小型汽油機連桿的鍛造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于機械鍛造領(lǐng)域，公開了一種小型汽油機連桿的鍛造方法，包括如下步驟，1）稱取原料；2）球磨；3）粉末壓坯；4）燒結(jié)；5）冷卻；6）噴涂石墨粉；7）感應(yīng)加熱；8）鍛打和脫模。該鍛造方法較現(xiàn)有技術(shù)大大改進了連桿的性能，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了廢品率，并且減少了加工工序，降低工業(yè)能耗，同時提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。
【專利說明】小型汽油機連桿的鍛造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械鍛造領(lǐng)域，涉及一種汽油機連桿的鍛造方法，具體涉及一種小型汽油機連桿的鍛造方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]連桿機構(gòu)中兩端分別與主動和從動構(gòu)件鉸接以傳遞運動和力的桿件。例如在往復(fù)活塞式動力機械和壓縮機中，用連桿來連接活塞與曲柄。連桿多為鋼件，其主體部分的截面多為圓形或工字形，兩端有孔，孔內(nèi)裝有青銅襯套或滾針軸承，供裝入軸銷而構(gòu)成鉸接。連桿是汽車發(fā)動機中的重要零件，它連接著活塞和曲軸，其作用是將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。連桿在工作中，除承受燃燒室燃氣產(chǎn)生的壓力外，還要承受縱向和橫向的慣性力。因此，連桿在一個復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下工作。它既受交變的拉壓應(yīng)力、又受彎曲應(yīng)力。連桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過量變形。通常疲勞斷裂的部位是在連桿上的三個高應(yīng)力區(qū)域。連桿的工作條件要求連桿具有較高的強度和抗疲勞性能；又要求具有足夠的鋼性和韌性。連桿是汽車發(fā)動機中承受應(yīng)力最大的零件，歐美日本等國家先后在汽車中使用粉末鍛造連桿，其工藝簡單，并且機械性能較好，頗受人們關(guān)注；同時，為了進一步提高連桿的疲勞壽命，還對連桿表面進行噴丸硬化處理。
[0004]粉末鍛造工藝已經(jīng)在外資或合資品牌的汽車上得到應(yīng)用，但由于小型汽油機連桿質(zhì)量輕體積小，毛坯冷卻速快，難以實現(xiàn)鍛打，致使小型汽油機行業(yè)仍沿襲傳統(tǒng)的金屬鍛造方式加工連桿。傳統(tǒng)的連桿工藝流程需要經(jīng)過下料、加溫、人工拔長變形、加溫、模鍛、去除飛邊、噴砂等工序完成毛坯工序，隨后需要經(jīng)過粗加工、熱處理、半精加工、精加工共24道工序。傳統(tǒng)制造連桿的工藝存在的缺點較多，主要包括:拉伸、沖擊以及抗疲勞性能較差，鋼材利用率低，能耗高，傳統(tǒng)連桿毛坯加工要將圓鋼切斷，加溫、人工拔長變形、加溫、模鍛、去除飛邊、噴砂，材料利用率較低，需要多次加熱，能耗高加工工序多，精度低表面質(zhì)量差；機械加工工序繁多耗用大量的設(shè)備和人力資源:鍛造后的連桿大小頭均為盲孔狀態(tài)，加上鍛造精度低，表面粗糙，連桿鍛造后還需要17道機械加工工序；生產(chǎn)效率低下制造成本高:傳統(tǒng)小型汽油機連桿加工從鍛造到制成品需要20多道加工工序，生產(chǎn)效率低下，占用廠房面積大耗用設(shè)備及加工人員多，效率低制造成本高。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對目前存在的小型汽油機連桿鍛造技術(shù)方面存在的不足，提供了一種小型汽油機連桿的鍛造方法，該鍛造方法較現(xiàn)有技術(shù)大大改進了連桿的性能，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了廢品率，并且減少了加工工序，降低工業(yè)能耗，同時提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。[0007]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的，
一種小型汽油機連桿的鍛造方法，其包括如下步驟:1)稱取原料；2)球磨；3)粉末壓坯；4)燒結(jié)；5)冷卻；6)噴涂石墨粉；7)感應(yīng)加熱；8)鍛打和脫模；
優(yōu)選地，上述鍛造方法包括如下步驟:
1)稱取原料:按照重量份取鐵1000-1200份,欽4_6份,鎮(zhèn)3_4份,猛2_3份,絡(luò)1_2份，碳化硅3-4份，碳化鈦2-3份，氮化鋁2-3份，鈦酸鋇1-2份，硬脂酸鋅1_2份，滑石粉1_2份，鈉水玻璃1-2份(優(yōu)選模數(shù)3.2);石墨粉7-9份；
2)球磨:將鐵、鈦、鎳、錳、鉻、碳化硅、碳化鈦、氮化鋁以及鈦酸鋇混合得到混合物1，加入適量的水(優(yōu)選0.1倍混合物I的重量)，送入球磨機中球磨，得到400目粉末，然后噴霧干燥、烘干得到混合物2 ；
3)粉末壓坯:往混合物2中添加步驟I)稱取的硬脂酸鋅1-2份，滑石粉1-2份以及鈉水玻璃1-2份，隨后攪拌均勻，然后在8-lOMpa壓力下壓坯得到混合物3 ；
4)燒結(jié):將混合物3在氮氣保護氣氛下700-800°C進行燒結(jié)5小時，制備成連桿粉末成型毛坯；
5)冷卻:以20-25°C/分鐘的降溫速率冷卻步驟4)制備的毛坯至室溫；
6)噴涂石墨粉:在毛坯表面均勻噴涂步驟I)稱取的石墨粉7-9份，然后靜置5-10分
鐘；
7)感應(yīng)加熱:進入在氮氣保護氣氛下，感應(yīng)加熱10-20秒鐘；
8)鍛打和脫模:最后控制毛坯溫度在800°C_850°C的條件下移入模具中快速鍛打、脫模即得。
[0008]優(yōu)選地，硬脂酸鋅，滑石粉以及石墨粉的粒徑為400目，鈉水玻璃的模數(shù)為3.2。
[0009]本發(fā)明取得的有益效果主要包括:
1.本發(fā)明鍛造工藝簡單可行，實現(xiàn)了無切屑或少切屑，大幅度減少連桿加工工序，大量節(jié)省廠房、設(shè)備及人力資源；
2.本發(fā)明通過選擇各種金屬原料，配比合理，使產(chǎn)品的機械強度、延伸率以及抗疲勞強度有所提高；通過添加水玻璃、滑石粉、硬脂酸鋅以及滑石粉，使得產(chǎn)品內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的縱橫均勻度，合金粉末分散均勻；
3.本發(fā)明的鍛造方法不僅適用于小型汽油機連桿粉末鍛造，還非常適用于其他重量輕、幾何形狀復(fù)雜、尺寸精度高、機械性能要求高，大批量生產(chǎn)的粉末鍛造零部件。
[0010]4.本發(fā)明產(chǎn)品鍛打后連桿密度大于7.9g/cm3，加工余量在0.1mm以下，大幅度減少了機械加工工作量和傳統(tǒng)鍛件加熱次數(shù)。
[0011]
【具體實施方式】
[0012]以下將采用具體的實施例來對本發(fā)明作進一步的解釋，但是不應(yīng)當(dāng)看作是對本發(fā)明創(chuàng)新精神的限制。
[0013]實施例1
一種小型汽油機連桿的鍛造方法，包括如下步驟:1)稱取原料；2)球磨；3)粉末壓坯；
4)燒結(jié)；5)冷卻；6)噴涂石墨粉；7)感應(yīng)加熱；8)鍛打和脫模；具體包括如下步驟: 1)稱取原料:按照重量份取鐵1000份，鈦4份，鎳3份，錳2份，鉻I份，碳化硅3份，碳化鈦2份，氮化鋁2份，鈦酸鋇I份，硬脂酸鋅I份，滑石粉I份，鈉水玻璃I份；石墨粉7份；
2)球磨:將鐵、鈦、鎳、錳、鉻、碳化硅、碳化鈦、氮化鋁以及鈦酸鋇混合得到混合物1，加入0.1倍混合物I重量的水，送入球磨機中球磨，得到400目粉末，然后噴霧干燥、烘干得到混合物2 ；
3)粉末壓坯:往混合物2中添加步驟I)稱取的硬脂酸鋅I份，滑石粉I份以及鈉水玻璃I份，隨后攪拌均勻，然后在SMpa壓力下壓坯得到混合物3 ;其中，硬脂酸鋅以及滑石粉的粒徑為400目，鈉水玻璃的模數(shù)為3.2 ；
4)燒結(jié):將混合物3在氮氣保護氣氛下700°C進行燒結(jié)5小時，制備成連桿粉末成型毛
坯；
5)冷卻:以20°C/分鐘的降溫速率冷卻步驟4)制備的毛坯至室溫；
6)噴涂石墨粉:在毛坯表面均勻噴涂步驟I)稱取的石墨粉7份，然后靜置5分鐘；石墨粉的粒徑為400目；
7)感應(yīng)加熱:在氮氣保護氣氛下，感應(yīng)加熱10秒鐘；
8)鍛打和脫模:最后控制毛坯溫度在800°C的條件下移入模具中快速鍛打、脫模即得。
[0014]實施例2
一種小型汽油機連桿的鍛造方法，其包括如下步驟:1)稱取原料；2)球磨；3)粉末壓坯；4)燒結(jié)；5)冷卻；6)噴涂石墨粉；7)感應(yīng)加熱；8)鍛打和脫模；具體包括如下步驟:
1)稱取原料:按照重量份取鐵1100份，鈦5份，鎳4份，錳3份，鉻2份，碳化硅4份，碳化鈦3份，氮化鋁3份，鈦酸鋇2份，硬脂酸鋅2份，滑石粉2份，鈉水玻璃2份，石墨粉8份；
2)球磨:將鐵、鈦、鎳、錳、鉻、碳化硅、碳化鈦、氮化鋁以及鈦酸鋇混合得到混合物1，加入0.1倍混合物I重量水，送入球磨機中球磨，得到400目粉末，然后噴霧干燥、烘干得到混合物2 ;
3)粉末壓坯:往混合物2中添加步驟I)稱取的硬脂酸鋅2份，滑石粉2份以及鈉水玻璃2份，隨后攪拌均勻，然后在9Mpa壓力下壓坯得到混合物3 ;其中，硬脂酸鋅以及滑石粉的粒徑為400目，鈉水玻璃的模數(shù)為3.2 ；
4)燒結(jié):將混合物3在氮氣保護氣氛下750°C進行燒結(jié)5小時，制備成連桿粉末成型毛
坯；
5)冷卻:以22°C/分鐘的降溫速率冷卻步驟4)制備的毛坯至室溫；
6)噴涂石墨粉:在毛坯表面均勻噴涂步驟I)稱取的石墨粉8份，然后靜置7分鐘；石墨粉的粒徑為400目；
7)感應(yīng)加熱:進入在氮氣保護氣氛下，感應(yīng)加熱15秒鐘；
8)鍛打和脫模:最后控制毛坯溫度在820°C的條件下移入模具中快速鍛打、脫模即得。
[0015]實施例3
一種小型汽油機連桿的鍛造方法，其包括如下步驟:1)稱取原料；2)球磨；3)粉末壓坯；4)燒結(jié)；5)冷卻；6)噴涂石墨粉；7)感應(yīng)加熱；8)鍛打和脫模；上述鍛造方法具體包括如下步驟:1)稱取原料:按照重量份取鐵1200份，鈦6份，鎳4份，錳3份，鉻2份，碳化硅4份，碳化鈦3份，氮化鋁3份，鈦酸鋇2份，硬脂酸鋅2份，滑石粉2份，鈉水玻璃1份，石墨粉9份；
2)球磨:將鐵、鈦、鎳、錳、鉻、碳化硅、碳化鈦、氮化鋁以及鈦酸鋇混合得到混合物1，加入0.1倍混合物I的重量水，送入球磨機中球磨，得到400目粉末，然后噴霧干燥、烘干得到混合物2 ；
3)粉末壓坯:往混合物2中添加步驟I)稱取的硬脂酸鋅2份，滑石粉2份以及鈉水玻璃1份，隨后攪拌均勻，然后在SMpa壓力下壓坯得到混合物3 ;其中，硬脂酸鋅和滑石粉的粒徑為400目，鈉水玻璃的模數(shù)為3.2 ；
4)燒結(jié):將混合物3在氮氣保護氣氛下8000°C進行燒結(jié)5小時，制備成連桿粉末成型毛還；
5)冷卻:以25°C/分鐘的降溫速率冷卻步驟4)制備的毛坯至室溫；
6)噴涂石墨粉:在毛坯表面均勻噴涂步驟I)稱取的石墨粉9份，然后靜置10分鐘；石墨粉的粒徑為400目；
7)感應(yīng)加熱:進入在氮氣保護氣氛下，感應(yīng)加熱20秒鐘；
8)鍛打和脫模:最后控制毛坯溫度在850°C的條件下移入模具中快速鍛打、脫模即得。
[0016]實施例4
采用本發(fā)明實施例1-3鍛造的小型汽油機連桿的性能參數(shù)測試:采用實施例1-3鍛造的連桿和市場普通連桿作對比，試驗結(jié)果如下表1:
表1
【權(quán)利要求】
1.一種小型汽油機連桿的鍛造方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟:1)稱取原料；2)球磨；3)粉末壓坯；4)燒結(jié)；5)冷卻；6)噴涂石墨粉；7)感應(yīng)加熱；8)鍛打和脫模。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 1)稱取原料:按照重量份取鐵1000-1200份,欽4_6份,鎮(zhèn)3_4份,猛2_3份,絡(luò)1_2份，碳化硅3-4份，碳化鈦2-3份，氮化鋁2-3份，鈦酸鋇1-2份，硬脂酸鋅1_2份，滑石粉1_2份，鈉水玻璃1-2份，石墨粉7-9份； 2)球磨:將鐵、鈦、鎳、錳、鉻、碳化硅、碳化鈦、氮化鋁以及鈦酸鋇混合得到混合物1，加入適量的水，送入球磨機中球磨，得到400目粉末，然后噴霧干燥、烘干得到混合物2 ; 3)粉末壓坯:往混合物2中添加步驟I)中的硬脂酸鋅，滑石粉以及鈉水玻璃，隨后攪拌均勻，然后在8-10Mpa壓力下壓坯得到混合物3 ； 4)燒結(jié):將混合物3在氮氣保護氣氛下700-800°C進行燒結(jié)5小時，制備成連桿粉末成型毛坯； 5)冷卻:以20-25°C/分鐘的降溫速率冷卻步驟4)制備的毛坯至室溫； 6)噴涂石墨粉:在毛坯表面均勻噴涂步驟I)中的石墨粉，然后靜置5-10分鐘； 7)感應(yīng)加熱:在氮氣保護氣氛下，感應(yīng)加熱10-20秒鐘； 8)鍛打和脫模:最后控制毛坯溫度在800°C_850°C的條件下移入模具中快速鍛打、脫模即得。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述硬脂酸鋅，滑石粉以及石墨粉的粒徑為400目，所述鈉水玻璃的模數(shù)為3.2。
【文檔編號】B22F3/16GK103921086SQ201410198547
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】溫以民, 劉強, 宋家杰, 顧為, 滕華超 申請人:臨沂市金立機械有限公司