[發明專利]一種鋼制雙金屬裂解連桿的鍛造方法

有效

• 申請號: 201710243360.8
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106994496B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 姜銀方;王科委;康志強;姜文帆;沙德利
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B21K3/00
• 分類號: B21K3/00;B21K27/00;B21J5/02;B21J13/02;B21J5/00;C21D1/28;C21D1/25;C21D9/00
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本發明提供一種鋼制雙金屬裂解連桿的鍛造方法，包括如下步驟：S1：通過鑄造工藝制備鋼制雙金屬裂解連桿的鑄坯，其鑄坯由連桿體、裂解區和連桿蓋組成；S2：對鑄坯進行正火處理，用于消除裂解材料及界面區域內的網狀滲碳體，且促進雙金屬界面形成連續的擴散層；S3：將鑄坯進行鍛造，通過鍛模來控制裂解材料的流動方向；S4：清理鍛件表面毛刺，并拋丸處理；S5：對鍛件調質處理，使連桿的力學性能達到要求，且保證裂解材料的裂解脆性；S6：開設裂解槽、裂解、重裝，最終得到鋼制雙金屬裂解連桿成品。本發明可以突破裂解連桿對于材料的限制，解決合金鋼無法用于裂解連桿的生產制造問題。

技術領域

本發明屬于傳遞動力零部件材料的鍛造研究領域，具體涉及一種鋼制雙金屬裂解連桿的鍛造方法。

背景技術

連桿作為發動機內部傳遞動力的關鍵部件，不僅承受燃燒室產生的空氣壓力，還需要承受不斷交替變換的載荷，這就要求連桿具備高強度、高硬度，以及良好的綜合力學性能。傳統的連桿制造先通過整體鍛造，再鋸、銑、磨加工連桿的主體和連桿蓋的端面，最后在連桿體和連桿蓋上加工螺栓孔，通過連接螺栓實現二者的合裝。傳統的連桿的加工工藝過于繁瑣，效率低，質量差，承載能力弱。因此，新型的裂解連桿加工技術逐漸取代傳統連桿加工工藝成為連桿生產的主流。

連桿工作環境的復雜性決定了普通單一材料很難滿足裂解連桿的質量要求，當前，國外裂解連桿制造的主要材料為德國的C70S6高碳非調質鋼，以及法國研制的SPLITASCO系列高碳鋼，這一類材料具有良好的脆斷性，但是其硬度較大，加工刀具磨損較快，制造成本高。國內制造連桿的非調質鋼，主要有38MnVS、40MnV、48MnV等釩系和錳釩系。但是這些材料在實際的連桿加工過程中依然存在裂解變形、斷面掉渣、裝配精度不高等缺點，這些問題的存在嚴重阻礙了國內高質量連桿的生產與發展。

為了提高鋼制裂解連桿的裂解質量與裝配，目前主要對鋼制裂解連桿的研究主要集中在兩個方面：(1)裂解材料的研究。對裂解材料的研究主要是通過添加微量合金元素Mn、S、V、Cr、P等，提高材料的強度，實現材料的脆斷；(2)改變裂解連桿的裂解方式。根據裂解設備的驅動方式不同，目前主要有三類裂解加工設備，分別為楔形塊式裂解加工設備、液壓活塞直接推動式裂解加工設備、水平力作用式裂解加工設備。以上方法和技術都不能從根本上突破裂解連桿對于材料的限制，普通的中碳鋼、中碳合金鋼依然無法用于裂解連桿的生產制造。

申請號為201210586143.6，名稱為“一種鋼制裂解連桿的制造方法”的專利提出在鑄造裂解連桿時在連桿主體與連桿大頭端的空隙處插入預熱的灰鑄鐵，實現雙金屬在界面處的冶金結合。這種鋼制裂解連桿制造方法存在如下缺點：灰鑄鐵的熔點較低，當主體材料澆鑄溫度較高時，裂解材料很容易過度熔化，導致裂解槽無法開設，連桿也無法進行裂解加工。

申請號為201210111190.5，名稱為“一種復合雙金屬裂解連桿的制造方法”的專利提出現在連桿模具中澆鑄連桿主體以及連桿蓋，然后待其半凝固時抽離隔離板，澆鑄裂解材料，該工藝能夠實現雙金屬復合裂解連桿的制造。這種雙金屬裂解連桿的制造方法存在如下缺點，抽離隔離板時，隔離板容易黏連主體材料，很難順利抽出，同時裂解材料澆鑄時間很難準確掌握，雙金屬界面無法形成穩定的結合界面。

申請號為201510660790.0，名稱為“一種雙金屬復合裂解連桿的熔模鑄造方法”的專利提出通過熔模鑄造工藝制備雙金屬裂解連桿。這種雙金屬裂解連桿的制造方法形成的裂解連桿沒有經過鍛造處理，鑄件存在諸多鑄造缺陷，界面結合質量差，機械性能不強，疲勞強度低，不能直接用于發動機。

為了解決上述專利技術存在的問題，本發明提出的鋼制雙金屬裂解連桿的鍛造方法，通過熔模鑄造工藝實現連桿鑄坯在雙金屬界面的熔合結合，鍛造前的熱處理可以增加雙金屬界面元素的擴散，形成穩定連續的擴散層，增強界面的結合強度；經過鍛造可以提高連桿的綜合力學性能，鍛合鑄件存在的缺陷；鍛后的調質處理可以是連桿主體材料組織為調質組織，裂解材料為回火馬氏體組織，有利于后續連桿的裂解加工。

發明內容