一种粉末冶金连杆锻件毛坯的可控风冷方法与流程

本发明涉及一种金属零件的控冷方法，具体是一种用于粉末冶金连杆锻件毛坯的可控风冷方法。

背景技术：

随着科技的高速发展，发动机连杆向高强度、小型化、轻量化、低排量、绿色环保的方向发展，已成为趋势，采用高强度、低摩擦、轻量化的粉末冶金连杆(以下简称连杆),已逐渐走向市场。但连杆的制造技术尤其是粉末冶金连杆锻件毛坯(以下简称连杆坯件)的风冷技术,在国内外尚未发现。增加连杆的力学性、耐磨性、孔隙度、硬度等，是靠控风冷技术来完成的。传统的连杆控风冷技术是将其摆放在自然环境中或简易的控制装置里进行风冷处理，其冷却速度、温度等参数，都是无法有效控制的，使连杆的技术要求难以达到。按技术要求，经风冷处理的连杆坯件金相组织合格(珠光体+铁素体，珠光体比例大于50％，杆部表面总脱碳层不超过0.25mm)、硬度合格(硬度范围在26HRC-34HRC)、机械性能达标(抗拉强度≧900MPa，屈服强度≧550MPa，延伸率≧10％，断面收缩率≧10％)、无裂纹、无应力反弹、扭曲度合格。现实中这些指标多数不达标，严重影响了连杆的疲劳强度和使用寿命，易造成连杆断裂，引起发动机故障。目前连杆的控风冷技术，已成为行业内部急需研究和攻克的难题。

技术实现要素：

本发明要解决的主要技术问题和目的是：针对现行连杆坯件的控风冷技术存在的缺陷,提供一种新的用于连杆坯件的可控风冷方法，从根本上克服温度、冷却速度等参数失控的现象，使连杆坯件的金相组织、硬度、机械性能达标合格，满足该工序的技术要求,有效地提高连杆的质量性能。

本发明的主要技术方案：本发明包含工艺流程A入口温度检测、B流转第一区控冷、C流转第二区控冷、D流转第三区控冷、E流转第四区控冷、F出口温度检测；在A入口温度检测中，连杆坯件温度控制在800-950℃之间；在B流转第一区控冷中，连杆坯件温度控制在780-930℃之间；在C流转第二区控冷中，连杆坯件温度控制在720-870℃之间；在D流转第三区控冷中，连杆坯件温度控制在650-750℃之间；在E流转第四区控冷中，连杆坯件温度控制在510-560℃之间；在F出口温度检测中，连杆坯件温度控制在510-560℃之间；在可控风冷装置中进行处理，传送链的速度控制在5-11.5mm/秒内,连杆坯件从入口到出口的总流转时间控制在185-220秒以内。

本发明实际应用证明：完全达到研制目的，本发明所采用的方法，使连杆坯件在控风冷过程中，根据设计的温度要求对风机的风量、传送链的速度、冷却时间等参数进行全面监控、记录和储存，做到精确控制；由于采用电脑程序控制，自行调整参数实时修正，遇到异常情况发出报警，管理值班人员可以通过收到的信息及时了解现场情况，并进行处理，从而节省了成本，提高了监控的力度和效果；经可控风冷处理的连杆坯件金相组织、硬度、机械性能全部达标、无裂纹、无应力反弹、扭曲度合格,有效地保证了连杆坯件的技术质量。

附图说明

图1，是连杆坯件的示意图。

图2，是本发明的工艺流程图。

图3，是本发明所用的可控风冷装置整体结构示意图。

图4，是图3的入口位置放大图I。

图5，是图3的出口位置G向放大图II。

具体实施方式

参照图3、4、5，对本发明的主要技术方案进行说明:本发明包含工艺流程A入口温度检测、B流转第一区控冷、C流转第二区控冷、D流转第三区控冷、E流转第四区控冷、F出口温度检测；在A入口温度检测中，连杆坯件温度控制在800-950℃之间；在B流转第一区控冷中，连杆坯件温度控制在780-930℃之间；在C流转第二区控冷中，连杆坯件温度控制在720-870℃之间；在D流转第三区控冷中，连杆坯件温度控制在650-750℃之间；在E流转第四区中，连杆坯件温度控制在510-560℃之间；在F出口温度检测中，连杆坯件温度控制在510-560℃之间；在可控风冷装置中进行处理，传送链2的速度控制在5-11.5mm/秒内,连杆坯件从入口到出口的总流转时间控制在185-220秒以内。以材料XY1602、重量492g的连杆坯件进行风冷处理为例，具体操作如下：

A入口温度检测(见图4)，从闭式模锻工序转来的连杆坯件H，用红外温度监测器14进行检测，温度在800-950℃之间为合格，转至下一流程，若不合格者，由感应控制器13剔除(推杆11推出)；

B流转第一区控冷(见图3)，连杆坯件经传送链2流转到第一区4，连杆坯件的温度保持在855℃(由总控制系统8控制风机输出的风量决定)；

C流转第二区控冷(见图3)，连杆坯件流转到第二区5，连杆坯件的温度保持在795℃(由总控制系统8决定)；

D流转第三区控冷(见图3)，连杆坯件流转到第三区6，连杆坯件的温度保持在700℃(由总控制系统8决定)；

E流转第四区控冷(见图3)，连杆坯件流转到第四区7，连杆坯件的温度保持在535℃(由总控制系统8决定)；

F出口温度检测(见图5)，在装置出口处，对连杆坯件再次用红外温度监测器14进行检测，温度在510-560℃之间为合格，转至下一工序，若不合格者，由感应控制器13剔除(推杆11推出)。

连杆坯件经可控风冷处理后，金相组织：珠光体+铁素体，珠光体比例大于55％，硬度：26HRC-31HRC，杆部表面总脱碳层不超过0.23mm，抗拉强度大于900MPa，屈服强度大于550MPa，延伸率大于10％，断面收缩率大于10％，完全符合技术要求。

参照图3、4、5，所述的可控风冷装置包含装置机架1、传送链2(标准件)、风机3(标准件)、第一区通道4、第二区通道5、第三区通道6、第四区通道7、总控制系统8(电脑和成序)、电机及传动机构9(零部件均为标准件)、风冷通道罩10、推杆11、机架12、感应控制器13(标准件)、红外温度监测器14(标准件)、转轮15(标准件)，具体结构:在装置机架1的右下方安装电机及传动机构9，在左、右上方各安装一个转轮15(见图4、5)，在电机及传动机构9、和左、右转轮15之间，配合安装一条传送链2，形成一个循环的传送带；沿着传送链2，通过装置机架1安装四个风冷通道罩10，四个风冷通道罩上面配备有八个风机3，风机与风冷通道罩内相通，形成风冷通道，风冷通道分为第一区通道4、第二区通道5、第三区通道6、第四区通道7；在风冷通道第四区的后上方，装有总控制系统8；在传送链2的入口和出口位置旁边，通过机架12分别配置安装一套自动防错感应处理机构(见图4、5)，机构由感应控制器13、红外温度监测器14、推杆11构成。

参照图3，在可控风冷流程操作中，总控制系统8对可控风冷装置的传送链2的速度、各区的温度、风机3的风量、入口和出口的连杆坯件温度及连杆坯件从入口到出口的总流转时间是否合格，进行识别并进行调节和处理，通过网络化信息将其连接集成控制，实现连杆坯件可控风冷过程的系统性管控(具体的控制逻辑图省略)。

实施例一，对材料JY036、重量560g的连杆坯件进行可控风冷处理：参照(见图2)，在上述流程和其它条件不变的情况下，在B流转第一区控冷中，连杆坯件的温度保持在780℃；在C流转第二区控冷中，连杆坯件的温度保持在720℃；在D流转第三区控冷中，连杆坯件的温度保持在650℃；在E流转第四区控冷中，连杆坯件的温度保持在510℃。经可控风冷处理后的金相组织:珠光体+铁素体，珠光体比例大于60％，硬度要求：28HRC-34HRC，杆部表面总脱碳层不超过0.2mm,机械性能：抗拉强度≧910MPa，屈服强度≧550MPa，延伸率≧10％，断面收缩率≧10％，各项指标均已合格。

实施例二，对材料VU520、重量673g的连杆坯件进行可控风冷处理：参照(见图2)，在上述流程和其它条件不变的情况下，在B流转第一区控冷中，连杆坯件的温度保持在930℃，在C流转第二区控冷中，连杆坯件的温度保持在870℃，在D流转第三区控冷中，连杆坯件的温度保持在750℃，在E流转第四区控冷中，连杆坯件的温度保持在560℃。经可控风冷处理后的金相组织:珠光体+铁素体，珠光体比例大于65％，硬度要求：26HRC-32HRC，杆部表面总脱碳层不超过0.2mm,机械性能：抗拉强度≧950MPa，屈服强度≧600MPa，延伸率≧10％，断面收缩率≧10％，各项指标均已合格。

目前本发明已用于多种不同规格的粉末连杆坯件的可控风冷处理，效果较好。