专利名称：高强度合金钢连杆深冷脆化胀断工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于机械加工技术领域，涉及一种发动觚部件加工工艺的 改进。
背景技术：
连杆是将活塞的直线运动动能传递给曲轴的鄘件①连杆的制造精 度和质量对发动机的影响很大。连杆裂解工艺M杆加工领域中酌一 项新型技术，作为一种先进的制造技术，目前，在汽车lf业中已广泛 使用并逐步取代了传统加工工艺，成为连杆加工业齣一大趋势^丽在
大功率发动m^杆加工中还没有使用这项技术。
传统工艺加工的连杆，如下图l、 2所示，须将连杆大头孔切割 开，分成两份连杆盖与连杆体。分离面需7至10遒加工工序加工， 分离面加工完成后，连杆盖与连杆体合上加工内孔，连杆盖与连杆体 合的定位始终存在一定的误差，连杆盖与连杆体装配后残余应力留在 连杆总成中。连杆加工完毕后，送到装配线与曲轴装配if要拆幵连杆 盖，此时残余应力释放出来，就会产生连杆大头孔变形现象，装概后 就会影响发动机的性能。
但是，能否在连杆加工中使用脆性胀断技术先决条1^是连杆的 材料性质》中小功率(车用)发动机的连杆1采用粉末金属锻造和70号钢锻造。这种材料经热处理后的脆性比较强，在—概应的拉伸力、
拉伸速度作用下,可使连杆达到脆性断裂》大头孔分离丽变形黴小， 连杆盖与连杆体"凹凸面"合上后，有的连杆肉眼看不到裂痕0
由于连杆在发动机工作中，主要承受压力载荷.，所以大功率发动 机连杆不采用Jl^材料制造，而采用综合机械性鱖高,合金钢材料，
这种材料的抗拉强度达110Kg/mm2，屈服点达到95Ig/ m\从这两种 数据看出，该材料的屈服点和断裂点的强度比较接近，有利于实现脆 性断裂》但材料在拉伸时的断面收缩率可以^fj 4 ，这一机^性能 不利于连杆的跪性胀断。
发明内容
本发明的目的是-
提供一种高强度合金钢连杆深冷脆化账断工艺，它可解决生产大 功率发动机连杆不能采用胀断工艺的何题。 本发明的工艺是
1、将连杆放入液氮中深冷5分钟以上，到热交換结束基本上已 深冷至试件芯部，漏量裂解后试件段裂处温度与其表^fi度一样。 2、深冷温度持续低于-156 r 。
3、把连杆固定在压力机操作台上并将账套内置于连ff大孔内，用 胀头冲压胀套，以使连杆胀断。 本发明的有益效果是-
利用深冷技术.，可以改变大功率发动机连杆餘延展性，使连杆的 进入脆性状态，实现连杆的脆性断裂》同时保证深冷瀛后酌机械性能不发生本质的变换，这一关键技术的突破，为连杆生产ft工程化应用 提供了可靠的技术保障。
大功率发动,杆的脆性胀断工艺是一项先进的加工技术，目前 还没有有关资料显示有哪个国家在大功率发动机连杆鰂造领域釆用 这项技术。经过大量的实验，目前已经掌握了这项技术齣处理fflf间、 温度、胀断力和胀,度等关键技术参数，断裂面达到耱密定位要求，
重复定位精度达到了 0.005mm。这项技术在我国大功率发动机制造领 域推广使用，可以将连杆生产工艺的关键工.^~^连杆盖与连杆体接 合定位面加工中的7—10道工序合为一至二道工序，？蔽少多台大型精 密拉削和成形磨削等精密设备，使连杆单件生产时阏至少减少2小 时。
这项技术在我国推广使用，不但可以提高民用大功率发动枫的使 用性能，而且对提高我国军用大功率发动机的制造水平有着非常重要 的意义。
图l是连杆主视图2是传统工艺加工的局部连杆结构图3是本发明的连杆脆粗胀断示意图4是本发明的连杆大头孔分离示意图5是本发明连杆脆性胀断后分离面合上示意图6是本发明连杆脆性胀断过程主剖视图7是本发明连杆脆性胀断过程俯视图；具体实施方式
实施例l-
如图6、 7所示，其中，1是连杆、2是胀头、3是账套、4是背压弹 簧。
1、 连杆胀断~~ii性变形
连杆胀断加工技术，是基于连杆材料本身,实现臁性变形这 一基础上的，而大功率发动机连杆的材料高强度合，釆用常规手段 不能实现脆性变形，这也是连杆胀断技术在大功率发动tK杆加工工 艺上不能得以推广的主要原因。本发明采用的关键技术，即对连籽进 M氮深冷，可以实现高强度合金钢的脆性变形.
2、 解决方法
通过工艺试验，高强度合金钢连杆胀断时的分离丽塑性变形相 对比较大，达不到预期效果，要从改变高强度合皿#料的机械性能
入手。经过理论研究分析和试验，发现这种材料MM,潔冷后其ii性强 度大大的降低而跪性增加，应用这一深冷跪化技术是解狭高强度合金 钢廳性胀断的有效方法。而深冷温度的选择是关键，温度过低，材料 过于脆化，胀断期间导致铁屑脱落，影响下一道工if~~连杆闭合的 重复精度③另一方面，温度过高又无法实现跪化目标.，并得出满足零 件精度要求的深冷时间、深冷温度及胀断工艺参lu
无明显变化。
3、 主要技术工艺参数以连杆材料高强度合金钢(42Crtto)为例 (1)深冷时间
连杆放入液氮中深冷开始，到热交换结束(液氮中无沸腾现象 且声音消失)深冷54分钟，基本上热交换己结束并已深冷至试件芯 部，测量裂解后试件段裂处温度与其表面温度几乎一样》
(2) 深冷温度 -157 "C 。
(3) 胀断力(计算公式略) 连杆材料42CrMo 抗拉强度Sb:110公斤/附祝2 横截面积S:53 x 40.5 = 2146-5柳m 2 胀断力F' = PS = 42056x 2146.5
- 90273.204Ag/" = 90.27/
(4)压力机的压力(计算公式略) 7^-35.2x110% = 38.7/
所以，压力机压力须不小于38.7吨。
4、 达到的技术指标
连杆盖与连杆体重复定位精度达到了 0.005Hiffl
5、 主要技术创新点
将液氮深冷技术应用在高强度合金钢材料购连杆账断工艺中D
6、 胀断装置研究
胀断装置是专用设备，主要包括连杆大小头孔的装夹、账断用的胀套和胀头、用以提高裂解质量的定扭矩装夹螺栓、職台、背压弹 簧以及其它辅助装置等。
权利要求
1、一种高强度合金钢连杆深冷脆化胀断工艺，其工艺是a、将连杆放入液氮中深冷5分钟以上，到热交换结束基本上已深冷至试件芯部，测量裂解后试件段裂处温度与其表面温度一样；b、深冷温度持续低于-156℃；c、把连杆固定在压力机操作台上并将胀套内置于连杆大孔内，用胀头冲压胀套，以使连杆胀断。
全文摘要
一种高强度合金钢连杆深冷脆化胀断工艺，涉及一种发动机部件加工工艺的改进，其工艺是a.将连杆放入液氮中深冷5分钟以上，到热交换结束基本上已深冷至试件芯部，测量裂解后试件段裂处温度与其表面温度一样；b.深冷温度持续低于-156℃；c.将胀套内置于连杆大孔内并把连杆固定在压力机操作台上，用胀头冲压胀套，以使连杆胀断。其有益效果是利用深冷技术，可以改变大功率发动机连杆的延展性，同时保证深冷前后的机械性能不发生本质的变换。这项技术在我国大功率发动机制造领域推广使用，可将连杆生产工艺的关键工序中的7-10道工序合为一至二道工序，减少多台大型精密拉削和成形磨削等精密设备。
文档编号F16C7/02GK101307796SQ20071030030
公开日2008年11月19日 申请日期2007年12月21日 优先权日2007年12月21日
发明者刘劲松, 吴庆堂, 崔文波, 张维杰, 李焕东, 王大森, 聂凤明, 胡宝共, 闫晓丽 申请人:长春设备工艺研究所