专利名称：一种汽车发动机曲轴的锻造方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车发动机曲轴的锻造方法。
背景技术：
曲轴是发动机上的一个重要机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有两个重要部位主轴颈和连杆颈。主轴颈被安装在缺体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。发动机曲轴作为重要运动部 件，设计要求高，同时因曲轴工况及其恶劣，因而对曲轴材料、曲轴尺寸精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求十分严格。在大批量生产的条件下，传统工艺已不能满足当前设计和生产需求，在长时间、高速运转下，曲轴极容易过早出现失效或断裂，严重影响曲轴的寿命和整机可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车发动机曲轴的锻造方法，使其利于大批量的工业化的生产，并减少了锻造过程中出现夹污、充不满的现象，产品的力学性能进一步改善，节约了广品用料，提闻了广品的1旲具寿命。本发明的技术方案如下
一种汽车发动机曲轴的锻造方法，包括以下步骤
a、浇注钢锭
钢锭中化学成分重量百分比为O. 086% ^ C ^ O. 150%,，1. 30%彡Si彡1. 40%，1.20% 彡 Mn 彡1. 30%,痕量彡 P 彡 O. 033%,痕量彡 S 彡 O. 0260%，Ti O. 11-0. 22%,
I1.50% ^ Cr ^ 13. 50%，痕量< B<0. 0018%，余量为铁及不可避免的杂质；浇注成型的钢锭温度降至350°C，再加热至670-760°C，保温3_5小时，炉冷至300°C，保温3小时，再加热至650-760°C，保温10小时，以34°C /小时冷却至400°C，再以20°C /小时，冷却至180°C ；
b、锻造步骤
1)、选用锻造工艺浇注好的钢锭；
2)、根据曲轴型号选用的原料钢进行锯切，下料毛坯的尺寸与锻造工艺规程一致，目测锯口斜度不超过2°，毛刺不大于2mm;
3)、使用双室推扦炉对坯料进行加热，坯料的温度控制在900°C 1000°C，加热时间为45±9min，期间定期用光学温度计检查坯料的温度并记录；
4)、将加热好的坯料放在打氧化皮机上对坯料表面的氧化皮进行清理；
5)、将清理完的坯料放入锤锻模的压弯模膛中进行压弯，重击一锤，然后翻转270°，将坯料放入锤锻模的终段模膛中，压弯的温度控制在1250°C 1280°C，在压弯过程中用压缩空气不断清理压弯膛中的氧化皮；
6)、坯料放置在锤锻模的终锻模膛中，第1、2、3锤轻击，第4、5、6锤重击，在终锻中连续用压缩空气清理终锻模膛中的氧化皮，终锻阶段锻件的温度要大于950°C，锻件要轻拿轻放，每件完成后冷却润滑模膛；
7)、使用切边模对锻件进行切边，热切毛边温度要大于80(TC，切边后将锻件码放在专用的料架上，当锻件冷却到300°C以下，才能将锻件倒出；
C、热处理
对经过步骤b锻造后的曲轴加热至980°C并保温I 一 2h，油冷至不高于100°C后重新加热至680°C — 750°C的温度范围并保温2h，之后水冷；经过回火处理后，再将曲轴的头部加热到320-380°C，保温4-5小时，然后喷雾冷却处理，曲轴的尾部在900-1020°C，保温6_8小时，然后空冷，最后曲轴中部再加温至温度为160 180°C，保温2-3小时，放入铁箱中堆冷;
d、磷化处理，在常温下将工件在热火封闭温度为280-300°C，采用PH值为8的表面调整剂处理l_2min，经滴空l-2min后，采用磷化剂处理15_20min，再经滴空l_2min后，采用清 水清洗l_2min，再滴空l-2min后，以将工件置于78_100°C的热水中处理O. 5-lmin ；
e、将磷化处理后的工件抛丸处理；
f、将抛丸处理的零件包装。经过抛丸处理后的曲轴的头部加热到350°C，保温4. 5小时，然后喷雾冷却处理，曲轴的尾部在990°C，保温7小时，然后空冷，最后曲轴中部再加温至温度为170°C，保温2. 5小时,放入铁箱中堆冷。本发明通过上述技术方案，整体结构科学合理，使用时，只需将不同型号的曲轴，根据长短，由于具有可调节不同型号的适应性，生产时，只需一次将轴头加热到工艺所需温度，就可一次成型，由此，减少了多次加热和多次锻造的传统工艺麻烦，相应降低了能耗，减少了材料消耗和成本投入，加工精度大大提高，与现有技术相比材料利用率由现在的65%提高到90%以上，电能消耗降低70%左右，用工减少四分之三，一台机床二人操作单班可锻工件550件以上，提高工效4倍左右，产生的积极效果非常显著。本发明的力学性能检测数据如下
抗拉强度彡804 Mpa
屈服强度彡596 Mpa 伸长率彡14%
断面收缩率> 25%
布氏硬度冊=247—281。
图1为本发明曲轴金相显微组织图。
具体实施例方式一种汽车发动机曲轴的锻造方法，包括以下步骤
a、浇注钢锭
钢锭中化学成分重量百分比为O. 086% ^ C ^ O. 150%,，1. 30%彡Si彡1. 40%，1.20% 彡 Mn 彡1. 30%,痕量彡 P 彡 O. 033%,痕量彡 S 彡 O. 0260%，Ti O. 11-0. 22%,
I1.50% ^ Cr ^ 13. 50%，痕量< B<0. 0018%，余量为铁及不可避免的杂质；浇注成型的钢锭温度降至350°C，再加热至670-760°C，保温3_5小时，炉冷至300°C，保温3小时，再加热至650-760°C，保温10小时，以34°C /小时冷却至400°C，再以20°C /小时，冷却至180°C ；
b、锻造步骤
1)、选用锻造工艺浇注好的钢锭；
2)、根据曲轴型号选用的原料钢进行锯切，下料毛坯的尺寸与锻造工艺规程一致，目测锯口斜度不超过2°，毛刺不大于2mm;
3)、使用双室推扦炉对坯料进行加热，坯料的温度控制在900°C 1000°C，加热时间为45±9min，期间定期用光学温度计检查坯料的温度并记录；
4)、将加热好的坯料放在打氧化皮机上对坯料表面的氧化皮进行清理； 5)、将清理完的坯料放入锤锻模的压弯模膛中进行压弯，重击一锤，然后翻转270°，将坯料放入锤锻模的终段模膛中，压弯的温度控制在1250°C 1280°C，在压弯过程中用压缩空气不断清理压弯膛中的氧化皮；
6)、坯料放置在锤锻模的终锻模膛中，第1、2、3锤轻击，第4、5、6锤重击，在终锻中连续用压缩空气清理终锻模膛中的氧化皮，终锻阶段锻件的温度要大于950°C，锻件要轻拿轻放，每件完成后冷却润滑模膛；
7)、使用切边模对锻件进行切边，热切毛边温度要大于80(TC，切边后将锻件码放在专用的料架上，当锻件冷却到300°C以下，才能将锻件倒出；
C、热处理
对经过步骤b锻造后的曲轴加热至980°C并保温I 一 2h，油冷至不高于100°C后重新加热至680°C — 750°C的温度范围并保温2h，之后水冷；经过回火处理后，再将曲轴的头部加热到320-380°C，保温4-5小时，然后喷雾冷却处理，曲轴的尾部在900-1020°C，保温6_8小时，然后空冷，最后曲轴中部再加温至温度为160 180°C，保温2-3小时，放入铁箱中堆冷;
d、磷化处理，在常温下将工件在热火封闭温度为280-300°C，采用PH值为8的表面调整剂处理l_2min，经滴空l-2min后，采用磷化剂处理15_20min，再经滴空l_2min后，采用清水清洗l_2min，再滴空l-2min后，以将工件置于78_100°C的热水中处理O. 5-lmin ；
e、将磷化处理后的工件抛丸处理；
f、经过抛丸处理后的曲轴的头部加热到350°C，保温4.5小时，然后喷雾冷却处理，曲轴的尾部在990°C，保温7小时，然后空冷，最后曲轴中部再加温至温度为170°C，保温2. 5小时，放入铁箱中堆冷；
g、将抛丸处理的零件包装。
权利要求
1.一种汽车发动机曲轴的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤a、浇注钢锭钢锭中化学成分重量百分比为O. 086%≤C≤O. 150%,1. 30%≤Si≤1. 40%，1.20% ≤ Mn≤1. 30%,痕量彡 P≤ O. 033%,痕量彡 S≤O. 0260%，Ti O. 11-0. 22%,I1.50% ^ Cr ^ 13. 50%，痕量< B<0. 0018%，余量为铁及不可避免的杂质；浇注成型的钢锭温度降至350°C，再加热至670-760°C，保温3_5小时，炉冷至300°C，保温3小时，再加热至650-760°C，保温10小时，以34°C /小时冷却至400°C，再以20°C /小时，冷却至180°C ；b、锻造步骤1)、选用锻造工艺浇注好的钢锭；2)、根据曲轴型号选用的原料钢进行锯切，下料毛坯的尺寸与锻造工艺规程一致，目测锯口斜度不超过2°，毛刺不大于2mm;3)、使用双室推扦炉对坯料进行加热，坯料的温度控制在900°C 1000°C，加热时间为 45±9min，期间定期用光学温度计检查坯料的温度并记录；4)、将加热好的坯料放在打氧化皮机上对坯料表面的氧化皮进行清理；5)、将清理完的坯料放入锤锻模的压弯模膛中进行压弯，重击一锤，然后翻转270°，将坯料放入锤锻模的终段模膛中，压弯的温度控制在1250°C 1280°C，在压弯过程中用压缩空气不断清理压弯膛中的氧化皮；6)、坯料放置在锤锻模的终锻模膛中，第1、2、3锤轻击，第4、5、6锤重击，在终锻中连续用压缩空气清理终锻模膛中的氧化皮，终锻阶段锻件的温度要大于950°C，锻件要轻拿轻放，每件完成后冷却润滑模膛；7)、使用切边模对锻件进行切边，热切毛边温度要大于80(TC，切边后将锻件码放在专用的料架上，当锻件冷却到300°C以下，才能将锻件倒出；C、热处理对经过步骤b锻造后的曲轴加热至980°C并保温I 一 2h，油冷至不高于100°C后重新加热至680°C — 750°C的温度范围并保温2h，之后水冷；经过回火处理后，再将曲轴的头部加热到320-380°C，保温4-5小时，然后喷雾冷却处理，曲轴的尾部在900-1020°C，保温6_8 小时，然后空冷，最后曲轴中部再加温至温度为160 180°C，保温2-3小时，放入铁箱中堆冷;d、磷化处理，在常温下将工件在热火封闭温度为280-300°C，采用PH值为8的表面调整剂处理l_2min，经滴空l-2min后，采用磷化剂处理15_20min，再经滴空l_2min后，采用清水清洗l_2min，再滴空l-2min后，以将工件置于78_100°C的热水中处理O. 5-lmin ；e、将磷化处理后的工件抛丸处理；f、将抛丸处理的零件包装。
2.根据权利要求1所述汽车发动机曲轴的锻造方法，其特征在于，经过抛丸处理后的曲轴的头部加热到350°C，保温4. 5小时，然后喷雾冷却处理，曲轴的尾部在990°C，保温7 小时，然后空冷，最后曲轴中部再加温至温度为1701，保温2.5小时，放入铁箱中堆冷。
全文摘要
本发明公开了一种汽车发动机曲轴的锻造方法，包括以下步骤a、浇注钢锭，钢锭中化学成分重量百分比为0.086%≤C≤0.150%，痕量≤Si≤1.40%，痕量≤Mn≤1.30%，痕量≤P≤0.033%，痕量≤S≤0.0260%，Ti0.11-0.22%，11.50%≤Cr≤13.50%，痕量≤B≤0.0018%，余量为铁及不可避免的杂质；浇注成型的钢锭温度降至350℃，再加热至670-760℃，保温3-5小时，炉冷至300℃，保温3小时，再加热至650-760℃，保温10小时，以34℃/小时冷却至400℃，再以20℃/小时，冷却至180℃；b、锻造步骤，1)选用锻造工艺浇注好的钢锭；2)根据曲轴型号选用的原料钢进行锯切，下料毛坯的尺寸与锻造工艺规程一致，目测锯口斜度不超过2°，毛刺不大于2mm；本发明使其利于大批量的工业化的生产，并减少了锻造过程中出现夹污、充不满的现象，产品的力学性能进一步改善，节约了产品用料，提高了产品的模具寿命。
文档编号C21D9/30GK102989983SQ20121030124
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者杨奎琦, 陈正义, 张斌 申请人:昌利锻造有限公司