[发明专利]一种发动机活塞连杆精密热加工方法

说明书

本发明公开了一种发动机活塞连杆精密热加工方法，属于金属材料塑性加工技术领域。它包括：步骤S101、圆坯加热；步骤S102、精密预成型组合工艺：第一步采用局部镦粗工艺；第二步采用箱式变截面孔型横轧成型工艺；第三步采用压扁方式对轧后的坯料进行压扁成型，获得精密闭塞挤压的毛坯；步骤S103、复动闭塞精密挤压成型。采用精密预成型组合工艺，该工艺包括局部镦粗工艺、箱式变截面孔型横轧成型工艺、压扁和闭塞精密挤压成形工艺，实现了发动机活塞连杆的精密热加工成型，发动机活塞连杆的强度和刚度均满足使用要求，其中发动机活塞连杆的小头、杆身和大头尺寸均接近成品尺寸，材料的利用达到98％以上，相比现有的开式模锻，显著提高了材料利用率。

技术领域

本发明属于金属材料塑性加工技术领域，更具体地说，涉及一种发动机活塞连杆精密热加工方法。

背景技术

发动机活塞连杆是汽车发动机的核心部件，属于轴类承载零件。发动机活塞连杆的功用是连接活塞和曲轴，把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将活塞承受的力传给曲轴。发动机活塞连杆一般由小头、杆身和大头三部分组成，如图1所示，连杆小头与活塞销相连，工作时与销之间有相对运动，小头孔中有衬套，在连杆的小头和衬套上钻有小孔(油道)，用来润滑小头和活塞销；连杆杆身通常做成工字型断面，以求增加其强度和刚度。在其中间有油润滑油道；连杆大头与曲轴的曲柄销相连，大头一般作剖分式的，被分开的部分称为连杆盖，接特制的连杆螺栓紧固在连杆的大头上，连杆盖与连杆大头是组合搪孔，为了防止装配错误，在同一侧有配对记号，大头孔表面有很高的光洁度，以便与连杆轴瓦紧密贴合。

目前发动机活塞连杆的热加工生产方法目前主要有压铸法、热模锻造和粉末冶金方法。其中：(1)压铸成型法，例如名称为：连杆压铸方法、申请号为201611084684.3的中国专利，该方法包括以下步骤：S1：制作坯料；S2：定量取料；S3：压铸；S4：脱料。而上述压铸成型法的发动机活塞连杆材料以铝合金为主，发动机活塞连杆内部组织存在疏松、缩孔、裂纹等缺陷，加之连杆由于工作环境比较恶劣，处于长时间受冲击状态，连杆极容易出现疲劳折断；同时压铸法生产过程产生大量废物，对环境的污染也较严重。(2)热模锻造法，例如名称为：发动机连杆精锻工艺、申请号为201010608708.7的中国专利，该工艺过程为：下料-加热-模锻(拔长、第Ⅰ终锻和第Ⅱ精锻)-切边-第Ⅲ校正与精压-热处理-清理-检验；再如名称为：一种涨断式连杆精密锻造工艺、申请号为200810051258.9的中国专利，其工艺是：a.精密剪切下料；b.中频感应加热；c.多工步辊锻制坯；d.精密模锻；e.压力机切边、校正；f.空冷处理；g.抛丸处理；h.CS检验；j.荧光探伤；k.螺旋压力精压；l.自动称重仪称重；m.终检。而以上热模锻造法的发动机活塞连杆材料以碳钢为主，预成型采用辊锻、楔横轧或滚拔，终锻使用开式模锻，该方法制造工件的性能质量可靠，但是材料利用率在80％左右，在制造过程中需要大量的热能，能量损耗大；由于开放式工作状态，工作现场环境质量差。(3)粉末冶金采用压制、烧结成型方法，例如名称为：一种发动机连杆粉末锻造的方法，申请号为201310481757.2的中国专利，该方法包括：步骤1：制作相似形粉末预制坯；步骤2：锻造预制坯，连杆材料采用各种合金粉末配置。该方法可以制造特种性能和材料的连杆，但是粉末冶金法的发动机活塞连杆的强韧性比锻造的差，强度使用受限，因此应用范围小。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术热模锻造法中，预成型采用辊锻、楔横轧或滚拔，终锻使用开式模锻，造成材料利用率低的问题，本发明提供一种发动机活塞连杆精密热加工方法，该方法在预成型和终锻成型工艺上采用了新型成型方法和手段，提高材料利用率，实现连杆的精密塑性成型加工，提高连杆产品的质量。

本发明还提供了一种由上述方法得到的发动机活塞连杆，减少连杆的内部组织缩孔、裂纹等缺陷，增强连杆的抗冲击能力，延长使用寿命。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：