大批量生产高强度、形状复杂的结构零件,因此在各工业部门中有较大推广应用的发展前途。汽车发动机连杆是承受强烈冲击及动态应力最高的典型动力学负荷零件,其负荷与其自身质量成比例,因此杆的轻量化对发动机具有特别的重要意义。如减轻发动机质量,可导致发动机上所有摆动体质量的减少,对发动机的运转噪声、震动、燃料消耗等将产生良好的作用。更重要的是,由于粉末锻造采用粉末坯料的称量法,使每根连杆得到同一重量,因此,连杆联接曲轴旋转时,明显减轻了动平衡所引起的影响。粉末锻造工艺是一种可以精减工艺、减少公害和节约资源的合乎时代要求的技术,是一项跨世纪的先进的高新技术。连杆的材料参考了德国krebsoge公司为宝马公司生产的美洲虎发动机AJV8型粉末锻造连杆,所用预合金钢粉的牌号为AIS14200,其化学成分W为:0.25%~0.35%M
、0.25%~0.45%Mo、0.25%~0.35%Ni、01%~01%Cr、065%C、其余为Fe。由于这种低合金钢粉的化学成分均匀,物理性能及工艺性能优良,从而使经粉末锻造制成的高强度连杆零件的综合性能,特别是冲击韧性及疲劳性能显著提高。毛坯的生产工序如下:1.配料及混料:将低合金钢粉,经配料计算和准确称取粉重后,置于混料机内混和30mi
左右,至分布均匀。2.压预成形坯:在压制机上将粉料压制成连杆预成形坯。对预成形坯的形状及尺寸设计应合理,对其密度、质量、质量变化和尺寸要严格精确控制,以避免超负荷而损坏模具。3.烧结:在通有还原性保护气氛的烧结电炉中进行,其温度为11001130℃,至完全合金化。然后,将烧结体移入无氧化性气氛的保温炉约1000℃中进行保温。4.闭式模锻:为了节约能源,将粉末预成形压坯直接从保温炉内送人压力机模具中进行闭式模锻。烧结体经致密化封闭锻造时,可将80%理论密度的烧结体锻造直至接近100%理论密度。(必须指出,粉末锻造连杆的变形温度对其
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f性能的影响很大,烧结预成形坯经l000℃保温出炉时,应尽量缩短停留时间,立即投人模锻工序。若模锻温度过低,在连杆表层的残留微孔隙增多,则使连杆的密度下降;若停留时间过长,则连杆内部易被氧化。这两种情况都能导致连杆的冲击韧性和疲劳强度降
图1粉末锻造过程示意图
图2连杆的锻造毛坯图
粉末锻造连杆除了要求粉末性能一致、粉末的流动性和填充性要好及合理的预制坯形状及尺寸设计外,还需要较复杂的工艺设备和严格的质量控制。为提高模具使用寿命与保证粉末锻造连杆质量的一致,其r