一種雙金屬?gòu)?fù)合裂解連桿的熔模鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)零部件制造領(lǐng)域，具體涉及一種雙金屬?gòu)?fù)合裂解連桿的熔模鑄造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]連桿裂解加工技術(shù)已逐漸成為生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的主流技術(shù)。該技術(shù)首先根據(jù)材料具有的斷裂特征，在連桿毛坯的大頭孔兩側(cè)加工出裂解槽，并且形成初始的斷裂源，隨后施加裂解載荷而使得裂痕沿預(yù)設(shè)的裂解槽定向進(jìn)行擴(kuò)展，最終達(dá)到脆性斷裂。然后利用獲得相互嚙合的犬牙交錯(cuò)的裂解面實(shí)現(xiàn)兩者的精確合裝。
[0003]由于裂解連桿的材料性能要求非常嚴(yán)格，一方面要保證零件的強(qiáng)韌綜合性能，另一方面要限制連桿的韌性指標(biāo)，斷口需具有斷裂特性，斷裂面嚙合緊湊且無(wú)明顯塑性變形。上述要求局限了裂解技術(shù)的應(yīng)用與推廣，中碳鋼，普通鋁合金、鈦合金等材料均不適用于裂解連桿的制造。裂解過(guò)程中，常常出現(xiàn)裂不開、單邊撕裂、大頭孔塑性變形、裂紋偏移、裂紋分叉等問(wèn)題，這些將影響連桿的后續(xù)裝配甚至于使連桿直接報(bào)廢。
[0004]曹正發(fā)表的“粉末燒結(jié)鍛造發(fā)動(dòng)機(jī)連桿”提出一種將粉坯制成連桿形狀，然后再進(jìn)行精鍛從而生產(chǎn)出發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的方法。用此方法制造連桿與鍛鋼相比能夠降低生產(chǎn)成本。但存在如下缺點(diǎn):1)需要預(yù)先在金屬粉末中添加可彌散強(qiáng)化基體的合金元素，來(lái)保證強(qiáng)韌性和淬透性，還必須采取一定措施防止粉坯加熱時(shí)的氧化問(wèn)題，制造過(guò)程繁瑣；2)金屬粉末的類別較少，并且質(zhì)量不穩(wěn)定；3)燒結(jié)爐中的保護(hù)氣體還需要通過(guò)研究來(lái)改進(jìn)。
[0005]專利201210111190.5提出先在連桿型腔大頭部放置可以抽出的隔離板，先在連桿體與連桿蓋上澆鑄連桿主體用材，隔離板抽離后，向形成的空腔澆注裂解材料，冷卻后進(jìn)行連桿裂解。這種制造連桿的方法存在缺點(diǎn):隔離板拔出時(shí)易帶出金屬液體，甚至?xí)r間沒(méi)控制好會(huì)使凝固的部分粘在隔離板上出現(xiàn)拔不出，或者拔出時(shí)兩端液體已經(jīng)凝固等現(xiàn)象，且由于有澆注間隔，控制不好時(shí)鑄件的熱量會(huì)散失，氣體和雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入，從而使鑄件產(chǎn)生縮松縮孔缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種雙金屬?gòu)?fù)合裂解連桿的熔模鑄造方法，以獲得適用于中碳鋼、普通鋁合金、40Cr、鈦合金等韌性材料的雙金屬?gòu)?fù)合裂解連桿。
[0007]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0008]一種雙金屬?gòu)?fù)合裂解連桿的熔模鑄造方法，包含如下步驟:
[0009]S1:在普通連桿壓型模具連桿大頭的中心線兩端加工出兩個(gè)長(zhǎng)方體預(yù)設(shè)空腔構(gòu)成新型的連桿壓型模具，所述預(yù)設(shè)空腔與連桿大頭的厚度相同；對(duì)新型壓型模具注射蠟得到連桿蠟?zāi)＃粚蓚€(gè)所述連桿蠟?zāi)?duì)稱焊接于澆注系統(tǒng)蠟?zāi)蓚?cè)形成蠟?zāi)＝M；
[0010]S2:將步驟SI中所述蠟?zāi)＝M經(jīng)清洗、制殼、脫蠟、干燥、切割預(yù)設(shè)空腔處的殼從而得到型殼；
[0011]S3:設(shè)定中頻感應(yīng)爐溫度為1580?1620°C，將主體材料放入中頻感應(yīng)爐中熔化、除渣精煉，過(guò)程中不斷取樣并通過(guò)光譜分析儀光譜分析，直至主體材料中的各元素滿足下列要求 C:0.37 ?0.44% ；S1:0.17 ?0.37%；Mn:0.5 ?0.8% ;Cr:0.8 ?1.10%；Cu:0 ?0.03% ；Ni:0 ?0.3% ；P:0 ?0.035% ；
[0012]S4:采用線切割加工出與型殼匹配的裂解材料；將步驟S2中所述型殼放入焙燒爐中焙燒，隨后立即取出并將裂解材料插入型殼中，用耐火泥或者加固層涂料堵死型殼的兩端后在埋砂、澆鑄主體材料；澆注完成后將型殼放在沙盤上，在型殼的澆口杯上放入木肩并罩上金屬桶保溫；隨后取下金屬桶、空冷后即可得雙金屬?gòu)?fù)合裂解連桿鑄坯；
[0013]S5:使用震動(dòng)去殼機(jī)將步驟S4中所述雙金屬?gòu)?fù)合裂解連桿鑄坯外面的殼去掉，使用砂輪切割機(jī)切除澆口，經(jīng)過(guò)熱處理、拋丸整形、裂解后即可得到雙金屬?gòu)?fù)合裂解連桿成品O
[0014]進(jìn)一步的，步驟SI中所述預(yù)設(shè)空腔的長(zhǎng)度為10?40mm。
[0015]進(jìn)一步的，步驟S2中所述切割預(yù)設(shè)空腔處的殼的長(zhǎng)度為8?38mm。
[0016]進(jìn)一步的，步驟S3中所述主體材料為中低碳鋼、招合金或鈦合金中的任意一種。
[0017]進(jìn)一步的，步驟S4中所述裂解材料的上下表面呈平面狀或波浪狀，厚度為0.05?5mm ;所述裂解材料的材料為尚碳鋼，白口鑄鐵或灰鑄鐵中的任意一種。
[0018]進(jìn)一步的，步驟S4中所述焙燒的溫度為1100?1200 °C，焙燒的時(shí)間為30?50min ;所述金屬桶保溫的時(shí)間為10?30min。
[0019]本發(fā)明所述的有益效果:
[0020]本發(fā)明所述的雙金屬?gòu)?fù)合裂解連桿的熔模鑄造方法，能夠結(jié)合兩種金屬材料的優(yōu)勢(shì)，既保證了連桿主體部分性能，又滿足連桿大頭部分裂解的要求，解決了傳統(tǒng)連桿裂解過(guò)程中存在掉渣、裂不開、撕裂、變形等問(wèn)題；將裂解材料插入剛焙燒過(guò)的型殼，利用型殼的余熱預(yù)熱裂解材料，使得兩種金屬結(jié)合得更緊密；插入的裂解材料相當(dāng)于熔模鑄造中的內(nèi)冷鐵，由于是型殼焙燒后插入，故能夠避免裂解材料隨殼體在高溫中被氧化，省去了一般熔模鑄造中內(nèi)冷鐵外表面需要鍍其他金屬來(lái)防止氧化的工序；空冷方法使得鑄件緩慢冷卻，雙金屬?gòu)?fù)合效果好；熔模鑄造是精密鑄造，因而采用本發(fā)明所制成的雙金屬?gòu)?fù)合裂解連桿精度高。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明所述連桿蠟?zāi)：蜐沧⑾到y(tǒng)蠟?zāi)＝M成的蠟?zāi)＝M的立體圖。
[0022]圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0023]圖3為圖1的主視圖。
[0024]圖4為裂解材料的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5為本發(fā)明所述雙金屬?gòu)?fù)合裂解連桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0027]1-連桿蠟?zāi)＃?-澆注系統(tǒng)蠟?zāi)＃?-裂解材料，4-連桿體，5-裂解槽，6_裂解界面，7-連接螺栓，8-連桿蓋，9-裂解層。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0029]一種雙金屬?gòu)?fù)合裂解連桿的熔模鑄造方法，包含如下步驟:
[0030]S1:對(duì)普通連桿壓型模具連桿大頭的中心線兩端進(jìn)行線切割加工使得該部位形成長(zhǎng)方體預(yù)設(shè)空腔，從而構(gòu)成新型的連桿壓型模具，所述預(yù)設(shè)空腔與連桿大頭的厚度相同，預(yù)設(shè)空腔的長(zhǎng)度為10?40mm ;隨后將新型壓型模具注射蠟得到連桿蠟?zāi)?，該過(guò)程具體為:將新型壓型模具放在模頭射蠟機(jī)上，使用下壓板固定位置，調(diào)整射嘴至模具注蠟口相對(duì)位置，在新型壓型模具上噴脫模劑，噴好后使用氣槍吹去多余脫模劑，使用的蠟為HK3018模型蠟，設(shè)定冷卻缸溫度為50?60°C，蠟缸溫度為50?60°C，射蠟壓力為25?35kg/cm3，射蠟時(shí)間為24?28s，啟動(dòng)按鈕后，射嘴頂住新型壓型模具注蠟口，蠟液便射入新型壓型模具內(nèi)；取出后剪去射蠟通道，除去多余飛邊，放置于水中冷卻，即可得到連桿蠟?zāi)。
[0031]S2:取兩個(gè)步驟SI中所述連桿蠟?zāi)對(duì)稱焊接于澆注系統(tǒng)蠟?zāi)?兩側(cè)形成蠟?zāi)＝M，將所述蠟?zāi)＝M先用氣槍吹去蠟?zāi)＝M上面的灰塵，然后將蠟?zāi)＝M放入熔模清洗劑中清洗，再用清水清洗。隨后將蠟?zāi)＝M制殼，即將其緩緩浸入漿料中，取出后