制冷却的装置和工艺使连杆工字筋部位的冷却速度明显大于连杆大头部位，并控制其冷却速度在一定范围内，由此，即可实现胀断连杆的工字筋部位和大头部位组织与性能的差异化控制。

工字筋部位冷却过程吹风，工字筋部位冷却速度大于连杆大头部位，通过锻后控制冷却的连杆工字筋部位的晶粒度大小为7-8级，大头部位晶粒度4-5级。工字筋部位铁素体含量少于3.0%，大头部位铁素体含量少于5.0%，工字筋部位强度970-1020 MPa，大头部位强度900-950MPa。冷速大过冷度高，过冷度大，珠光体形核率大，珠光体含量高，铁素体来不及形核或者已形核来不及长大，于是铁素体含量低，且珠光体团的尺寸和珠光体的片层间距的细化，致使工字筋部位强度大于大头部位强度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺，包括：下料、加热、预锻、终锻、切边、控制冷却，其特征在于：所述锻造工序一体锻造连杆体和连杆盖，包括连杆大头、连杆工字筋与连杆小头；所述连杆的大头部位的截面积是工字筋部位截面积的2-4倍；所述连杆锻造工序中，预锻加热温度为1150℃-1250℃，终锻加热温度950℃-1050℃；所述切边工序后，将连杆分散置于冷却传输线上，所述冷却传输线以5-30mm/s的速度移动，工字筋部位以3.0℃/s-6.0℃/s 的冷却速度冷却，大头部位以1.0℃/s-3.0℃/s 的冷却速度冷却，连杆工字筋部位降至500℃-550℃，落入料箱堆冷，连杆以小于1℃/min的冷却速度冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺，其特征在于：所述连杆在冷却传输线上距离设置为5-30mm。

3.根据权利要求1所述的一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺，其特征在于：所述冷却传输线包括两条传输带，所述连杆两端分别置于两条传输带上，所述两条传输带之间设置有通风槽，所述通风槽下方设置有鼓风机。

4.根据权利要求1所述的一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺，其特征在于：所述传输带设置为3-8m。

5.根据权利要求3所述的一种组织和性能差异化控制的胀断连杆制造工艺，其特征在于：所述通风槽槽宽与工字筋长度相同。