CN112296247B - 一种38MnVS6中碳非调质钢制作涨断连杆毛坯的冷却工艺 - Google Patents
一种38MnVS6中碳非调质钢制作涨断连杆毛坯的冷却工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种38MnVS6中碳非调质钢制作涨断连杆毛坯的冷却工艺，连杆毛坯冷却前温度≥830℃，依次经过箱式炉内速冷、箱式炉内缓冷、炉外空气慢冷和保温料框中堆放冷却。箱式炉内速冷为从≥830℃冷却至710±20℃，冷却速度1.5~2.5℃/S；箱式炉内缓冷从710±20℃冷却至580±20℃，冷却速度为0.4~1.3℃/S；炉外空气慢冷从580±20℃冷却至480±20℃，冷却速度为0.13~0.20℃/S；保温料框中堆放冷却从480±20℃冷却至室温。通过四个冷却环节的冷却后，锻造后连杆毛坯的力学性能合格、金相组织为均匀分布的珠光体和网状铁素体，毛坯边部晶粒度4~6级、心部晶粒度2.5~4级，毛坯机加工性能、涨断性能良好，涨断面无明显塑性变形的脆性断裂。
Description
技术领域
本发明属于汽车材料与工艺领域，具体涉及一种38MnVS6中碳非调质钢制作涨断连杆毛坯的冷却工艺。
背景技术
长期以来，采用合金结构钢分别锻造发动机连杆体和连杆盖毛坯，并进行调质热处理，分别机加工连杆体和连杆盖，组装成连杆总成。而用非调质钢锻造发动机连杆毛坯，可以进行连杆体和连杆盖整体锻造，采用涨断工艺将连杆大头涨断成连杆体和连杆盖。锻造工艺过程一般由以下工序组成：下料、加热、锻造成形、锻后冷却、抛丸清理、磁粉探伤。因非调质钢涨断连杆对毛坯的涨断性和毛坯的力学性能、金相组织等要求较高，这就需要对毛坯锻造后的冷却速度进行合理控制，因此锻件锻后冷却是锻造工艺中的一个重要步骤。
随着汽车工业的迅猛发展，对汽车涨断连杆用钢提出了更高的要求,由最初的C70S6逐渐发展到36MnVS4、38MnVS6、46MnVS6、70MnVS4钢等。不同材料由于淬透性高低不同，在相同的冷却条件下，毛坯锻造后的冷却速度有快有慢，造成毛坯的力学性能和金相组织不同。冷却速度越快，金相组织中除珠光体和铁素体外，容易出现较多的贝氏体组织及连杆内应力，使连杆毛坯的机加工性能和涨断面质量变差。因此，针对不同材料的毛坯锻造后，对毛坯冷却过程的控制方法不同，需采取不同的冷却工艺来控制毛坯的冷却速度，使毛坯的金相组织和力学性能达到合格。
发明内容
针对现有技术中存在的由于冷却工艺不同造成38MnVS6涨断连杆的金相组织不易控制、涨断面质量较差的问题，本发明提供了一种38MnVS6中碳非调质钢制作涨断连杆毛坯的冷却工艺，通过设定锻造后冷却工艺参数，分阶段控制毛坯锻造后的冷却速度，经过4个冷却环节的冷却后，连杆毛坯的力学性能和金相组织符合产品技术要求，毛坯涨断性能良好，涨断面无明显塑性变形的脆性断裂。
本发明通过以下技术方案实现：
一种38MnVS6中碳非调质钢制作涨断连杆毛坯的冷却工艺，连杆毛坯冷却前温度≥830℃，依次经过箱式炉内速冷、箱式炉内缓冷、炉外空气慢冷和保温料框中堆放冷却。
进一步地，所述的箱式炉内速冷为将连杆毛坯从≥830℃冷却至710±20℃，冷却速度为1.5~2.5℃/S；所述的箱式炉内缓冷为将连杆毛坯从710±20℃冷却至580±20℃，冷却速度为0.4~1.3℃/S；所述的炉外空气慢冷为将连杆毛坯从580±20℃冷却至480±20℃，冷却速度为0.13~0.20℃/S；保温料框中堆放冷却为将连杆毛坯从480±20℃冷却至室温。
进一步地，所述的连杆毛坯冷却前的温度为830~950℃。
进一步地，所述的箱式炉内速冷时吹风机功率为30HZ、吸风机全开50HZ，箱式炉内缓冷时吹风机、吸风机关闭。
进一步地，所述的连杆毛坯置放于悬挂链上，悬挂链运行的速度为2m/min。
有益效果
本发明通过设定38MnVS6中碳非调质钢连杆毛坯锻造后控制冷却工艺参数，分阶段控制锻造后的冷却速度，通过控制毛坯锻后冷却速度，控制毛坯的内在质量要求，有益于毛坯后续加工时连杆的涨断性能；经过四个冷却环节的冷却后，锻造后连杆毛坯的力学性能合格、金相组织为均匀分布的珠光体和网状铁素体，毛坯边部晶粒度4~6级、心部晶粒度2.5~4级，毛坯机加工性能、涨断性能良好，涨断面无明显塑性变形的脆性断裂。
附图说明
图1为实施例1制备的涨断连杆毛坯边部晶粒度图；
图2为实施例1制备的涨断连杆毛坯心部晶粒度图；
图3为实施例1制备的涨断连杆毛坯涨断面形貌图；
图4为实施例2制备的涨断连杆毛坯边部晶粒度图；
图5为实施例2制备的涨断连杆毛坯心部晶粒度图；
图6为实施例2制备的涨断连杆毛坯涨断面形貌图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以某重型发动机中碳非调质钢涨断连杆为例。
38MnVS6连杆毛坯生产工艺为：下料—感应加热—预锻—终锻—热切边—热校正—控制冷却，以下实施例对控制冷却的具体工艺进行阐述。
实施例1
连杆毛坯锻造后采用控制冷却工艺处理，具体为：
（1）箱式炉内速冷：将锻造后的38MnVS6连杆毛坯置放于悬挂链上，从箱式炉中穿行，控制穿行速度为2m/min，吹风机全开30HZ，吸风机全开50HZ，冷速控制为2.4℃/S，连杆毛坯速冷前温度890℃、经箱式炉内速冷冷却至680℃；
（2）箱式炉内缓冷：连杆毛坯从箱式炉内速冷区进入箱式炉内缓冷区，连杆毛坯从680缓慢冷却至600℃，冷速控制为0.5℃/S，吹风机、吸风机全关；
（3）炉外空气慢冷：连杆毛坯进入炉外，在空气中慢冷从600℃冷却至450℃，冷却速度为0.18℃/S；
（4）保温料框中堆放冷却：将经过炉外空气慢冷的连杆毛坯从悬挂链摘下，置于保温料框中堆放，自然冷却至室温。
经过该4步法控制冷却工艺处理后，连杆毛坯在满足力学性能的情况下，金相组织为均匀分布的珠光体和网状铁素体，晶粒度较细，毛坯边部晶粒度6级如图1所示、毛坯心部晶粒度4级如图2所示；冷却处理后的连杆毛坯涨断面形貌图如图3所示，涨断面无明显塑性变形。
实施例2
连杆毛坯锻造后采用控制冷却工艺处理，具体为：
（1）箱式炉内速冷：将锻造后的38MnVS6连杆毛坯置放于悬挂链上，从箱式炉中穿行，控制穿行速度为2m/min，吹风机全开30HZ，吸风机全开50HZ，冷速控制为1.5℃/S，连杆毛坯速冷前温度850℃、经箱式炉内速冷冷却至700℃；
（2）箱式炉内缓冷：连杆毛坯从箱式炉内速冷区进入箱式炉内缓冷区，连杆毛坯从700℃缓慢冷却至580℃，冷速控制为0.57℃/S，吹风机、吸风机全关；
（3）炉外空气慢冷：连杆毛坯进入炉外，在空气中慢冷从580℃冷却至450℃，冷却速度为0.15℃/S；
（4）保温料框中堆放冷却：将经过炉外空气慢冷的连杆毛坯从悬挂链摘下，置于保温料框中堆放自然冷却至室温。
经过该4步法控制冷却工艺处理后，连杆毛坯在满足力学性能的情况下，金相组织为均匀分布的珠光体和网状铁素体，晶粒度稍粗，毛坯边部晶粒度4级如图4所示、毛坯心部晶粒度2.5级如图5所示；冷却处理后的连杆毛坯涨断面形貌图如图6所示，涨断面无明显塑性变形。
比较实施例1和实施例2我们可以得知，连杆毛坯箱式炉内速冷前的温度和速冷速度对冷却后的连杆毛坯晶粒度影响明显。
Claims (4)
1.一种38MnVS6中碳非调质钢制作涨断连杆毛坯的冷却工艺，其特征在于，连杆毛坯冷却前温度≥830℃，依次经过箱式炉内速冷、箱式炉内缓冷、炉外空气慢冷和保温料框中堆放冷却；
所述的箱式炉内速冷为将连杆毛坯从≥830℃冷却至710±20℃，冷却速度为1.5~2.5℃/S；
所述的箱式炉内缓冷为将连杆毛坯从710±20℃冷却至580±20℃，冷却速度为0.4~1.3℃/S；
所述的炉外空气慢冷为将连杆毛坯从580±20℃冷却至480±20℃，冷却速度为0.13~0.20℃/S；保温料框中堆放冷却为将连杆毛坯从480±20℃冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的冷却工艺，其特征在于，所述的连杆毛坯冷却前的温度为830~950℃。
3.根据权利要求1所述的冷却工艺，其特征在于，所述的箱式炉内速冷时吹风机全开，频率为30HZ；吸风机全开，频率为50HZ；箱式炉内缓冷时吹风机、吸风机关闭。
4.根据权利要求1所述的冷却工艺，其特征在于，所述的连杆毛坯置放于悬挂链上，悬挂链运行的速度为2m/min。
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