CN111390184A

CN111390184A - 一种高强度发动机连杆制备方法

Info

Publication number: CN111390184A
Application number: CN202010336325.2A
Authority: CN
Inventors: 王广洲
Original assignee: Quanjiao Kangsheng Electromechanical Co ltd
Current assignee: Quanjiao Kangsheng Electromechanical Co ltd
Priority date: 2020-04-26
Filing date: 2020-04-26
Publication date: 2020-07-10

Abstract

本发明公开了一种高强度发动机连杆制备方法，制备高强度发动机连杆材料的原料如下：镍粉、钼粉、锰粉、铜粉、铬粉、硅粉、磷粉、碳粉、铁粉、硫粉、氧化铝粉、碳化硅粉、粘结剂、润滑剂、铝溶液；高强度发动机连杆制备步骤如下：步骤一：将金属粉末混料得到预合金粉末；步骤二：将预合金粉末压制成型得到预成型胚；步骤三：将预成型胚放入压膜浇入铝溶液立即加压；步骤四：将预成型胚烧结锻造得到连杆胚料；步骤五：将连杆胚料热处理；步骤六：将连杆胚料投入喷丸机内强化；步骤七：剖分连杆体与盖制得成品。该发明方法制成的发动机连杆具有质量轻，强度高、膨胀系数小的功能性，对提高发动机效率和燃油经济性非常有利。

Description

一种高强度发动机连杆制备方法

技术领域

本发明涉及发动机连杆制造技术领域，具体为一种高强度发动机连杆制备方法。

背景技术

连接活塞和曲轴，并将活塞所受作用力传给曲轴，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆组由连杆体、连杆大头盖、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓（或螺钉）等组成。连杆组承受活塞销传来的气体作用力及其本身摆动和活塞组往复惯性力的作用，这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此连杆受到压缩、拉伸等交变载荷作用。

现有的技术中制造出的发动机连杆的强度不足，往往会造成连杆体或连杆螺栓断裂，进而产生整机破坏的重大事故，并且强度不足，也会造成杆体弯曲变形及连杆大头的失圆变形，导致活塞、汽缸、轴承和曲柄销等的偏磨。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度发动机连杆制备方法，以解决现有的技术缺陷和不能达到的技术要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度发动机连杆制备方法，制备高强度发动机连杆材料的原料如下：镍粉、钼粉、锰粉、铜粉、铬粉、硅粉、磷粉、碳粉、铁粉、硫粉、氧化铝粉、碳化硅粉、粘结剂、润滑剂、铝溶液；高强度发动机连杆制备工艺步骤如下：步骤一：将金属粉末混料得到预合金粉末；步骤二：将预合金粉末压制成型得到预成型胚；步骤三：将预成型胚放入压膜浇入铝溶液立即加压；步骤四：将预成型胚烧结锻造得到连杆胚料；步骤五：将连杆胚料热处理；步骤六：将连杆胚料投入喷丸机内强化；步骤七：剖分连杆体与盖制得成品。

优选的，所述制备高强度发动机连杆材料的原料配比如下：所述镍粉的配比为10%-15%；所述钼粉的配比为8%-12%；所述锰粉的配比为6%-10%；所述铜粉的配比为7%-11%；所述铬粉的配比为9%-13%；所述硅粉的配比为1%-5%；所述磷粉的配比为3%-7%；所述碳粉的配比为1%-5%；所述铁粉的配比为8%-12%；所述硫粉的配比为6%-10%；所述氧化铝粉的配比为8%-12%；所述碳化硅粉的配比为6%-10%；所述粘结剂的配比为1%-5%、所述粘结剂的配比为1%-5%。

优选的，所述步骤一重将金属粉末混料得到预合金粉末，其中预合金粉末具体包括首先取镍粉12%、钼粉10%、锰粉8%、铜粉9%、铬粉11%、硅粉3%、磷粉5%、碳粉3%、铁粉10%、硫粉8%、氧化铝粉10%、润滑剂3%进行混料，其次再将粘结剂3%倒入混料中，最后再将碳化硅粉8%倒入混料中。

优选的，所述步骤二中压制成型得到预成型胚具体包括将预合金粉末倒入至设定的模具内，将预合金粉末将加热到172.5°C-321.5°C，在620-950MPaA下压制成型，其中加热时间不得低于5min。

优选的，所述步骤三中浇入铝溶液和发动机连杆预成型胚质量比1:30-50ml，且向发动机连杆预成型胚浇入的铝溶液的温度在260.5℃-380.9℃之间。

优选的，所述步骤四中将预成型胚烧结锻造得到连杆胚料还包括在烧结锻造之前增加脱除润滑剂工序。

优选的，该高强度发动机连杆制备方法涉及到的热处理工序均在防氧化的保护气氛内进行。

优选的，所述步骤六中将连杆胚料投入喷丸机内强化包括将连杆胚料的表面粗糙度控制Ra2μm -Ra5μm之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

该发明一种高强度发动机连杆制备方法在原料的配比选择中加入碳化硅粉类的纤维材料，利用粘结剂及润滑剂使其与预合金粉末混料，在对预成型胚加工制成之后向装有预成型胚的模腔内浇入铝溶液，使铝溶液渗入预成型胚的表面间隙内，此方法制成的发动机连杆具有质量轻，强度高、膨胀系数小的功能性，对提高发动机效率和燃油经济性非常有利。

具体实施方式

下面将结合本发明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种高强度发动机连杆制备方法，制备高强度发动机连杆材料的原料如下：镍粉、钼粉、锰粉、铜粉、铬粉、硅粉、磷粉、碳粉、铁粉、硫粉、氧化铝粉、碳化硅粉、粘结剂、润滑剂、铝溶液；高强度发动机连杆制备工艺步骤如下：步骤一：将金属粉末混料得到预合金粉末；步骤二：将预合金粉末压制成型得到预成型胚；步骤三：将预成型胚放入压膜浇入铝溶液立即加压；步骤四：将预成型胚烧结锻造得到连杆胚料；步骤五：将连杆胚料热处理；步骤六：将连杆胚料投入喷丸机内强化；步骤七：剖分连杆体与盖制得成品。

优选的，所述制备高强度发动机连杆材料的原料配比如下：所述镍粉的配比为8%-12%；所述钼粉的配比为8%-12%；所述锰粉的配比为6%-10%；所述铜粉的配比为7%-11%；所述铬粉的配比为9%-13%；所述硅粉的配比为1%-5%；所述磷粉的配比为3%-7%；所述碳粉的配比为1%-5%；所述铁粉的配比为8%-12%；所述硫粉的配比为6%-10%；所述氧化铝粉的配比为8%-12%；所述碳化硅粉的配比为6%-10%；所述粘结剂的配比为1%-5%、所述粘结剂的配比为1%-5%。

步骤一重将金属粉末混料得到预合金粉末，其中预合金粉末具体包括首先取镍粉10%、钼粉10%、锰粉8%、铜粉9%、铬粉10%、硅粉3%、磷粉5%、碳粉3%、铁粉10%、硫粉8%、氧化铝粉10%、润滑剂3%进行混料，其次再将粘结剂3%倒入混料中，最后再将碳化硅粉8%倒入混料中。

步骤二中压制成型得到预成型胚具体包括将预合金粉末倒入至设定的模具内，将预合金粉末将加热到172.5°C-321.5°C，在620-950MPaA下压制成型，其中加热时间不得低于5min。

步骤三中浇入铝溶液和发动机连杆预成型胚质量比1:30-50ml，且向发动机连杆预成型胚浇入的铝溶液的温度在260.5℃-380.9℃之间。

步骤四中将预成型胚烧结锻造得到连杆胚料还包括在烧结锻造之前增加脱除润滑剂工序。

步骤六中将连杆胚料投入喷丸机内强化包括将连杆胚料的表面粗糙度控制Ra2μm-Ra5μm之间。

该高强度发动机连杆制备方法涉及到的热处理工序均在防氧化的保护气氛内进行。

实施例1

本发明一种高强度发动机连杆制备方法，包括以下原料及配比：镍粉10%、钼粉10%、锰粉8%、铜粉9%、铬粉10%、硅粉3%、磷粉5%、碳粉3%、铁粉10%、硫粉8%、氧化铝粉10%、润滑剂3%、粘结剂3%、碳化硅粉8%。

制备工艺步骤如下：

S1：取镍粉10%、钼粉10%、锰粉8%、铜粉9%、铬粉10%、硅粉3%、磷粉5%、碳粉3%、铁粉10%、硫粉8%、氧化铝粉10%、润滑剂3%进行混料；

S2：将粘结剂3%倒入混料中；

S3：将碳化硅粉8%倒入混料中得到预合金粉末；

S4：将预合金粉末将加热到301.5°C，持续10min，在780MPaA下压制成型；

S5：将温度在280.5°C的30ml的铝溶液浇入至装有预成型胚的模具中，使铝溶液渗入预成型胚的表面间隙内；

S6：脱除润滑剂工序；

S7：将预成型胚烧结锻造得到连杆胚料；

S8：将连杆胚料热处理；

S9：将连杆胚料投入喷丸机内强化，将连杆胚料的表面粗糙度控制Ra2μm -Ra5μm之间；

S10：剖分连杆体与盖制得成品；

实施例2

本发明一种高强度发动机连杆制备方法，包括以下原料及配比：镍粉10%、钼粉10%、锰粉8%、铜粉9%、铬粉10%、硅粉8%、磷粉5%、碳粉8%、铁粉10%、硫粉8%、氧化铝粉10%、润滑剂4%。

制备工艺步骤如下：

S1：镍粉10%、钼粉10%、锰粉8%、铜粉9%、铬粉10%、硅粉8%、磷粉5%、碳粉8%、铁粉10%、硫粉8%、氧化铝粉10%、润滑剂4%；

S2：将预合金粉末将加热到660.4°C-720.9°C，持续5min，在780MPaA下压制成型；

S3：脱除润滑剂工序；

S4：将预成型胚烧结锻造得到连杆胚料；

S5：将连杆胚料热处理；

S6：将连杆胚料投入喷丸机内强化，将连杆胚料的表面粗糙度控制Ra2μm -Ra5μm之间；

S7：剖分连杆体与盖制得成品；

根据实施例1和实施例2的方法进行对比，采用实施例1的方法在原料的配比选择中加入碳化硅粉类的纤维材料，利用粘结剂及润滑剂使其与预合金粉末混料，在对预成型胚加工制成之后向装有预成型胚的模腔内浇入铝溶液，使铝溶液渗入预成型胚的表面间隙内，此方法制成的发动机连杆具有质量轻，强度高、膨胀系数小的功能性，对提高发动机效率和燃油经济性非常有利。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种高强度发动机连杆制备方法，其特征在于：制备高强度发动机连杆材料的原料如下：镍粉、钼粉、锰粉、铜粉、铬粉、硅粉、磷粉、碳粉、铁粉、硫粉、氧化铝粉、碳化硅粉、粘结剂、润滑剂、铝溶液；高强度发动机连杆制备工艺步骤如下：步骤一：将金属粉末混料得到预合金粉末；步骤二：将预合金粉末压制成型得到预成型胚；步骤三：将预成型胚放入压膜浇入铝溶液立即加压；步骤四：将预成型胚烧结锻造得到连杆胚料；步骤五：将连杆胚料热处理；步骤六：将连杆胚料投入喷丸机内强化；步骤七：剖分连杆体与盖制得成品。

2.根据权利要求1所述的一种高强度发动机连杆制备方法，其特征在于：所述制备高强度发动机连杆材料的原料配比如下：所述镍粉的配比为8%-12%；所述钼粉的配比为8%-12%；所述锰粉的配比为6%-10%；所述铜粉的配比为7%-11%；所述铬粉的配比为9%-13%；所述硅粉的配比为1%-5%；所述磷粉的配比为3%-7%；所述碳粉的配比为1%-5%；所述铁粉的配比为8%-12%；所述硫粉的配比为6%-10%；所述氧化铝粉的配比为8%-12%；所述碳化硅粉的配比为6%-10%；所述粘结剂的配比为1%-5%、所述粘结剂的配比为1%-5%。

3.根据权利要求1所述的一种高强度发动机连杆制备方法，其特征在于：所述步骤一重将金属粉末混料得到预合金粉末，其中预合金粉末具体包括首先取镍粉10%、钼粉10%、锰粉8%、铜粉9%、铬粉10%、硅粉3%、磷粉5%、碳粉3%、铁粉10%、硫粉8%、氧化铝粉10%、润滑剂3%进行混料，其次再将粘结剂3%倒入混料中，最后再将碳化硅粉8%倒入混料中。

4.根据权利要求1所述的一种高强度发动机连杆制备方法，其特征在于：所述步骤二中压制成型得到预成型胚具体包括将预合金粉末倒入至设定的模具内，将预合金粉末将加热到172.5°C-321.5°C，在620-950MPaA下压制成型，其中加热时间不得低于5min。

5.根据权利要求1所述的一种高强度发动机连杆制备方法，其特征在于：所述步骤三中浇入铝溶液和发动机连杆预成型胚质量比1:30-50ml，且向发动机连杆预成型胚浇入的铝溶液的温度在260.5℃-380.9℃之间。

6.根据权利要求1所述的一种高强度发动机连杆制备方法，其特征在于：所述步骤四中将预成型胚烧结锻造得到连杆胚料还包括在烧结锻造之前增加脱除润滑剂工序。

7.根据权利要求1所述的一种高强度发动机连杆制备方法，其特征在于：该高强度发动机连杆制备方法涉及到的热处理工序均在防氧化的保护气氛内进行。

8.根据权利要求1所述的一种高强度发动机连杆制备方法，其特征在于：所述步骤六中将连杆胚料投入喷丸机内强化包括将连杆胚料的表面粗糙度控制Ra2μm -Ra5μm之间。