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连杆的材料与工艺要求讲解
来源:www.cqlcgs.com 发布时间:2021年05月28日
  1.连杆材料

  为了保证连杆在结构较轻的情况下有足够的刚度和强度,一般选用含碳量高的优质中碳结构钢,如40 #钢或45 #钢模锻。中碳合金结构钢,如40Cr、40CrMo、35CrMo等。都用于高速强化发动机。合金钢具有较高的综合力学性能,但当存在产生应力集中的因素时,其抗疲劳性能急剧下降,甚至低至碳钢。因此,必须更加重视合金钢连杆的形状设计、过渡光洁度和毛坯表面质量,以充分发挥优质材料的潜力。硼钢材料,如40MnB、40mvb等。作为大批量生产的高负荷连杆材料,表现出良好的使用性能。近年来,连杆由中碳微合金化非调质钢制成,在欧美和日本得到广泛应用。大批量生产的汽车和轻型车辆上的发动机连杆是由高碳钢制成的。例如,一汽捷达发动机的连杆由含硫量为0.08%的70 #高碳钢制成。一汽ca 488连杆采用40Mn2S材料,化学成分(%)为:C 0.37~0.45,Mn 1.35~1.65,P0.04,s 0.08 ~ 0.13,调质处理后硬度为HB229~269。

  稀土镁球墨铸铁和韧性珠光体可锻铸铁也适用于制造连杆,但铸造连杆的硬度应在HB 210-250之间,弯曲疲劳强度应在300-350N/m2之间。目前连杆铸造采用高强度钛合金,重量轻,对应力集中不敏感。为了提高连杆的尺寸精度,降低加工能力,降低成本,在小载荷汽车发动机上采用粉末冶金锻造连杆。

  当连杆小头采用全浮动活塞销结构时,连杆小头的内孔应压入衬套。衬套材料由锡青铜制成。强度高、耐磨性好的铅青铜通常用于强化发动机。近年来,通过冲压铸造的冷轧青铜带被用作由双金属带轧制的薄壁衬套,所述双金属带例如钢背青铜复合带、钢背铅合金和钢背铜铅合金,例如东风集团公司的EQ6100和一汽的CA6110。为了节约有色金属,铁基或铜基粉末冶金衬套被广泛使用。它们具有海绵状的多孔结构,润滑油存在于孔隙中。使用时,可生产油-石墨胶体润滑剂,具有优异的耐磨性和耐磨性,原料廉价,工艺简化,成本低。但是粉末冶金的抗碎强度不好,只能压入小余量的小头孔,所以适用于中小载荷的高速发动机,如天津夏利发动机。

  2.连杆的技术要求

  连杆纵截面的宏观金相组织要求金属纤维的方向应与连杆的形状一致,纤维不应扭曲或中断。钢锻造的连杆在加工前应进行调质处理(淬火后高温回火),以获得较高的综合力学性能,既强又韧。为了提高连杆的疲劳强度,未经加工的表面应进行喷丸处理。连杆还必须经过磁性探伤,以确保可靠运行。

  目前连杆辊锻工艺已被广泛应用,尤其是作为连杆毛坯的初锻。辊锻连杆不仅不需要大型锻造设备,而且改善了操作人员的工作条件。

  目前发动机连杆有很多是整体锻造后在大端分型面断裂的。简化了加工工艺,提高了连接质量。