一種粉末冶金發(fā)動(dòng)機(jī)連桿預(yù)成型坯鍛造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粉末冶金發(fā)動(dòng)機(jī)連桿預(yù)成型坯鍛造工藝，采用濕式混料法使得合金均勻粘合在母料表面，然后經(jīng)高溫還原反應(yīng)、使其與母金屬顆粒快速合金化，達(dá)到預(yù)合金均勻化的程度，最后經(jīng)鍛造、裂解形成產(chǎn)品。本發(fā)明是一種粉末冶金發(fā)動(dòng)機(jī)連桿熱鍛方法。通過對(duì)鍛造工藝參數(shù)進(jìn)行控制，生產(chǎn)粉末冶金發(fā)動(dòng)機(jī)連桿。
【專利說明】一種粉末冶金發(fā)動(dòng)機(jī)連桿預(yù)成型坯鍛造工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種粉末冶金發(fā)動(dòng)機(jī)連桿熱鍛方法。通過對(duì)鍛造工藝參數(shù)進(jìn)行控制，生產(chǎn)粉末冶金發(fā)動(dòng)機(jī)連桿。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)報(bào)道2010年我國的汽車產(chǎn)量約為1400萬輛，國內(nèi)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿一般采用傳統(tǒng)的普通鍛壓和機(jī)械加工方法加工生產(chǎn)，為提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，有些汽車生產(chǎn)廠家采用從國外進(jìn)口的粉末冶金鍛造連桿，替代現(xiàn)有產(chǎn)品。
[0003]因此，國內(nèi)傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿已經(jīng)很難滿足當(dāng)今汽車等工業(yè)生產(chǎn)中高質(zhì)量、高精度、高效率、低消耗、成本低的要求。
[0004]上世紀(jì)，德國和美國對(duì)鐵粉鍛造開始研究，研制成功一種新型的金屬塑性成形工藝粉末鍛造，首次鍛成連桿等零件，現(xiàn)有連桿中有兩端，行業(yè)人員一般將端頭較大的一端稱為大頭夂而。
[0005]粉末鍛造技術(shù)是常規(guī)的粉末冶金工藝和精密鍛造有機(jī)結(jié)合而發(fā)展起來的一項(xiàng)頗具有市場競爭力的少、無切削金屬加工方法，以金屬粉末為原料，經(jīng)過預(yù)成壓制，在保護(hù)氣氛中進(jìn)行加熱燒結(jié)以及作為主毛坯，然后在壓力機(jī)上一次鍛造成型和實(shí)現(xiàn)無毛邊精密模鍛，形成與普通鍛造件相同密度、形狀復(fù)雜的精密鍛件。既有粉末冶金成形性能較好的優(yōu)點(diǎn)，又能發(fā)揮鍛造并此案有效改變金屬材料組織和性能作用的特點(diǎn)，使粉末冶金和鍛造工藝在生產(chǎn)上取得了新的突破，特別適宜大批量生產(chǎn)高強(qiáng)度、形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)零件。
[0006]目前國內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿一般采用普通模鍛和機(jī)械加工方法，原料經(jīng)加熱，多道制坯輥鍛、壓力機(jī)預(yù)鍛和終鍛，最后精壓、機(jī)械加工后制成連桿。這種方法存在工序長、質(zhì)量偏差大、精度低、材料利用率低及成本高等缺點(diǎn)，已難以滿足當(dāng)今汽車、摩托車等工業(yè)生產(chǎn)中高質(zhì)量、高精度、高效率、低消耗、低成本的要求。粉末冶金制品的性能與密度成正比，密度越高產(chǎn)品性能越高，達(dá)到理論密度的粉末冶金制品的機(jī)械性能可與致密金屬相媲美，壓制坯的密度雖然可達(dá)7.6克/立方厘米，但比粉末鍛造達(dá)到的7.8克/立方厘米以上的密度相t匕，還存在明顯不足，機(jī)械性能明顯趕不上粉末鍛造。特別在疲勞強(qiáng)度方面，由于微量空隙的存在，降低了連桿的裂紋敏感性，其疲勞強(qiáng)度超過致密金屬。這也是粉末冶金鍛造連桿替代傳統(tǒng)鍛造連桿的有利條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明對(duì)以上問題，本發(fā)明提出一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿預(yù)成型鍛造工藝。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)手段:
一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿預(yù)成件，連桿的各部位密度達(dá)7.8克/立方厘米，相對(duì)密度為99.6%，質(zhì)
量偏差小于0.5%。
[0009]進(jìn)一步的，連桿大頭部位和小頭以及桿部關(guān)鍵部位，其抗拉強(qiáng)度為780_1000Mpa，
0.2%屈服強(qiáng)度為540Mpa，伸長率為14% ;疲勞強(qiáng)度，在拉伸載荷33.3Mpa，壓縮載荷62.2Mpa的條件下，經(jīng)一千萬次周次疲勞試驗(yàn)，達(dá)到或者超過模鍛連桿的性能要求。
[0010]一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿預(yù)成型鍛造工藝，預(yù)成型坯的鍛造工藝參數(shù):
A、預(yù)成形坯準(zhǔn)備:采用濕法混料:向10-20微米級(jí)合金料中加入0.1-0.5%液態(tài)粘合齊IJ，將合金料均勻混合30-60分鐘，使得加入的合金化合物粉粘附到母金屬顆粒表面；
B、采用熱分解:加熱650-850攝氏度分解粘合劑、合金化合物在還原氣氛下發(fā)生還原反應(yīng)，將合金化合物還原為純金屬并附到母金屬顆粒表面；利用分解還原的純金屬微米級(jí)顆粒較大的活性，使其與母金屬顆?？焖俸辖鸹?，達(dá)到預(yù)合金均勻化的程度；
C、制取預(yù)成形坯；
D、高頻加熱加熱溫度1000-1150度；
E、鍛造:始鍛溫度1000-1150°C、終鍛溫度700-800°C、鍛造壓力500_750Mpa；
F、連桿大端裂解剖分；
G、后續(xù)加工成品。
[0011]所述步驟D中加熱在電磁高頻加熱爐進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間2-10分鐘，電磁感應(yīng)頻率為15-20KHZ，電磁高頻加熱爐的導(dǎo)磁線圈依據(jù)連桿形狀進(jìn)行設(shè)計(jì):所述導(dǎo)磁線圈螺旋矩形纏繞，連桿位于導(dǎo)磁線圈形成的空間內(nèi)；導(dǎo)磁線圈形狀為矩形，四周與連桿的距離5-20mm,且均勻，
設(shè)計(jì)鍛造始鍛溫度、終鍛溫度、鍛造壓力。使連桿的各部位密度達(dá)7.8克/立方厘米，(相對(duì)密度為99.6%)，尤其是接近連桿小頭端的桿部易斷裂的部位，能獲得設(shè)計(jì)所需要的密度。
[0012]力學(xué)性能均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，如在連桿大頭部位和小頭以及桿部等關(guān)鍵部位，其抗拉強(qiáng)度為780-1000Mpa，0.2%屈服強(qiáng)度為540Mpa，伸長率為14%。
[0013]疲勞強(qiáng)度(含旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度)，在拉伸載荷33.3Mpa，壓縮載荷62.2Mpa的條件下,經(jīng)一千萬次周次疲勞試驗(yàn),達(dá)到或者超過模鍛連桿的性能要求。
[0014]質(zhì)量偏差小于0.5%。
[0015]粉鍛連桿尺寸精度控制,按下壓方向(厚度方向)計(jì)，在0.2%,即每IOOmm為0.2mm ；長度方向(寬度方向)則在0.1%以下。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下述未述及的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容均可采用或借鑒現(xiàn)有技術(shù)。
[0017]
[0018]一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿預(yù)成型鍛造工藝，預(yù)成型坯的鍛造工藝參數(shù):
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿預(yù)成件，其特征在于:連桿的各部位密度達(dá)7.8克/立方厘米，相對(duì)密度為99.6%，質(zhì)量偏差小于0.5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿預(yù)成件，其特征在于:連桿大頭部位和小頭以及桿部關(guān)鍵部位，其抗拉強(qiáng)度為780-1000Mpa，0.2%屈服強(qiáng)度為540Mpa，伸長率為14% ;疲勞強(qiáng)度，在拉伸載荷33.3Mpa,壓縮載荷62.2Mpa的條件下,經(jīng)一千萬次周次疲勞試驗(yàn),達(dá)到或者超過模鍛連桿的性能要求。
3.一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿預(yù)成型鍛造工藝，其特征在于:預(yù)成型坯的鍛造工藝參數(shù): 預(yù)成形坯準(zhǔn)備:采用濕法混料:向10-20微米級(jí)合金料中加入0.1-0.5%液態(tài)粘合劑，將合金料均勻混合30-60分鐘，使得加入的合金化合物粉粘附到母金屬顆粒表面； 采用熱分解:加熱650-850攝氏度分解粘合劑、合金化合物在還原氣氛下發(fā)生還原反應(yīng)，將合金化合物還原為純金屬并附到母金屬顆粒表面；利用分解還原的純金屬微米級(jí)顆粒較大的活性，使其與母金屬顆粒快速合金化，達(dá)到預(yù)合金均勻化的程度； 制取預(yù)成形坯； 聞?lì)l加熱加熱溫度IOOO-1150度； 鍛造:始鍛溫度1000-1150°C、終鍛溫度700-800°C、鍛造壓力500_750Mpa ； 連桿大端裂解剖分； 后續(xù)加工 成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿預(yù)成型鍛造工藝，其特征在于:所述步驟D中加熱在電磁高頻加熱爐進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間2-10分鐘，電磁感應(yīng)頻率為15-20KHZ，電磁高頻加熱爐的導(dǎo)磁線圈依據(jù)連桿形狀進(jìn)行設(shè)計(jì):所述導(dǎo)磁線圈螺旋矩形纏繞，連桿位于導(dǎo)磁線圈形成的空間內(nèi)；導(dǎo)磁線圈形狀為矩形，四周與連桿的距離5-20mm,且均勻。
【文檔編號(hào)】B22F1/00GK103586467SQ201310222573
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】石勇, 石萌, 韓香美 申請(qǐng)人:山東萊蕪金華辰粉末冶金制品有限公司