影響鍛造工藝

  為了滿足連桿的強(qiáng)度要求，保持良好的塑性、韌性和力學(xué)性能，以下四個(gè)方面應(yīng)控制在鍛造過(guò)程中。

  ⑴加熱溫度鍛造。

  提高鍛造加熱溫度，可以使V，Nb，Ti碳氮化合物逐漸溶解到奧氏體中，冷卻過(guò)程中大量溶解的微合金碳氮化合物可以提高鋼的強(qiáng)度和硬度;但另一方面，溫度上升也會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響，如奧氏體顆粒生長(zhǎng)、組織粗化、韌性下降等。

  ⑵終鍛溫度。

  適當(dāng)控制低鍛件溫度，可增加顆粒破碎，有效產(chǎn)生變形，誘導(dǎo)分散點(diǎn)，同時(shí)降低結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力，細(xì)化顆粒，有利于提高鋼的韌性。

  ⑶變形量和變形率。

  當(dāng)變形和變形速率較大時(shí)，奧氏體晶粒破碎，奧氏體粗晶結(jié)晶成細(xì)晶。由于晶體邊界的增加具有大量的核心位置，首先形成大量的細(xì)相變組織，均勻分布在鋼組織中，非常有利于增加鋼的韌性。

  ⑷鍛后冷卻速度。

  鍛造后的冷卻速度對(duì)材料的性能有很大的影響。由于冷卻過(guò)程中的相變比較復(fù)雜，自然冷卻不能有效控制非調(diào)節(jié)鋼的質(zhì)量，因此設(shè)置不受季節(jié)影響的冷卻裝置對(duì)鍛造后的冷卻效果好。事實(shí)上，800~500℃兩者之間的冷卻控制對(duì)鋼的強(qiáng)度和韌性有影響，溫度范圍外的冷卻不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。因此，冷卻速度的優(yōu)化控制直接影響到鋼的組織性能。為了達(dá)到應(yīng)有的效果，必須制定科學(xué)合理的鍛造工藝并嚴(yán)格執(zhí)行。

  影響連桿外形

  連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部系數(shù)高的鍛件。其外部幾何形狀由多個(gè)曲面和多個(gè)不規(guī)則形狀組成。它直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)氣缸敲擊、碰撞、斷裂和裝配位置的準(zhǔn)確性。因此，在連桿鍛造過(guò)程中，必須重點(diǎn)控制以下關(guān)鍵參數(shù)，使加工后的連桿達(dá)到圖紙的精度要求，否則可以依靠“后天”機(jī)加工是無(wú)法彌補(bǔ)的。

  ⑴連桿大小孔中心距。

  這是影響大孔和小孔環(huán)帶不均勻性的主要因素。由于鍛件所需的公差范圍與連桿加工后所需的環(huán)帶公差范圍不一致，因此前者的公差要求較大，后者的公差要求較小。因此，在鍛造過(guò)程中，中心距離必須控制在公差中值，并保持在總公差的1/2范圍內(nèi)，以滿足加工后的要求，否則會(huì)導(dǎo)致環(huán)帶均勻性超差。

  控制連桿中心距離波動(dòng)范圍的關(guān)鍵是將設(shè)備本身的溫度和模具座椅溫度保持在恒定的范圍內(nèi)。此外，根據(jù)不同的鍛造環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，否則只控制鍛造溫度，相同的模具，相同的鍛造溫度，鍛造連桿中心距離不相同。

  ⑵連桿非加工面之間的相對(duì)位置。

  對(duì)于這些非加工表面，如連桿筋頂部、幅板、螺孔兩側(cè)、異形孔端面等，每個(gè)尺寸在合格范圍內(nèi)單獨(dú)測(cè)量。然而，有些在公差上限，有些在公差下限，這很容易導(dǎo)致相對(duì)位置超出圖紙要求的范圍。這種現(xiàn)象的原因主要與模具設(shè)計(jì)有關(guān)，盡管測(cè)量模具的相對(duì)位置是合格的。

  然而，在鍛造過(guò)程中，由于各種原因，金屬的流速不能與設(shè)計(jì)者的意愿完全一致。如果模腔狹窄深，底部圓弧小，過(guò)渡不順暢，容易造成金屬流速慢，導(dǎo)致鍛件不飽滿或勉強(qiáng)飽滿。還有電阻槽位置、尺寸、橋梁寬度和間隙設(shè)計(jì)不當(dāng)，容易導(dǎo)致金屬流動(dòng)過(guò)快。這些都是設(shè)計(jì)缺陷。為了達(dá)到預(yù)期的目的，設(shè)計(jì)師應(yīng)在實(shí)踐中反復(fù)跟蹤和討論，并根據(jù)實(shí)際鍛造情況逐步修改模具。但是，我們應(yīng)該遵循模具設(shè)計(jì)的原則，即模具腔的形狀不一定與工作完全相關(guān)“反”形狀完全一致，可以改變金屬的流速和流向。

  影響連桿設(shè)計(jì)

  連桿機(jī)加工完成后，應(yīng)根據(jù)實(shí)際重量進(jìn)行分組(部分連桿孔徑也應(yīng)分組)。每組重量差中規(guī)定的克數(shù)應(yīng)分為規(guī)定的組數(shù)。但事實(shí)上，鍛件的重量控制范圍往往達(dá)不到加工后給定的重量范圍。如果達(dá)到此范圍，則加工后將超過(guò)給定的組數(shù)，這將增加鍛造成本。主要原因是連桿圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的外形尺寸與重量不匹配。

  由于大多數(shù)連桿圖紙不是由制造商設(shè)計(jì)的，這些圖紙確實(shí)有上(下)公差的輪廓非加工表面的輪廓尺寸，加工后的連桿成品重量已分布在分組表的中、下(上)限。當(dāng)尺寸和重量參數(shù)不允許修改時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致鍛造重量范圍縮小等問(wèn)題。在這種情況下，它們的尺寸和下限只能在非加工表面自由公差要求的部分進(jìn)行微調(diào)，以便重量范圍盡可能傾向于總成范圍。但終，它無(wú)法達(dá)到加工后的組數(shù)范圍。好的方法是改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)，使其符合客觀事實(shí)。