CN109609749A - 一种模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法，属于重型汽车模铸非调质钢曲轴的加工领域。其技术方案为：将所述毛坯进行退火处理，退火温度为570‑590℃，保温时间为4h，冷却方式为单支摆放空冷。本发明的有益效果为：按照本发明的方法处理的模铸非调质钢曲轴毛坯，高硬度的贝氏体/马氏体硬质相组织（404HV）转化为索氏体组织（323HV），在满足机械性能要求的同时改善了加工性能，解决了刀具易崩刃问题，节省了加工成本，提高了加工效率，经济效益巨大。

Description

一种模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法
技术领域
本发明涉及重型汽车模铸非调质钢曲轴的加工领域，特别涉及一种模铸非调质钢生产的曲轴毛坯加工性能改善方法，以改善曲轴毛坯加工性能。
背景技术
非调质钢曲轴具有节约能源，简化生产工艺，降低成本等诸多优点，主要表现在省略调质工序，避免了在热处理过程中产生变形或淬火裂纹所造成的废品，改善劳动条件，并减少热处理造成的污染，具有很好的经济效益和社会效益。
采用模铸材冶炼轧制非调质钢曲轴用原材料，是许多钢厂的一种生产方式，这种方式冶炼轧制的非调质钢的缺点主要体现在：模铸材中的框形偏析分布不均匀，在钢锭头部形成正偏析，在钢锭尾部形成负偏析，在钢锭的不同位置，各合金元素含量偏差很大，这种模铸材生产的非调质钢曲轴，框形偏析严重处，容易将框形偏析挤出到主轴颈、连杆轴颈表面加工处，图1所示为主轴颈框形偏析的两个角被挤出，在框形偏析处容易形成贝氏体/马氏体硬质相，这种硬质相硬度很高，在加工成成品时，易产生刀具崩刃现象，
从2014年初，随着我公司新研制发动机逐渐上量，市场需求量增加，出现了与之匹配的非调质钢模铸曲轴毛坯机加工性能不稳定，造成了较为严重的刀具崩刃、崩刀盘现象，据统计，2014年批量加工模铸态MC11曲轴毛坯时，本公司共投入95支毛坯，加工完毕后，机加工崩刀夹、刀刃共计费用18万余元，损坏毛坯9支。共损失：9×2168元（毛坯费用）+18000（崩刀夹、刀刃费用）≈20万元，且严重影响到生产效率。
发明内容
为解决模铸非调质钢曲轴毛坯存在不均匀硬质点，毛坯加工性能差的问题，本发明具体公开了一种针对该曲轴毛坯加工性能的改善方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法，所述方法具体为：将所述毛坯进行退火处理，退火温度为570-590 ℃，保温时间为4h，冷却方式为单支摆放空冷。
其中，所述毛坯重量≥98KG。
优选地，所述退火温度为580 ℃。
优选地，所述毛坯的生产工艺依次包括如下步骤：下料、感应加热、辊锻、预锻、终锻、热切边、热校正、悬挂控制冷却。
以上模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法也可以作为毛坯生产最后的步骤进行，上述模铸非调质钢曲轴毛坯的生产工艺依次包括如下步骤：下料、感应加热、辊锻、预锻、终锻、热切边、热校正、悬挂控制冷却，悬挂控制冷却后再经退火处理，退火温度为570-590 ℃，保温时间为4h，冷却方式为单支摆放空冷。
本发明的模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法将硬质相的组织改变软化，从而改善毛坯的加工性能，保证毛坯的切削加工性能，且保证毛坯性能满足装机要求。通过对切削加工性能的综合分析，认为毛坯退火处理是目前解决模铸材制曲轴毛坯加工崩刀的主要措施。本发明的方法处理后，可将曲轴毛坯内存在的少许硬质相贝氏体、马氏体组织，转化为机加工性能良好的索氏体组织，从而改善了曲轴毛坯的加工性能。
本发明的有益效果是：按照本发明的方法处理的模铸非调质钢曲轴毛坯，高硬度的贝氏体/马氏体硬质相组织（404HV）转化为索氏体组织（323HV），在满足机械性能要求的同时改善了加工性能，解决了刀具易崩刃问题，节省了加工成本，提高了加工效率，经济效益巨大。
附图说明
图1 为本发明背景技术中采用模铸材冶炼轧制非调质钢钢锭。
图2为本发明实验例中实施例1组的毛坯的机加工刀具监控图。
图3为本发明实验例中对比例2组的毛坯的机加工刀具监控图。
图4为本发明实验例中微观金相图。
具体实施方式
通过分析，毛坯机加工性能差的根本原因是个别曲轴毛坯内部存在少许的、硬度高的贝氏体/马氏体硬质相，造成这种现象的原因是由于原材料在冶炼、轧制时形成的框形偏析，在毛坯锻打时，框形偏析的硬质相被挤出至轴颈表层的机加工范围之内，影响到机加工性能。为解决该曲轴毛坯的机加工问题，通过制定合适的退火工艺，将曲轴毛坯的硬质相转变为机加工性能良好的索氏体组织，从而改善了毛坯的机加工性能。
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
实施例1
本发明实施例提供了一种模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法，将某11L重型发动机模铸非调质钢曲轴毛坯进行退火处理，退火温度为580 ℃，保温时间为4h，冷却方式为单支摆放空冷。
实施例2
本发明实施例提供了一种模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法，将某11L重型发动机模铸非调质钢曲轴毛坯进行退火处理，退火温度为570 ℃，保温时间为4h，冷却方式为单支摆放空冷。
实施例3
本发明实施例提供了一种模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法，将某11L重型发动机模铸非调质钢曲轴毛坯进行退火处理，退火温度为590 ℃，保温时间为4h，冷却方式为单支摆放空冷。
对比例1-3
本发明对比例提供了一种模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法，将某11L重型发动机模铸非调质钢曲轴毛坯进行退火处理，退火温度和保温时间如表1所示，冷却方式均为单支摆放空冷。
表1
退火温度/℃ 保温时间/h
对比例1 660 2
对比例2 540 6
对比例3 540 4
实验例
本发明实验例选用本单位生产的1758炉批号的MC11模铸非调质钢曲轴毛坯分别经过实施例1、以及对比例1-3的方法退火处理，处理后的模铸非调质钢曲轴毛坯经过力学性能测试、机加工性能验证、微观金相组织以及台架疲劳试验来说明本发明的有益效果。
1. 力学性能测试
MC11模铸非调质钢曲轴毛坯的力学性能要求如下：其纵向力学性能为：Rp0.2≥420MPa，Rm≥740MPa，A5≥12%，Z≥25%；横向力学性能：Rp0.2≥400MPa，A5≥5%，Z≥12%。
以上四种退火方法处理后的毛坯的力学性能如下：
实施例1组：580℃退火，保温4h毛坯，力学性能全部满足要求；
对比例1组：660℃退火，保温2h毛坯，纵向屈服强度Rp0.2：454MPa，396MPa（不合格），420MPa，横向屈服强度Rp0.2：418 MPa，393 MPa（不合格），454 MPa；
对比例2组：540℃退火，保温6h毛坯，力学性能全部满足要求；
对比例3组：540℃退火，保温4h毛坯，横向屈服强度Rp0.2：399MPa（不合格），395MPa（不合格），392MPa（不合格）。
经过比较，实施例1组经580℃退火，保温4h的方法改善的毛坯与对比例2组经540℃退火，保温6h的方法改善的毛坯得到的力学性能能够满足标准要求。
2. 机加工性能验证
经实施例1组和对比例2组的退火方法处理后的毛坯进行机加工性能验证，可通过加工时刀具监控系统进行确认，如图2和图3所示， 实施例1组580℃退火，保温4h毛坯加工性能改善明显，刀具受力平缓、均匀；对比例2组540℃退火，保温6h毛坯的机加工性能改善不明显，刀具受力不均匀，有刀具崩坏的风险。比较可知，实施例1组580℃退火，保温4h较其它退火工艺获得较好的综合力学性能，并且加工性能最优。
3. 微观金相组织
将MC11模铸非调质钢曲轴毛坯按照实施例1的方法处理前后进行金相测试，如图4所示，从微观金相组织上看，退火前，个别曲轴毛坯中存在高硬度的贝氏体/马氏体硬质相组织（404HV），经580℃退火，保温4h退火工艺处理后，组织转变为硬度较低的索氏体组织（323HV），这是解决加工问题的本质所在。
4. 台架疲劳试验
将按照实施例1的方法处理后的MC11模铸非调质钢曲轴毛坯加工成的曲轴台架疲劳试验，其中，扭转疲劳安全系数为1.62（试验要求＞1），弯曲疲劳安全系数为1.28（试验要求＞1），试验结果合格，满足要求。
综上所述，按照本发明的方法处理的模铸非调质钢曲轴毛坯，高硬度的贝氏体/马氏体硬质相组织（404HV）转化为索氏体组织（323HV），满足机械性能要求，改善了加工性能，解决了刀具易崩刃问题，节省了加工成本，提高了加工效率，经济效益巨大。经本发明的方法处理后的毛坯，从2015年至今，本公司共加工了数十万支模铸国产MC11曲轴毛坯，没有过出现崩刃现象，数十万只曲轴装车验证表明，该退火工艺处理的曲轴，完全能够满足要求。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法，其特征在于，将所述毛坯进行退火处理，退火温度为570-590 ℃，保温时间为4h，冷却方式为单支摆放空冷。
2.根据权利要求1所述的模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法，其特征在于，所述退火温度为580 ℃。
3.根据权利要求1所述的模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法，其特征在于，所述毛坯重量≥98KG。
4.根据权利要求1所述的模铸非调质钢曲轴毛坯加工性能改善方法，其特征在于，所述毛坯进行所述退火处理前的生产工艺还依次包括如下步骤：下料、感应加热、辊锻、预锻、终锻、热切边、热校正、悬挂控制冷却。
5.一种模铸非调质钢曲轴毛坯的生产工艺，其特征在于，依次包括如下步骤：下料、感应加热、辊锻、预锻、终锻、热切边、热校正、悬挂控制冷却，悬挂控制冷却后再经退火处理。
6.根据权利要求5所述的模铸非调质钢曲轴毛坯的生产工艺，其特征在于，所述退火的温度为570-590 ℃，保温时间为4h，冷却方式为单支摆放空冷。
7.根据权利要求6所述的模铸非调质钢曲轴毛坯的生产工艺，其特征在于，所述退火温度为580 ℃。
8.根据权利要求6所述的模铸非调质钢曲轴毛坯的生产工艺，其特征在于，所述毛坯重量≥98KG。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021047277A1 (zh) * 2019-09-11 2021-03-18 南京钢铁股份有限公司 非调质钢的制备方法以及利用其制备细晶锻件的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102212759A (zh) * 2011-05-26 2011-10-12 中国海洋石油总公司 水下夹桩器用合金钢及其制备方法
CN102392124A (zh) * 2011-10-26 2012-03-28 西南交通大学 一种改善高速钢强韧性的热处理工艺方法
CN105711337A (zh) * 2014-12-04 2016-06-29 重庆聆益机械有限公司 一种汽车半轴的热处理工艺
CN105986186A (zh) * 2015-01-31 2016-10-05 重庆麦卡瑞机械制造有限公司 一种合金钢的制备方法
CN106555114A (zh) * 2016-10-19 2017-04-05 北京科技大学 铁素体+珠光体型非调质钢曲轴锻件的贝氏体控制方法
CN107587073A (zh) * 2017-09-19 2018-01-16 北京科技大学 一种含钛、氮的汽车发动机曲轴用非调质钢及制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102212759A (zh) * 2011-05-26 2011-10-12 中国海洋石油总公司 水下夹桩器用合金钢及其制备方法
CN102392124A (zh) * 2011-10-26 2012-03-28 西南交通大学 一种改善高速钢强韧性的热处理工艺方法
CN105711337A (zh) * 2014-12-04 2016-06-29 重庆聆益机械有限公司 一种汽车半轴的热处理工艺
CN105986186A (zh) * 2015-01-31 2016-10-05 重庆麦卡瑞机械制造有限公司 一种合金钢的制备方法
CN106555114A (zh) * 2016-10-19 2017-04-05 北京科技大学 铁素体+珠光体型非调质钢曲轴锻件的贝氏体控制方法
CN107587073A (zh) * 2017-09-19 2018-01-16 北京科技大学 一种含钛、氮的汽车发动机曲轴用非调质钢及制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021047277A1 (zh) * 2019-09-11 2021-03-18 南京钢铁股份有限公司 非调质钢的制备方法以及利用其制备细晶锻件的方法

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