非调质钢在发动机连杆上的应用实践.ppt

公司简介: 南宫市精强连杆有限公司是河北省高新技术企业、汽车发动机连杆专业生产厂家。工厂位于南宫市高新技术产业开发区，占地面积20万平方米。 公司主导产品：发动机连杆（平切连杆、涨断连杆） 公司主导客户：江铃公司、江西五十铃公司、南京依维柯、 道依茨大柴、江淮纳威司达、北汽福田 一汽一发、东风轻卡、洛阳一拖、长城汽车等 非调质钢简介： 非调质钢在上世纪70年代能源危机的情况下，由德国蒂森钢公司首先研制开发成功的。 1983年,我国开始研制非调质钢并且首先在一汽、东风等公司率先使用。 1995年,我公司在为江铃公司4JB1发动机开发连杆锻件时，使用F35MnV非调质钢，是发动机连杆应用非调质钢较早的厂家之一。 非调质钢主要有类型： 珠光体＋铁素体型 贝氏体型 自回火马氏体型 晶内铁素体型 非调质钢在发动机连杆上的应用实践 前 言 我国非调质钢研制、开发、使用已经有二十多年的历史，但是发展速度和应用范围与国外比还有很大差别，特别是德国、日本等发达国家在非调质钢锻件应用已经相当普遍，达到了80-90%。如何使我们的锻造工艺与冶金工艺有机地结合起来，是材料专家们研究的课题。本文是作者结合二十年的连杆锻造经验，谈谈连杆的锻造工艺参数 选择和优化。介绍切实可行的连杆锻造工艺。 非调质钢连杆的使用寿命（机械性能、疲劳性能）取决于连杆原材料的化学成分、锻造工艺、热处理工艺及表面强化等因素。如何 满足发动机对连杆性能的技术要求，成为锻造技术人员研究的重要课题。 非调质钢连杆锻造工艺参数的选择和优化 非调质钢连杆锻造工艺参数主要取决于材料的化学成分、机械性能、金相组织、锻件的金属流线、机加工性能、涨断连杆还要考虑连杆的涨断性能、连杆与螺栓的装配性能匹配等因素。 连杆非调质钢常用的材料主要有： C70S6、36MnVS4、 46MnVS4、 46MnVS4等（涨断连杆） F35MnV、F45MnV、F40MnV等（平切连杆） 目前，国内用得较多的涨断材料是进口材料：C70S6，由于此材料的屈强比高，脆性较大、塑性较差。国内钢厂（石家庄钢厂、抚顺钢厂、大冶钢厂）又纷纷研制成功了36MnVS4、46MnVS4等中碳微合金涨断材料。 本文重点结合C70S6涨断材料工艺参数进行优化， C70S6钢的特点：高碳、低硅、低锰、微合金、易切削。 C70S6钢发动机连杆的主要技术要求 1）抗拉强度：900-1050MPa 屈服强度: ≥520MPa 延伸率: ≥ 10% 断面收缩率≥20% 2）硬度： HB266-310 3）金相组织：珠光体＋铁素体 铁素体≤10% 晶粒度 5级或更细 4）符合外形的金属流线 涨断连杆锻造工艺流程 连杆锻造主要工艺参数 加热 中频加热炉 1180-1220℃ 节拍8-12s 辊锻 辊锻机 模锻 1600吨热模锻 1100-1150℃ 切边 100MN压力机 1050 ℃ 热校正 315MN压力机 1000 ℃ 控冷处理 控冷处理机 ≥950 ℃ 要优化锻造工艺应该从优化以下指标的情况下进行试验： 1）连杆的显微组织 2）机械性能 3）连杆的涨断效果 4）连杆的切削性能 要优化工艺，就要从不同的锻造温度、不同的冷却速度，利用DOE试 验设计的方法进行试验，进行不同的组合试验。 C70S6钢不同温度（风冷）锻造连杆的机械性能 C70S6连杆1150℃不同冷却速度下连杆显微组织 经过以上实验，我们对工艺进行优化如下： 加热温度：1150℃ 辊锻 模锻 切边 热校正 控冷处理（冷却速度：风冷） 优化锻造工艺检测结果及分析 经过优化锻造工艺后，对连杆锻件进行了相关检测，连杆机械性能 试棒从连杆本体取样，检测结果如下：（试棒尺寸见图1)： 连杆不同部位的