[發(fā)明專利]一種鋼纖維增強(qiáng)鋁連桿的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710996231.6
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107803626A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 駱春陽;李理;方振江;梅吟飛;沈悅時
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江躍進(jìn)機(jī)械有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C22C47/06;C22C47/12;C22C49/06;C22C49/14
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)連桿制造領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼纖維增強(qiáng)鋁連桿的制造方法。

背景技術(shù)

目前，連桿加工是機(jī)械制造工藝中的一種典型零件加工。連桿由連桿蓋和桿身組成，且通過螺釘將連桿蓋和桿身結(jié)合在一起，其大頭端通常與曲軸相連，小頭端通過活塞銷和活塞相連，將作用于活塞的氣體壓力傳遞給曲軸，使活塞的往復(fù)運(yùn)動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。連桿在工作時，驅(qū)使活塞往復(fù)運(yùn)動的氣體壓力的大小和方向都是周期變化的，與此同時，氣體的壓力在桿身產(chǎn)生很大的壓縮應(yīng)力和縱向彎曲應(yīng)力，使連桿承受較大的拉應(yīng)力，所以連桿是承受的是沖擊性質(zhì)的動載荷，因此需要連桿重量輕、強(qiáng)度要好。

目前連桿毛坯的主要制造方法有鑄造、模鍛和粉末冶金，鑄造連桿具有設(shè)計(jì)靈活，尺寸接近連桿成品尺寸，加工性能好，工作可靠以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，隨著鑄造水平的日益提高和成本的不斷降低，鑄造連桿已在大型汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。

在中國專利文獻(xiàn)上公開的“一種鋁合金連桿的反重力擠壓鑄造裝置及制造方法”，其公告號為CN102615268A，公告日為2012年8月1日，該申請案公開了一種利用反重力擠壓鑄造工藝制造鋁合金連桿的方法及模具，具體說是一種裂解型鋁連桿的制造方法與模具，其技術(shù)方案是預(yù)先在模具內(nèi)置入適合的箔材，鋁熔液以擠壓澆注式充型，通過分流錐對的分流與控制，鋁液自下而上進(jìn)入型腔，箔材兩側(cè)液面同步上升，使連桿鑄件內(nèi)形成裂解界面。所述模具上設(shè)置絲杠機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)連桿體型腔與連桿蓋型腔對合面之間的間隙，便于放置與更換箔材。用本發(fā)明的裝置和方法保證連桿鑄造時形成的裂解界面在其大頭預(yù)斷區(qū)之內(nèi)，避免連桿在后續(xù)裂解加工過程中出現(xiàn)裂紋分叉或裂解面偏移等缺陷，使鑄件無卷氣，無冷隔、無欠澆、組織緊密、可以進(jìn)行熱處理，其力學(xué)性能和機(jī)械性能顯著提高。該發(fā)明的不足之處是雖然鋁合金材料具有質(zhì)量輕、耐腐蝕、加工成形性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是鋁合金是脆硬性材料，抗拉強(qiáng)度接近屈服強(qiáng)度，韌性差，硬度低，不耐磨，不耐沖擊，熱傳導(dǎo)系數(shù)較大，熱變形大，熱穩(wěn)定性差，不能通過熱處理來提高材料的機(jī)械強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中鋁連桿韌性差、易斷裂的不足，提供了一種疲勞強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度高的鋼纖維增強(qiáng)鋁連桿。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種鋼纖維增強(qiáng)鋁連桿的制造方法，包括：a、先將不銹鋼纖維通過粘結(jié)劑粘結(jié)形成不銹鋼纖維預(yù)制件，將不銹鋼纖維預(yù)制件預(yù)熱至500℃~800℃后放入預(yù)熱至500℃~800℃的模具中，再澆入溫度為700~800℃的鋁合金熔體，加壓至70~100MPa，待材料完全固化后頂出，得到連桿蓋和桿身為一體的連桿坯料；b、對連桿坯料進(jìn)行粗加工，并加工出連桿蓋和桿身的螺栓通孔；c、在連桿大頭孔的分割位置拉削出溝槽，然后在大頭孔內(nèi)放入兩塊半圓形成型件，所述兩塊半圓形成型件中間形成一楔形槽，最后將一楔形件插入所述楔形槽中，使連桿蓋和桿身分開；d、對連桿工件進(jìn)行半精加工和精加工。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟a中加圧的速度為1~3cm/s。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述不銹鋼纖維預(yù)制件設(shè)置在連桿桿身的位置。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述不銹鋼纖維的表面設(shè)有若干孔隙。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：采用壓鑄成型法，連桿組織細(xì)化、無氣孔，可以獲得比一般金屬模鑄件性能優(yōu)良的壓鑄件，壓鑄工藝設(shè)備簡單、成本低，材料的質(zhì)量高且穩(wěn)定，易于工業(yè)化生產(chǎn)；鋁合金材料能大幅減小連桿重量，通過把不銹鋼纖維預(yù)制件壓鑄到以鋁合金為基體的連桿桿身，使其成為連桿毛坯，通過纖維強(qiáng)化，可大大提高連桿高溫下的疲勞強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度；采用上述方法將連桿蓋和桿身分開，不會產(chǎn)生金屬碎屑，避免了對金屬碎屑的處理，且優(yōu)化了車間生產(chǎn)環(huán)境。

具體實(shí)施方式

以下對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一種鋼纖維增強(qiáng)鋁連桿的制造方法，包括：

a、先將表面設(shè)有若干孔隙的不銹鋼纖維通過粘結(jié)劑粘結(jié)形成不銹鋼纖維預(yù)制件，將不銹鋼纖維預(yù)制件預(yù)熱至500℃~800℃后放入預(yù)熱至500℃~800℃的模具中，不銹鋼纖維預(yù)制件設(shè)置在連桿桿身的位置，再澆入溫度為700~800℃的鋁合金熔體，以1~3cm/s的加圧速度加壓至70~100MPa，待材料完全固化后頂出，得到連桿蓋和桿身為一體的連桿坯料；

b、對連桿坯料進(jìn)行粗加工，并加工出連桿蓋和桿身的螺栓通孔；