CN105108454A - 一种发动机活塞销加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机活塞销加工工艺，包括以下工艺步骤：(1)采用20Cr合金钢为原料，按所含成份重量分计，C含量0.2%、Si含量0.25%、Mn含量0.7%、Cr含量0.9%，其余为Fe含量和杂质；(2)工艺流程：剪切下料→平端面、倒角、车、磨外圆→浸涂没头润滑剂→感应炉加热→温挤压→检验控伤→热处理；本发明的工艺具有尺寸精度高，表面粗糙度Ra值小，抗弯、抗压和抗疲劳性能都高于其他加工方法所得，并且材料的利用率高达80%以上，成形周期短，生产率提高，使其具有良好的韧性和塑性，以此来增强活塞销的承受冲击负荷的能力。

Description

一种发动机活塞销加工工艺

技术领域

本发明涉及机器零部件加工技术领域，特别是涉及一种发动机衬套加工工艺。

背景技术

活塞销是装在活塞裙部的圆柱形销子。它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，其作用是把活塞承受的气体作用力传给连杆，或使连杆小头带动活塞一起运动。为了减轻重量，活塞销一般用优质合金钢制造，并作成空心。

活塞销在高温条件下承受很大的周期性冲击负荷，且由于活塞销在销孔内摆动角度不大，难以形成润滑油膜，因此润滑条件较差。为此活塞销必须有足够的刚度、强度和耐磨性。质量尽可能小，销与销孔应该有适当的配合间隙和良好的表面质量。在一般情况下，活塞销的刚度尤为重要，如果活塞销发生弯曲变形，可能使活塞销座损坏。

总之，活塞销的工作条件为承受压比大，无法形成油膜，变形不协调。因此其设计要求具有足够高的机械强度和耐磨性，同时还要有较高的疲劳强度。

活塞销是发动机的重要零件，规格多，数量大，传统生产主要用20Cr合金钢实心圆料车削加工，也有用无缝钢管加工，此种加工方法，材料利用率极为低下。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种发动机活塞销加工工艺，其目的不仅继承了冷挤压成形工艺，还节约原材料、产品精度高等优点。

本发明所采用的技术方案是：

一种发动机活塞销加工工艺，包括以下工艺步骤：

(1)采用20Cr合金钢为原料，按所含成份重量分计，C含量0.2%、Si含量0.25%、Mn含量0.7%、Cr含量0.9%，其余为Fe含量和杂质，其杂质中含S<0.025%、P<0.02%、Ni<0.15%、Cu<0.018%；

(2)工艺流程：剪切下料→平端面、倒角、车、磨外圆→浸涂没头润滑剂→感应炉加热→温挤压→检验探伤；

20Cr合金钢圆棒料Q45-206型精密棒料剪断机切断；

在数控车床上车平两端面，并倒角，外圆精车再磨光；

预热至100-130℃，浸涂HBSM-20B型水基石墨芯棒润滑剂，对坯料表面涂摸0.1mm厚；

送入中频感应炉加热，设定温度640-660℃、频率2500Hz、加热3-4min即可，使Φ36mm甚至更粗的棒料毛坯内外相同温度；

将加热好的毛坯送入Y61-630金属挤压液压机上进行温挤压成形，成型用时6-8s；

检验探伤,首件成品就要交由质检员，作外观尺寸和形位公差检查，确认是否符合图纸要求；

热处理，先高频表面淬火，调频炉加热900℃，用时30min,碳势0.7%，强渗碳势900℃，用时30min,再820℃保温30min后，用油温120℃的淬火油冷却20min,再回火软化，加热到700℃，保温10h，用80℃/h的速度快速冷却，随炉降到550℃时，出炉空冷，硬度58HRC。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用温挤压后的零件尺寸精度高达0.06mm以下，表面粗糙度Ra为0.4-1.6μm，壁厚差可控制在0.2mm以下，抗弯、抗压和抗疲劳性能都高于其他加工方法所得，并且材料的利用率高达80%以上，成形周期短，生产率提高，并且在挤压成形后，又作为渗碳淬火处理，提高心部强度，表面耐磨，而后又作了回火处理，来降低淬火后的硬度和脆性，使其具有良好的韧性和塑性，以此来增强活塞销的承受冲击负荷的能力。

附图说明

图1为一种发动机活塞销成品结构示意图；

图2为一种发动机活塞销的毛坯原料示意图；

图3是20Cr合金钢活塞销在进行温挤压时，单位挤压力的变化情况。

具体实施方式

一种发动机活塞销加工工艺，包括以下工艺步骤：

(1)采用20Cr合金钢为原料，按所含成份重量分计，C含量0.2%、Si含量0.25%、Mn含量0.7%、Cr含量0.9%，其余为Fe含量和杂质，其杂质中含S<0.025%、P<0.02%、Ni<0.15%、Cu<0.018%；

(2)工艺流程：剪切下料→平端面、倒角、车、磨外圆→浸涂没头润滑剂→感应炉加热→温挤压→检验探伤；

20Cr合金钢圆棒料Q45-206型精密棒料剪断机切断；

在数控车床上车平两端面，并倒角，外圆精车再磨光；

预热至100-130℃，浸涂HBSM-20B型水基石墨芯棒润滑剂，对坯料表面涂摸0.1mm厚；

送入中频感应炉加热，设定温度640-660℃、频率2500Hz、加热3-4min即可，使Φ36mm甚至更粗的棒料毛坯内外相同温度；

将加热好的毛坯送入Y61-630金属挤压液压机上进行温挤压成形，成型用时6-8s；

检验探伤,首件成品就要交由质检员，作外观尺寸和形位公差检查，确认是否符合图纸要求；

热处理，先高频表面淬火，调频炉加热900℃，用时30min,碳势0.7%，强渗碳势900℃，用时30min,再820℃保温30min后，用油温120℃的淬火油冷却20min,再回火软化，加热到700℃，保温10h，用80℃/h的速度快速冷却，随炉降到550℃时，出炉空冷，硬度58HRC。

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图3所示，

20Cr合金钢活塞销在进行温挤压时，单位挤压力的变化情况。由图可以看出，20Cr合金钢在液压机加压速度为300mm/s左右时变形，在450-550℃区间存在一脆区，当温度高于550℃以后，随着温度的提高，挤压力不断降低，并在700℃以后，挤压力变化趋于和缓，故20Cr合金钢在650-750℃进行温挤压是合适的。

Claims (1)

1.一种发动机活塞销加工工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：

(1)采用20Cr合金钢为原料，按所含成份重量分计，C含量0.2%、Si含量0.25%、Mn含量0.7%、Cr含量0.9%，其余为Fe含量和杂质，其杂质中含S<0.025%、P<0.02%、Ni<0.15%、Cu<0.018%；

(2)工艺流程：剪切下料→平端面、倒角、车、磨外圆→浸涂没头润滑剂→感应炉加热→温挤压→检验探伤；

20Cr合金钢圆棒料Q45-206型精密棒料剪断机切断；

在数控车床上车平两端面，并倒角，外圆精车再磨光；

预热至100-130℃，浸涂HBSM-20B型水基石墨芯棒润滑剂，对坯料表面涂摸0.1mm厚；

送入中频感应炉加热，设定温度640-660℃、频率2500Hz、加热3-4min即可，使Φ36mm甚至更粗的棒料毛坯内外相同温度；

将加热好的毛坯送入Y61-630金属挤压液压机上进行温挤压成形，成型用时6-8s；

检验探伤,首件成品就要交由质检员，作外观尺寸和形位公差检查，确认是否符合图纸要求；

热处理，先高频表面淬火，调频炉加热900℃，用时30min,碳势0.7%，强渗碳势900℃，用时30min,再820℃保温30min后，用油温120℃的淬火油冷却20min,再回火软化，加热到700℃，保温10h，用80℃/h的速度快速冷却，随炉降到550℃时，出炉空冷，硬度58HRC。