CN111690857A - 一种发动机连杆 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车用机械领域，具体地涉及一种发动机连杆及其制备方法，由铝合金制成，其成分按重量百分比包括Cu4～4.5％，Mg1.3～1.5％，Mn0.4～0.6％，TiC1.4～1.6％，BC2.9～3.1％，余量为Al。制备方法包括步骤，使用熔炼装置熔炼，将纯铝融化至730～740℃，按比例加入纯铜，保温4～6分钟后，使用精炼剂对熔体进行除气除渣处理，然后按比例加入Al‑TiC、Al‑Mg、Al‑Mn中间合金，并加入石墨粉和硼质体保温后，将制得的复合材料浇筑到铁模中成型，然后机加工成发动机连杆。制备出来的发动机连杆具有很高的抗压和抗拉强度，材料的晶粒也更加均匀细小，具有更高的性能。

Description

一种发动机连杆
技术领域
本发明属于车用机械领域，具体地涉及一种发动机连杆及其制备方法。
背景技术
铝合金具有密度低，但是强度比较高，接近或者是超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材料，具有优良的导电性，导热性和抗蚀性等特性。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，有航空、航天、汽车、机械制造、船舶、铝合金及化学工业中大量应用。纯铝的密度小，大约是铁的1/3，熔点低，为660℃，铝是面心立方结构，故具有很高的塑性，易于加工，可制成各种型材和板材，铝合金的抗腐蚀性能好，但是纯铝的强度很低，不宜作结构材料，通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐加入合金元素及运用热处理方法来强化铝，得到各种性能不同的铝合金。添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，这样使得比强度胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重，采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50％以上。
连杆组由连杆体、连杆大头盖、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓(或螺钉)等组成。连杆组承受活塞销传来的气体作用力及其本身摆动和活塞组往复惯性力的作用，这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此连杆受到压缩、拉伸等交变载荷作用。连杆必须有足够的疲劳强度和结构刚度。一般的铝合金不能满足连杆对力学性能的要求，因此需要性能更好的铝合金来作为发动机连杆的原材料。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种发动机连杆及其制备方法。
本发明提供的方案为：
一种发动机连杆，由铝合金制成，其成分按重量百分比包括Cu4～4.5％，Mg1.3～1.5％，Mn0.4～0.6％，TiC1.4～1.6％，BC2.9～3.1％，余量为Al。
一种发动机连杆的制备方法，包括步骤，使用熔炼装置熔炼，将纯铝融化至730～740℃，按比例加入纯铜，保温4～6分钟后，使用精炼剂对熔体进行除气除渣处理，然后按比例加入Al-TiC、Al-Mg、Al-Mn中间合金，并加入石墨粉和硼质体保温后，将制得的复合材料浇筑到铁模中成型，然后机加工成发动机连杆。
进一步地，所述石墨粉的粒径为5～10μm。
进一步地，所述发动机连杆在熔炼过程中，在熔炼装置中心插入振动杆。
进一步地所述振动杆插入深度为30～40mm。
进一步地：所述振动杆的振动频率为20～25kHz，功率为300～320w，振动杆的端面的振动幅度为10～12μm。
插入振动杆可以显著提高银合金溶体在固液相区间的冷却速率，使其所需的冷却时间约缩短，从而加快整体凝固进程。同时具有促进溶质元素扩散、改善铸键成分偏析的功效，而且这种改善效果在一定程度上与施加的功率成正比关系，但是功率过大时，反而会导致振动幅度过大，阻碍了熔体的成核，影响材料最终的性能。
进一步地复合材料浇注到铁模后，进行挤压变形，挤压温度为400～420℃，挤压比为3:1，挤压变形后，进行470℃*1h固溶时效然后，进行50％的冷轧，之后400℃*0.5h的过时效，最后进行70％的连续变形。
本发明的优点为：制备出来的发动机连杆具有很高的抗压和抗拉强度，由于插入振动杆，促进了溶质元素的扩散，材料的晶粒也更加均匀细小，具有更高的性能。
具体实施方式
实施例1
一种发动机连杆，由铝合金制成，其成分按重量百分比包括Cu4％，Mg1.3％，Mn0.4％，TiC1.4％，BC2.9％，余量为Al。
一种发动机连杆的制备方法，包括步骤，使用熔炼装置熔炼，将纯铝融化至730℃，按比例加入纯铜，保温4分钟后，使用精炼剂对熔体进行除气除渣处理，然后按比例加入Al-TiC、Al-Mg、Al-Mn中间合金，并加入石墨粉和硼质体保温后，将制得的复合材料浇筑到铁模中成型，然后机加工成发动机连杆。
进一步地，所述石墨粉的粒径为5μm。
进一步地，所述发动机连杆在熔炼过程中，在熔炼装置中心插入振动杆。
进一步地所述振动杆插入深度为30mm。
进一步地：所述振动杆的振动频率为20kHz，功率为300w，振动杆的端面的振动幅度为10μm。
实施例2
一种发动机连杆，由铝合金制成，其成分按重量百分比包括Cu4.5％，Mg1.5％，Mn0.6％，TiC1.6％，BC3.1％，余量为Al。
一种发动机连杆的制备方法，包括步骤，使用熔炼装置熔炼，将纯铝融化至740℃，按比例加入纯铜，保温6分钟后，使用精炼剂对熔体进行除气除渣处理，然后按比例加入Al-TiC、Al-Mg、Al-Mn中间合金，并加入石墨粉和硼质体保温后，将制得的复合材料浇筑到铁模中成型，然后机加工成发动机连杆。
进一步地，所述石墨粉的粒径为10μm。
进一步地，所述发动机连杆在熔炼过程中，在熔炼装置中心插入振动杆。
进一步地所述振动杆插入深度为40mm。
进一步地：所述振动杆的振动频率为25kHz，功率为320w，振动杆的端面的振动幅度为12μm。
实施例3
一种发动机连杆，由铝合金制成，其成分按重量百分比包括Cu4.3％，Mg1.4％，Mn0.5％，TiC1.5％，BC3％，余量为Al。
一种发动机连杆的制备方法，包括步骤，使用熔炼装置熔炼，将纯铝融化至735℃，按比例加入纯铜，保温5分钟后，使用精炼剂对熔体进行除气除渣处理，然后按比例加入Al-TiC、Al-Mg、Al-Mn中间合金，并加入石墨粉和硼质体保温后，将制得的复合材料浇筑到铁模中成型，然后机加工成发动机连杆。
进一步地，所述石墨粉的粒径为8μm。
进一步地，所述发动机连杆在熔炼过程中，在熔炼装置中心插入振动杆。
进一步地所述振动杆插入深度为35mm。
进一步地：所述振动杆的振动频率为23kHz，功率为310w，振动杆的端面的振动幅度为11μm。
对比例1
本对比例与实施例1的区别为铝合金为普通铝合金。
对比例2
本对比例与实施例1的区别为熔炼中不加入加入石墨粉和硼质。
对比例3
本对比例与实施例1的区别为不插入振动杆进行振动熔炼。
通过性能测试，实施例中制备的发动机连杆具有更加细小均匀的晶粒，且进行力学测试后，具有更高的屈服强度和抗压强度，能够满足发动机连杆的力学要求，大大提高发动机连杆的使用寿命，保证发动机连杆使用过程中不变形，保证了整体发动机的使用安全。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种发动机连杆，其特征在于：由铝合金制成，其成分按重量百分比包括Cu4～4.5％，Mg1.3～1.5％，Mn0.4～0.6％，TiC1.4～1.6％，BC2.9～3.1％，余量为Al。
2.一种发动机连杆的制备方法，其特征在于：包括步骤，使用熔炼装置熔炼，将纯铝融化至730～740℃，按比例加入纯铜，保温4～6分钟后，使用精炼剂对熔体进行除气除渣处理，然后按比例加入Al-TiC、Al-Mg、Al-Mn中间合金，并加入石墨粉和硼质体保温后，将制得的复合材料浇筑到铁模中成型，然后机加工成发动机连杆。
3.根据权利要求2所述的一种发动机连杆，其特征在于：所述石墨粉的粒径为5～10μm。
4.根据权利要求2所述的一种发动机连杆，其特征在于：所述发动机连杆在熔炼过程中，在熔炼装置中心插入振动杆。
5.根据权利要求4所述的一种发动机连杆，其特征在于：所述振动杆插入深度为30～40mm。
6.根据权利要求4所述的一种发动机连杆，其特征在于：所述振动杆的振动频率为20～25kHz，功率为300～320w，振动杆的端面的振动幅度为10～12μm。
7.根据权利要求4所述的一种发动机连杆，其特征在于：复合材料浇注到铁模后，进行挤压变形，挤压温度为400～420℃，挤压比为3:1，挤压变形后，进行470℃*1h固溶时效然后，进行50％的冷轧，之后400℃*0.5h的过时效，最后进行70％的连续变形。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02294445A (ja) * 1989-05-08 1990-12-05 Kobe Steel Ltd セラミック強化アルミ基複合材料の製造方法
US20020192105A1 (en) * 1998-10-09 2002-12-19 Taiho Kogyo Co., Ltd. Aluminum alloy for sliding bearing and its production method
CN104131196A (zh) * 2014-07-21 2014-11-05 昆明理工大学 一种颗粒增强铝基复合材料的超声钟罩制备方法
CN108103338A (zh) * 2017-06-12 2018-06-01 吉林大学 内生微纳米混杂双相陶瓷颗粒强化剂和强化铝合金方法
WO2018142141A1 (en) * 2017-02-01 2018-08-09 Brunel University London Methods and process to improve the mechanical properties of cast aluminium alloys at ambient temperature and at elevated temperatures
CN108914028A (zh) * 2018-06-21 2018-11-30 江苏理工学院 一种高强高韧的铝合金复合材料及其制备方法
CN109628787A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 吉林大学 熔体内原位微纳米颗粒强化Al-Cu-Mg-Si合金板材的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02294445A (ja) * 1989-05-08 1990-12-05 Kobe Steel Ltd セラミック強化アルミ基複合材料の製造方法
US20020192105A1 (en) * 1998-10-09 2002-12-19 Taiho Kogyo Co., Ltd. Aluminum alloy for sliding bearing and its production method
CN104131196A (zh) * 2014-07-21 2014-11-05 昆明理工大学 一种颗粒增强铝基复合材料的超声钟罩制备方法
WO2018142141A1 (en) * 2017-02-01 2018-08-09 Brunel University London Methods and process to improve the mechanical properties of cast aluminium alloys at ambient temperature and at elevated temperatures
CN108103338A (zh) * 2017-06-12 2018-06-01 吉林大学 内生微纳米混杂双相陶瓷颗粒强化剂和强化铝合金方法
CN108914028A (zh) * 2018-06-21 2018-11-30 江苏理工学院 一种高强高韧的铝合金复合材料及其制备方法
CN109628787A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 吉林大学 熔体内原位微纳米颗粒强化Al-Cu-Mg-Si合金板材的制备方法

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