[發明專利]一種發動機活塞連桿精密熱加工方法

有效

• 申請號: 201711473437.7
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108188336B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 鄭光文
• 申請（專利權）人: 宣城市安工大工業技術研究院有限公司
• 主分類號: B21K1/76
• 分類號: B21K1/76;B21K29/00;B21C25/02
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 郭大美;閆飛

本發明公開了一種發動機活塞連桿精密熱加工方法，屬于金屬材料塑性加工技術領域。它包括：步驟S101、圓坯加熱；步驟S102、精密預成型組合工藝：第一步采用局部鐓粗工藝；第二步采用箱式變截面孔型橫軋成型工藝；第三步采用壓扁方式對軋后的坯料進行壓扁成型，獲得精密閉塞擠壓的毛坯；步驟S103、復動閉塞精密擠壓成型。采用精密預成型組合工藝，該工藝包括局部鐓粗工藝、箱式變截面孔型橫軋成型工藝、壓扁和閉塞精密擠壓成形工藝，實現了發動機活塞連桿的精密熱加工成型，發動機活塞連桿的強度和剛度均滿足使用要求，其中發動機活塞連桿的小頭、桿身和大頭尺寸均接近成品尺寸，材料的利用達到98％以上，相比現有的開式模鍛，顯著提高了材料利用率。

技術領域

本發明屬于金屬材料塑性加工技術領域，更具體地說，涉及一種發動機活塞連桿精密熱加工方法。

背景技術

發動機活塞連桿是汽車發動機的核心部件，屬于軸類承載零件。發動機活塞連桿的功用是連接活塞和曲軸，把活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，并將活塞承受的力傳給曲軸。發動機活塞連桿一般由小頭、桿身和大頭三部分組成，如圖1所示，連桿小頭與活塞銷相連，工作時與銷之間有相對運動，小頭孔中有襯套，在連桿的小頭和襯套上鉆有小孔(油道)，用來潤滑小頭和活塞銷；連桿桿身通常做成工字型斷面，以求增加其強度和剛度。在其中間有油潤滑油道；連桿大頭與曲軸的曲柄銷相連，大頭一般作剖分式的，被分開的部分稱為連桿蓋，接特制的連桿螺栓緊固在連桿的大頭上，連桿蓋與連桿大頭是組合搪孔，為了防止裝配錯誤，在同一側有配對記號，大頭孔表面有很高的光潔度，以便與連桿軸瓦緊密貼合。

目前發動機活塞連桿的熱加工生產方法目前主要有壓鑄法、熱模鍛造和粉末冶金方法。其中：(1)壓鑄成型法，例如名稱為：連桿壓鑄方法、申請號為201611084684.3的中國專利，該方法包括以下步驟：S1：制作坯料；S2：定量取料；S3：壓鑄；S4：脫料。而上述壓鑄成型法的發動機活塞連桿材料以鋁合金為主，發動機活塞連桿內部組織存在疏松、縮孔、裂紋等缺陷，加之連桿由于工作環境比較惡劣，處于長時間受沖擊狀態，連桿極容易出現疲勞折斷；同時壓鑄法生產過程產生大量廢物，對環境的污染也較嚴重。(2)熱模鍛造法，例如名稱為：發動機連桿精鍛工藝、申請號為201010608708.7的中國專利，該工藝過程為：下料-加熱-模鍛(拔長、第Ⅰ終鍛和第Ⅱ精鍛)-切邊-第Ⅲ校正與精壓-熱處理-清理-檢驗；再如名稱為：一種漲斷式連桿精密鍛造工藝、申請號為200810051258.9的中國專利，其工藝是：a.精密剪切下料；b.中頻感應加熱；c.多工步輥鍛制坯；d.精密模鍛；e.壓力機切邊、校正；f.空冷處理；g.拋丸處理；h.CS檢驗；j.熒光探傷；k.螺旋壓力精壓；l.自動稱重儀稱重；m.終檢。而以上熱模鍛造法的發動機活塞連桿材料以碳鋼為主，預成型采用輥鍛、楔橫軋或滾拔，終鍛使用開式模鍛，該方法制造工件的性能質量可靠，但是材料利用率在80％左右，在制造過程中需要大量的熱能，能量損耗大；由于開放式工作狀態，工作現場環境質量差。(3)粉末冶金采用壓制、燒結成型方法，例如名稱為：一種發動機連桿粉末鍛造的方法，申請號為201310481757.2的中國專利，該方法包括：步驟1：制作相似形粉末預制坯；步驟2：鍛造預制坯，連桿材料采用各種合金粉末配置。該方法可以制造特種性能和材料的連桿，但是粉末冶金法的發動機活塞連桿的強韌性比鍛造的差，強度使用受限，因此應用范圍小。

發明內容

1.要解決的問題

針對現有技術熱模鍛造法中，預成型采用輥鍛、楔橫軋或滾拔，終鍛使用開式模鍛，造成材料利用率低的問題，本發明提供一種發動機活塞連桿精密熱加工方法，該方法在預成型和終鍛成型工藝上采用了新型成型方法和手段，提高材料利用率，實現連桿的精密塑性成型加工，提高連桿產品的質量。

本發明還提供了一種由上述方法得到的發動機活塞連桿，減少連桿的內部組織縮孔、裂紋等缺陷，增強連桿的抗沖擊能力，延長使用壽命。

2.技術方案

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：