[其他]低塑性铝硅铜合金连杆的铸锻工艺

说明书

连杆的铸锻联合工艺。它属于有色金属的热加工。连杆的材料采用铝硅铜合金，经金属模铸造而成的铸铝合金，其组织疏松，强度和耐磨度都较差。为了克服上述缺点，现采用金属模铸坯，再经模锻成型。但因该合金含硅量高达８～１０％，其塑性较差，现设计了一系列合理的工艺措施，成功地锻出连杆毛坯，铸锻后连杆的强度指标、塑性指标、耐磨性能和密度都大大优于金属模铸造的连杆。

本发明涉及一种铝硅铜合金连杆的铸锻工艺方法，它属于有色金属的热加工。

目前，铸锻联合工艺仅采用在黑色金属上，如铸钢、球墨铸铁等，先铸成毛坯，然后再模锻。在一般变形的铝合金中，硅的含量在0.5～1.2%，当合金中硅的含量增多时，将要显著地降低合金的塑性，但是对含硅量可高达8～10%的铝硅铜合金的工件（例如连杆，如附图3所示），其可塑性更差，对它采用铸锻联合工艺是非常困难的，时常出现裂纹，产品大量报废。一般国外就采用金属模铸造而成，但其组织疏松，强度和耐磨性都较差，如美国TRANE压缩机中的连杆，其材质也为低塑性铝硅铜合金，它采用金属模铸造而成。有的为了改善其性能，采用热等静压方法来消除铸件内部的缺陷以提高铸件的可靠性，但是需要价格高昂的处理设备，压力需在1000公斤/公分²以上，即便这样，产品的性能改善也有限。

本发明的目的在于克服现有技术中的上述问题而提供一种铝硅铜合金连杆的铸锻联合工艺方法，其含硅量可高达8～10%，机械性能远远超过金属模铸造而成的连杆。

本发明的任务是通过下列措施来完成的：铝硅铜合金本身是一个铸造性能良好的铸铝合金，先将铝硅铜合金采用金属模铸成毛坯，铸成毛坯后，再进行模锻成形，模锻工艺参数为：锻件加热温度为400至450℃，合金的变形程度控制在45%以内。锻件加热最佳温度范围为420°±5℃。

附图1为铝硅铜合金塑性图，横座标用t表示温度，单位为℃;纵座标用ε表示工件的变形量，单位为%。图1中的1表示开裂点，2表示不开裂点。

附图2为铝硅铜合金变形程度为45%时，镦粗力与温度关系图。横座标用t表示温度，单位为℃;纵座标用P表示镦粗力，单位为10³公斤。

附图3为连杆的示意图。

本发明以下将结合附图对实施例进行详述：含硅量可高达8-10%的铝硅铜合金的成分如表1所示。含硅量如此高的铝合金其塑性比低塑性合金更低。含硅量如此高的低塑性铸铝合金毛坯采用锻造法生产也是锻造工艺的一个重大突破。为了掌握铝硅铜合金的性能，作了大量试验，模锻前，毛坯是合金铸件，采用自由镦粗法，确定了该合金的塑性，如附图1所示，因此，一种铝硅铜合金连杆的铸锻联合工艺可应用于低塑性铝硅铜合金上，含硅量可高达8-10%。由附图1可知，如超过变形45%，在大部分温度下的工件（连杆）都发生开裂，在温度大于450℃以上镦粗时，工件不出现裂纹的允许变形程度越来越小。因此合金的变形程度控制在45%以内，在普通的开式模具中锻造变形还是可行的。由附图2可知，合金在400℃时，镦粗力最小，这时与图1比较，其塑性指标也较高，因此考虑生产实践中，工件从炉中取出放在模具上，在春秋季节的温降大约在20℃，故锻件加热温度取为400至450℃，最佳温度范围为420±5℃。

本发明与现有技术美国TRANE压缩机连杆（同样材质）相比较具有优点如表2所示。由表2可知，我们采用的铸锻联合工艺与美国的金属模铸造工艺相比，强度提高24%，塑性指标提高104%，耐磨性提高54%～150%，密度增加6%，各项性能指标都大大超过美国标准及其实物所测数据。

表1