一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝，屬于脹斷連桿制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要配件之一，非調(diào)質(zhì)鋼脹斷連桿是一種新工藝加工而成的連桿。脹斷連桿是一種基于裂解原理加工的連桿，采用非調(diào)質(zhì)鋼材料，一體鍛造連桿蓋與連桿體，在連桿蓋與連桿體預(yù)分離的對(duì)稱面加工裂解槽，通過在特殊的裂解裝置上施加力，應(yīng)力集中在連桿裂解槽處形成，促使連桿的連桿蓋和連桿體脆性脹斷，最后，利用裂解的立體效果進(jìn)行重新組裝連桿。這樣連桿蓋與連桿體的配合度好，連桿裝配精度高、承載能力增強(qiáng)，同時(shí)，縮短機(jī)加工工序，節(jié)省機(jī)加工設(shè)備，降低了連桿生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)過程具備節(jié)能環(huán)保的特性。
[0003]在申請(qǐng)?zhí)?01210102369.4 “一種內(nèi)燃機(jī)脹斷連桿”發(fā)明中，公開了一種內(nèi)燃機(jī)脹斷連桿，包括一體鍛造成型的連桿體和連桿蓋，在連桿體和連桿蓋的結(jié)合部處設(shè)有沿同一直線方向設(shè)置的兩個(gè)橫截面呈V形缺口，且V形缺口的開口角度為120度，確保連桿的脹斷效果。
[0004]在申請(qǐng)?zhí)?01110173260.5 “一種脹斷連桿的控溫冷卻方法”發(fā)明中，發(fā)明公開了一種脹斷連桿的控溫冷卻方法，其步驟為:A)將鍛造完的溫度在850°C以上的連桿放入帶有軸流風(fēng)機(jī)的冷卻裝置中進(jìn)行快速降溫；B)當(dāng)連桿冷卻至600±50°C時(shí)，將連桿放入鐵箱中進(jìn)行堆冷，從而使連桿冷卻至常溫。
[0005]以上兩個(gè)典型專利主要說明，現(xiàn)階段連桿鍛造強(qiáng)調(diào)連桿整體性能的一致性，特別強(qiáng)調(diào)連桿大頭部位與工字筋部位性能一致性，強(qiáng)調(diào)連桿整體的控制鍛造、控制冷卻。并未考慮連桿不同部位的控制鍛造及冷卻會(huì)有不同的效果。同時(shí)，也未考慮在滿足連桿工字筋高強(qiáng)度的前提下，導(dǎo)致連桿大頭部位強(qiáng)度高，不利于連桿后續(xù)的機(jī)械加工，以及會(huì)導(dǎo)致連桿大頭脹斷工藝時(shí)出現(xiàn)掉渣，裂解力大等問題；同時(shí)，若想減輕連桿的后續(xù)加工難度，降低連桿大頭的強(qiáng)度，又會(huì)降低連桿工字筋部位強(qiáng)度，影響整個(gè)連桿的使用安全性問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝。
[0007]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝，包括:下料、加熱、預(yù)鍛、終鍛、切邊、控制冷卻，所述鍛造工序一體鍛造連桿體和連桿蓋，包括連桿大頭、連桿工字筋與連桿小頭；所述連桿的大頭部位的截面積是工字筋部位截面積的2-4倍；所述連桿鍛造工序中，預(yù)鍛加熱溫度為1150°C -1250°C，終斷加熱溫度950°C -1050°C ;所述切邊工序后，將連桿分散置于冷卻傳輸線上，所述冷卻傳輸線以5-30mm/s的速度移動(dòng)，工字筋部位以3.0°C /s-6.0°C /s的冷卻速度冷卻，大頭部位以1.00C /s-3.00C /s的冷卻速度冷卻，連桿工字筋部位降至500°C _550°C，落入料箱堆冷，連桿以小于1°C /min的冷卻速度冷卻至室溫。
[0008]所述連桿在冷卻傳輸線上距離設(shè)置為5-30mm。
[0009]所述冷卻傳輸線包括兩條傳輸帶，所述連桿兩端分別置于兩條傳輸帶上，所述兩條傳輸帶之間設(shè)置有通風(fēng)槽，所述通風(fēng)槽下方設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)。
[0010]作為優(yōu)選方案，所述傳輸帶設(shè)置為3-8m。
[0011 ] 作為優(yōu)選方案，所述通風(fēng)槽槽寬與工字筋長度相同。
[0012]有益效果:本發(fā)明提供的一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝，該連桿工字筋強(qiáng)度高，大頭需要后續(xù)機(jī)加工強(qiáng)度略低，根據(jù)非調(diào)質(zhì)鋼可以通過控制鍛造、控制冷卻調(diào)整材料強(qiáng)度這一特性，對(duì)國產(chǎn)C70S6材料進(jìn)行下料、加熱、預(yù)鍛、終鍛、冷卻一系列工藝鍛造連桿。改善了脹斷連桿的加工性能和脹斷性能，提高非調(diào)質(zhì)鋼脹斷連桿使用性能。連桿大頭脹斷性能良好且解決了大頭部位機(jī)械加工不容易的難題，同時(shí)，連桿工字筋部位的強(qiáng)度高，連桿的機(jī)械性能增強(qiáng)，連桿可靠性提高。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的冷卻傳輸線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0015]一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝，一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝，包括:下料、加熱、預(yù)鍛、終鍛、切邊、控制冷卻，所述鍛造工序一體鍛造連桿體和連桿蓋，包括連桿大頭、連桿工字筋與連桿小頭；變形量與連桿本身的尺寸及毛坯棒料的尺寸有直接聯(lián)系，在設(shè)置模具的預(yù)鍛模具與終鍛模具時(shí)，所述連桿的大頭部位的截面積是工字筋部位截面積的2-4倍，確保每次的工字筋的變形量大于大頭部位的變形量，最終，連桿工字筋部位的鍛造變形量為70%-90%，連桿大頭部位的變形量為25%-40% ;所述連桿鍛造工序中，預(yù)鍛加熱溫度為1150°C -1250°C，終斷加熱溫度950°C -1050°C;所述切邊工序后，將連桿分散置于冷卻傳輸線上，所述冷卻傳輸線以5-30mm/s的速度移動(dòng)，工字筋部位以3.00C /s-6.00C /s的冷卻速度冷卻，大頭部位以1.00C /s-3.0°C /s的冷卻速度冷卻，連桿工字筋部位降至500°C _550°C，落入料箱堆冷，連桿以小于1°C /min的冷卻速度冷卻至室溫。
[0016]所述連桿在冷卻傳輸線上距離設(shè)置為5-30mm。
[0017]如圖1所示，所述冷卻傳輸線包括兩條傳輸帶3，所述連桿I兩端分別置于兩條傳輸帶3上，傳輸線3以5-30mm/s的速度移動(dòng)，所述兩條傳輸帶3之間設(shè)置有通風(fēng)槽5，所述通風(fēng)槽5下方設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)2，鼓風(fēng)機(jī)2的風(fēng)從通風(fēng)槽5吹向連桿I工字筋部位，所述鼓風(fēng)機(jī)2設(shè)置為3-4KW，轉(zhuǎn)速在0-1200r/min之間，且槽寬與連桿I工字筋長度一致，所述傳輸帶3設(shè)置為3-8m。
[0018]通過協(xié)調(diào)傳輸帶3下方的鼓風(fēng)機(jī)2的風(fēng)量、外界環(huán)境溫度及傳輸帶3的傳送速度，借助紅外線測溫儀，使傳輸帶3上冷卻的連桿1，工字筋部位以3.00C /s?6.00C /s的冷卻速度冷卻，大頭部位以1.00C /s?3.00C /s的冷卻速度冷卻，最后連桿I工字筋部位約為500°C?550°C，落入料箱4堆冷，工件I以小于1°C /min的冷卻速度緩慢冷卻至室溫。
[0019]鍛造后連桿各部位的組織和性能受鍛造變形量和冷卻速度的影響。鍛造變形時(shí)產(chǎn)生的位錯(cuò)帶可誘導(dǎo)靜態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生，變形量大，發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶的過程時(shí)，再結(jié)晶的形核率高，導(dǎo)致靜態(tài)再結(jié)晶晶粒細(xì)小。連桿工字筋部位的鍛造變形量大于連桿大頭部位。冷卻后的連桿工字筋部位的晶粒度大小為7-8級(jí)，大頭部位晶粒度4-5級(jí)。
[0020]鑒于連桿產(chǎn)品自身的結(jié)構(gòu)和形狀特點(diǎn)，通常其大頭部位的截面積約為工字筋部位截面積的2-4倍，鍛造過程中工字筋部位的鍛造變形量將大于連桿大頭部位。本發(fā)明所采用的鍛后控冷工藝就是根據(jù)連桿工字筋部位和大頭部位變形量及截面大小不同的特點(diǎn)，通過上述的控制冷卻的裝置和工藝使連桿工字筋部位的冷卻速度明顯大于連桿大頭部位，并控制其冷卻速度在一定范圍內(nèi)，由此，即可實(shí)現(xiàn)脹斷連桿的工字筋部位和大頭部位組織與性能的差異化控制。
[0021]工字筋部位冷卻過程吹風(fēng)，工字筋部位冷卻速度大于連桿大頭部位，通過鍛后控制冷卻的連桿工字筋部位的晶粒度大小為7-8級(jí)，大頭部位晶粒度4-5級(jí)。工字筋部位鐵素體含量少于3.0%，大頭部位鐵素體含量少于5.0%，工字筋部位強(qiáng)度970-1020 MPa,大頭部位強(qiáng)度900-950MPa。冷速大過冷度高，過冷度大，珠光體形核率大，珠光體含量高，鐵素體來不及形核或者已形核來不及長大，于是鐵素體含量低，且珠光體團(tuán)的尺寸和珠光體的片層間距的細(xì)化，致使工字筋部位強(qiáng)度大于大頭部位強(qiáng)度。
[0022]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝，包括:下料、加熱、預(yù)鍛、終鍛、切邊、控制冷卻，其特征在于:所述鍛造工序一體鍛造連桿體和連桿蓋，包括連桿大頭、連桿工字筋與連桿小頭；所述連桿的大頭部位的截面積是工字筋部位截面積的2-4倍；所述連桿鍛造工序中，預(yù)鍛加熱溫度為1150°C -1250°C，終斷加熱溫度950°C _1050°C;所述切邊工序后，將連桿分散置于冷卻傳輸線上，所述冷卻傳輸線以5-30mm/s的速度移動(dòng)，工字筋部位以3.00C /s-6.00C /s的冷卻速度冷卻，大頭部位以1.00C /s-3.0°C /s的冷卻速度冷卻，連桿工字筋部位降至500°C _550°C，落入料箱堆冷，連桿以小于1°C /min的冷卻速度冷卻至室溫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝，其特征在于:所述連桿在冷卻傳輸線上距離設(shè)置為5-30mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝，其特征在于:所述冷卻傳輸線包括兩條傳輸帶，所述連桿兩端分別置于兩條傳輸帶上，所述兩條傳輸帶之間設(shè)置有通風(fēng)槽，所述通風(fēng)槽下方設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝，其特征在于:所述傳輸帶設(shè)置為3-8m。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝，其特征在于:所述通風(fēng)槽槽寬與工字筋長度相同。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝，包括：下料、加熱、預(yù)鍛、終鍛、切邊、控制冷卻，所述鍛造工序一體鍛造連桿體和連桿蓋，包括連桿大頭、連桿工字筋與連桿小頭；所述連桿鍛造工序中，預(yù)鍛加熱溫度為1150℃-1250℃，終斷加熱溫度950℃-1050℃；所述切邊工序后，將連桿分散置于冷卻傳輸線上，工字筋部位以3.0℃/s-6.0℃/s的冷卻速度冷卻，大頭部位以1.0℃/s-3.0℃/s的冷卻速度冷卻，連桿工字筋部位降至500℃-550℃。本發(fā)明提供的一種組織和性能差異化控制的脹斷連桿制造工藝，連桿工字筋部位的強(qiáng)度高，連桿的機(jī)械性能增強(qiáng)，連桿可靠性提高。
【IPC分類】B23P15/00
【公開號(hào)】CN104924026
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510226515
【發(fā)明人】趙秀明, 王占花, 周蕾, 楊偉寧, 高延祥, 李慎, 胡期翔, 毛向陽, 王章忠
【申請(qǐng)人】南京工程學(xué)院
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月7日