CN103934408B - 非调质钢汽车发动机连杆毛坯锻造后的风冷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车工艺与材料领域，涉及一种非调质钢汽车发动机连杆毛坯锻造后的风冷方法。本发明提供的非调质钢汽车发动机连杆毛坯锻造后的风冷方法，由于采用了特定的风冷设备，并且通过控制每道传送链的链速和每道传送链上的鼓风机转速，因此该风冷方法可以精确地控制锻件的冷却速度，进而达到精确控制锻件硬度的目的。本发明的风冷方法中采用的风冷设备还可以实现电脑自动编程控制，每道传送链的链速和出风量可以根据不同的非调质钢锻件的风冷要求进行调整。

Description

非调质钢汽车发动机连杆毛坯锻造后的风冷方法
技术领域
本发明属于汽车工艺与材料领域，涉及一种汽车发动机连杆毛坯锻造后的风冷方法，具体而言，本发明涉及一种非调质钢汽车发动机连杆毛坯锻造后的风冷方法。
背景技术
国内一般中、小型汽油机及柴油机连杆采用的传统材料主要是中碳钢与中碳合金钢，而增压中冷强化的柴油机一般采用中碳合金钢如铬钢、锰铬钢、镍合金钢等。但上述钢在毛坯制造的过程中为了取得良好的机械性能及良好的韧性等指标都无一例外地采用正火、调质等热处理工艺来保证连杆本身达到设计要求的性能指标。而正火、调质等热处理过程中要耗费大量的能源，特别是调质处理还需要消耗水、专用的淬火油等，废弃的淬火液需要处理后方能达到排放标准，这样既不利于环境保护也耗费了大量的能源，从这一点来看并不符合节能环保的要求。
因此，面对石油危机，为了节省能源，汽车发动机连杆用非调质钢应运而生。随着汽车工业制造技术的发展，对于汽车发动机的动力性能及可靠性要求越来越高，而连杆的强度、刚度对提高发动机的动力性及可靠性至关重要，因此国内外各大汽车公司对发动机连杆用材料及制造技术的研究都非常重视。在满足性能指标的前提下，连杆的材料和制造技术关联很大，非调质钢的应用就是考虑节省调质工序。
锻造工艺过程一般由以下工序组成，即下料、加热、成形、锻后冷却、酸洗及锻后热处理。锻后冷却过程作为锻造工艺中的一个重要步骤，如果工艺不当可能引起冷却裂纹、白点、网状碳化物等。不适当的锻后冷却，会使锻件发生翘曲，表面硬度提高，甚至产生裂纹，使锻件报废。所以锻件锻后的正确冷却是锻造工艺一道很重要的工序。非调质钢汽车发动机连杆毛坯锻造成形后，传统的冷却方法是将热锻件放置在空气中进行冷却或者采取简单的保温措施，上述方法存在一定的缺点和不足，具体表现在：锻件的硬度无法随时控制，只能在产品出来后，如发现硬度不合格，才能进行整体调整进行控制，而这种调整方式在实际生产过程中，降低了生产效率，并且导致废品增加。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，为了精确地控制锻件的冷却速度，从而达到精确控制锻件硬度的目的，本发明提供了一种非调质钢汽车发动机连杆毛坯锻造后的风冷方法，该风冷方法采用以下风冷设备：
所述风冷设备包括：
***机架；
设置在所述***机架上的三个倾斜设置的相互连接的传送链，即第一道传送链、第二道传送链和第三道传送链，其中第一道传送链设置在所述***机架的一侧，第二道传送链和第三道传送链上下平行设置在所述***机架的另一侧；
设置在所述***机架上每个传送链上的风筒，其中每个风筒的下面均匀设置有多个吹风口，所述风筒大小为700×700×1200 mm3；和
设置在每个风筒一端的鼓风机，
并且，所述风冷方法包括以下步骤：
(1) 将锻造成形后的锻件投入到第一道传送链上，并由下至上运行到第一道传送链的顶端，其中，第一道传送链的链速为20-50 Hz，第一道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为0-50 Hz；
(2) 上述锻件通过第一道传送链进入第二道传送链上，并由下至上运行到第二道传送链的顶端，其中，第二道传送链的链速为20-50 Hz，第二道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为0-50 Hz；和
(3) 上述锻件通过第二道传送链进入第三道传送链上，并由下至上运行到第三道传送链的顶端，其中，第三道传送链的链速为20-50 Hz，第三道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为0-50 Hz；
其中，所述风筒中的冷却风温度为10℃。
在上述技术方案中，所述非调质钢包括70MnVS4、36MnVS4、C70S6、46MnVS5等等，采用上述非调质钢作为汽车发动机连杆时对其的硬度要求分别为：70MnVS4：302-341 HBS；36MnVS4：285-321 HBS；C70S6：269-302 HBS；46MnVS5：285-321 HBS。
本发明提供的上述风冷方法只需在室内温度下进行即可，对环境温度没有特别的要求。另外，在上述风冷方法中，锻造成形后的锻件的温度一般为1050℃。
本发明提供的上述风冷方法中所采用的风冷设备可参考本申请人于2012年6月11日申请的中国实用新型专利CN202591536U，其所公开的内容以引用方式全部并入本文。
本发明提供的非调质钢汽车发动机连杆毛坯锻造后的风冷方法，由于采用了特定的风冷设备，并且通过控制每道传送链的链速和每道传送链上的鼓风机转速，因此该风冷方法可以精确地控制锻件的冷却速度，进而达到精确控制锻件硬度的目的。本发明的风冷方法中采用的风冷设备还可以实现电脑自动编程控制，每道传送链的链速和出风量可以根据不同的非调质钢锻件的风冷要求进行调整。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。这些实施例仅是出于解释说明的目的，而不限制本发明的范围和实质。
以下实施例所采用的风冷设备包括：
***机架；
设置在所述***机架上的三个倾斜设置的相互连接的传送链，即第一道传送链、第二道传送链和第三道传送链，其中第一道传送链设置在所述***机架的一侧，第二道传送链和第三道传送链上下平行设置在所述***机架的另一侧；
设置在所述***机架上每个传送链上的风筒，其中每个风筒的下面均匀设置有多个吹风口，所述风筒大小为700×700×1200 mm3。
实施例1
在生产汽车发动机连杆的过程中，非调质钢采用70MnVS4。在锻件锻造成形后，对900℃以上锻件进行以下风冷处理：
(1) 将锻造成形后的锻件投入到第一道传送链上，并由下至上运行到第一道传送链的顶端，其中，第一道传送链的链速为20 Hz，第一道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为0 Hz；
(2) 上述锻件通过第一道传送链进入第二道传送链上，并由下至上运行到第二道传送链的顶端，其中，第二道传送链的链速为30 Hz，第二道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为10 Hz；和
(3) 上述锻件通过第二道传送链进入第三道传送链上，并由下至上运行到第三道传送链的顶端，其中，第三道传送链的链速为40 Hz，第三道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为20 Hz；
其中，所述风筒中的冷却风温度为10℃。
实施例1所采用的风冷参数如表1所示：
表1
其中，第一道传送链上的鼓风机转速为0表示所述锻件在该传送链上不吹风进行保温处理。
锻造冷却后锻件达到：σs≥650 N/mm2，σb：1000-1150N/mm2，δ≥10%，Ψ：≥20%，硬度为321±10 HBS。
实施例2
在汽车发动机连杆的过程中，非调质钢采用46MnVS5。在锻件锻造成形后，对900℃以上锻件进行以下风冷处理：
(1) 将锻造成形后的锻件投入到第一道传送链上，并由下至上运行到第一道传送链的顶端，其中，第一道传送链的链速为25 Hz，第一道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为0 Hz；
(2) 上述锻件通过第一道传送链进入第二道传送链上，并由下至上运行到第二道传送链的顶端，其中，第二道传送链的链速为30 Hz，第二道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为0 Hz；和
(3) 上述锻件通过第二道传送链进入第三道传送链上，并由下至上运行到第三道传送链的顶端，其中，第三道传送链的链速为30 Hz，第三道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为0 Hz；
其中，所述风筒中的冷却风温度为10℃。
实施例1所采用的风冷参数如表2所示：表2
此材料只需要在三道传送链上进行保温即可。
锻造冷却后锻件达到：σs≥750 N/mm2，σb：1000-1150N/mm2，δ≥8%，Ψ：≥25%，硬度为303±10 HBS。
实施例3
在生产汽车发动机连杆的过程中，非调质钢采用C70S6。在锻件锻造成形后，对900℃以上锻件进行以下风冷处理：
(1) 将锻造成形后的锻件投入到第一道传送链上，并由下至上运行到第一道传送链的顶端，其中，第一道传送链的链速为30 Hz，第一道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为25 Hz；
(2) 上述锻件通过第一道传送链进入第二道传送链上，并由下至上运行到第二道传送链的顶端，其中，第二道传送链的链速为50 Hz，第二道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为0 Hz；和
(3) 上述锻件通过第二道传送链进入第三道传送链上，并由下至上运行到第三道传送链的顶端，其中，第三道传送链的链速为50 Hz，第三道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为0 Hz；
其中，所述风筒中的冷却风温度为10℃。
实施例1所采用的风冷参数如表3所示：
其中，第二道和第三道传送链上的鼓风机转速为0表示所述锻件在第一道传送链上已经完成风冷过程，在第二道和第三道传送链上不吹风进行保温处理。
锻造冷却后锻件达到：σs≥520 N/mm2，σb：900-1050 N/mm2，δ≥10%，Ψ：≥20%，硬度为285±10 HBS。
而如果将上述锻造成形后的锻件在空气中直接冷却，均达不到上述要求。
上述例子仅作为说明的目的，本发明的范围并不受此限制。对本领域的技术人员来说进行修改是显而易见的，本发明仅受所附权利要求范围的限制。

Claims (1)

1.一种非调质钢汽车发动机连杆毛坯锻造后的风冷方法，该风冷方法采用以下风冷设备：
所述风冷设备包括：
***机架；
设置在所述***机架上的三个倾斜设置的相互连接的传送链，即第一道传送链、第二道传送链和第三道传送链，其中第一道传送链设置在所述***机架的一侧，第二道传送链和第三道传送链上下平行设置在所述***机架的另一侧；
设置在所述***机架上每个传送链上的风筒，其中每个风筒的下面均匀设置有多个吹风口，所述风筒大小为700×700×1200 mm3；和
设置在每个风筒一端的鼓风机，
并且，所述风冷方法包括以下步骤：
(1) 将锻造成形后的锻件投入到第一道传送链上，并由下至上运行到第一道传送链的顶端，其中，所述非调质钢采用70MnVS4时，第一道传送链的链速为20 Hz，第一道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为0 Hz；
(2) 上述锻件通过第一道传送链进入第二道传送链上，并由下至上运行到第二道传送链的顶端，其中，所述非调质钢采用70MnVS4时，第二道传送链的链速为30 Hz，第二道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为10 Hz；
(3) 上述锻件通过第二道传送链进入第三道传送链上，并由下至上运行到第三道传送链的顶端，其中，所述非调质钢采用70MnVS4时，并且第三道传送链的链速为40 Hz，第三道传送链上所设置风筒的鼓风机转速为20 Hz。
其中，所述风筒中的冷却风温度为10℃。
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