高速柴油机连杆的材料与热加工工艺

1 前言柴油机连杆是柴油机主要运动件,承受复杂的拉压交变载荷,如果材料与热加工工艺过程失控,给连杆留下内在缺陷、在柴油机运转过程中,极易造成连杆断裂失效,不仅使整机毁坏,且易危及人身安全。因此,对材质与热加工工艺控制有很高要求。材料的缺陷,如缩孔残余、过烧、锻裂,成分偏析、夹杂     

发动机连杆用材料与工艺的发展趋势

简述发动机连杆的材料与加工技术。连杆的材料从优质中碳合金结构钢向中、高碳非调质结构钢发展,相应的连杆热处理技术有调质、锻造余热淬火和锻后控制冷却,连杆大头孔剖分技术由切割发展至涨断裂解技术。     

连杆裂解起裂及三维裂纹扩展分析北大核心CSCD

分析了连杆裂解加工力学原理及切口根部与裂纹尖端应力场,确定了断裂准则并对连杆裂解加工过程进行数值仿真,通过结构中单元失效模拟裂纹的产生与扩展,进而分析裂解槽根部节点应力应变状态、连杆起裂及裂纹扩展情况、连杆大头端和断裂面的塑性变形分布。结果表明:连杆在局部小塑性变形状态下断裂剖分,塑性应变集中分布在裂解槽根部及附近,最大值约为0.035;初始裂纹发生于连杆厚度中面裂解槽根部近表层处,起裂后裂纹平均扩展速度约为19.6m/s,主裂纹扩展遇螺栓孔一分为二,绕过螺栓孔后裂纹扩展速度降低;裂纹在连杆大头端外缘汇合,并易在此处形成挤压,发生爆口及台阶等缺陷,可通过改变连杆大头外缘轮廓形状减少或避免爆口及台阶等缺陷的产生。     

连杆准静态裂解数值模拟关键技术与启裂分析

对连杆准静态裂解进行了数值模拟分析,对裂纹区网格划分、接触与约束处理、无应力投影功能与自适应加载步长等关键技术进行了探讨;运用临界J积分和最大主应力准则作为连杆启裂的判据,分析了启裂时连杆应力场、塑性场及位移场,给出启裂点的分布状况.数值分析表明:连杆裂解的塑性区只存在于裂纹区裂尖附近,启裂点不唯一且沿连杆厚度方向散布在裂尖,但启裂率先发生在中部裂纹区的最大主应力峰值域,并向上下表面和外轮廓扩展.启裂点散布以及裂纹扩展路径不同极易造成裂纹交汇异常,并导致裂解过程中的爆口、断裂面台阶等裂解缺陷.     

中频感应加热在锻造上的应用

本文介绍曲轴连杆厂采用中频感应加热炉对锻件进行锻前加热,有诸多的优点:如效率高,生产准备时间缩短,工作环境得到改善,锻件的表面和内在的质量提高了,节能显著等。建议在供电条件允许的情况下,锻造加热应优先考虑中频感应加热。     

摩托车发动机连杆的锻造工艺设计

本文通过对摩托车发动机连杆的锻造工艺特点、连杆常用材料及其可锻性的分析,给出了确定分模面、锻件公差、加工余量、模锻钭度和圆角尺寸的基本原则和方法,介绍了连杆锻造的典型工艺流程及注意事项。     

气门锻坯盘部端面“环形圈”缺陷理论分析

一、引 言 产品质量很大程度上取决于锻坯质量,提高锻坯质量对于提高产品质量至关重要。 本厂的气门锻坯质量长期不够稳定,除了一些其它类型的缺陷以外,其中盘部端面上产生“环形圈”（实际是环形折叠纹）是一种常见缺陷。由于“环形圈”是以折叠的外形出现,其深度常常不易判断和检测。要想了解缺陷的深度,必须通过破坏性纵向剖切后观察。“环形圈”深度若超过机加工尺寸余量（本厂气门端面机加工余量一般定在1～1.5mm）,机加工后的成品就会因不符合图纸要求而报废,即造成原材料、工时等方面的浪费。 为了避免或减少上述浪费,对气门锻坯“环形圈”缺陷产生的原因、过程等进行理论分析,从而达到锻坯质量的早期判定,甚至彻底避免该缺陷的产生,无疑是具有一定意义和价值的。 本文试图从气门锻坯的电镦加热,锻造成形中与质量有关的一系列因素的影响入手,通过对锻坯的整个变形形式、过程及其应力状态进行理论分析,判明“环形圈”产生的原因和过程,以便找出预防该缺陷的途径。     

挤压铸造活塞的研究

一、铸造和锻造活塞的选择 铸造和锻造活塞从制造成本来看,铸造活塞是明显的便宜。在不用锻造活塞就不能满足特性要求时,不惜工本而选择锻造活塞的情况也是有的。 从材质比较看出,锻造材料,有助于增强韧性和热处理效果等,此外,还有助于提高其它性能的重要作用。对于铸造活塞,尽管使用现代化的制造技术,但要做到完全没有铸造陷缺是困难的,它的无损检查方法也很困难,而对于锻造活塞,锻件形状一般比较简单,锻造条件的控制就容易,无损检查也容易,就是发现了缺陷也能把它排除了再供锻造,制造成本虽然提高了,但材料的性能却也得以提高。 因为锻件大约在200℃ 以下时,锻造的强度是比较高的,图1表示了铸、锻材料的高温弯曲疲劳强度,超过350℃     

12V190大功率柴油机模锻连杆断裂失效分析

本文通过对190柴油机模锻连杆上的裂纹检验分析,找到了造成该批连杆开裂的主要原因,是由于原材料中存在严重的成分偏析所致。同时指出了连杆在锻造和热处理过程中存在问题。通过这一失效事件,我们也指出了这种原材料缺陷目前在我国国家标准GB3077《合金钢结构钢》中还没有做出限制规定。希望有关单位,今后在制定原材料验收标准及生产操作时应引起重视。     

摩托车发动机连杆的锻造工艺设计

本文通过地摩托车发动机连杆的锻造工艺特点，连杆常用材料及其可锻性的分析，给出了确定全面模同，锻件公差，加工余量，模锻斜度和圆角尺寸的基本原则和方法，介绍了连杆锻造的典型工艺流程及注意事项。     

12V190大功率柴油机模锻连杆断裂失效分析

本文通过对190柴油机模锻连杆上的裂纹检验分析，找到了造成该批连杆开裂的主要原因，是由于原材料中存在严重的成分偏析所致。同时指出了连杆在锻造和热处理过程中存在问题。通过这一失效事件，我们也指出了这种原材料缺陷目前在我国国家标准GB3077《合金钢结构钢》中还没有做出限制规定。希望有关单位，今后在制定原材料验收标准及生产操作时应引起重视。     

高强度粉末锻造连杆的研究

粉末锻造连杆由于具有重量轻、加工量少、强度高、质量一致性好的特点,在全球范围内已被广泛应用于现代高性能汽油机和柴油机.针对内燃机性能不断强化的需求,Metaldyne公司开发了一系列新的粉末配方,详细阐述粉末配方对材料机械强度以及对成型连杆强度的影响.与传统的锻造连杆的强度与失效模态进行了全面的比较,研究结果表明新粉末配方具有更优的机械强度特性、更高的连杆强度及更优的连杆成型质量一致性.     

结构不对称对斜切口连杆裂解影响分析

分析了斜切口连杆结构不对称对裂解加工中两侧裂解槽起裂时序及裂解质量的影响.建立了斜切口裂解连杆有限元模型,以试验确定的斜切口连杆材料断裂韧性参数为起裂判据,变化斜切口裂解连杆有限元模型的两侧裂解槽深差,进行了斜切口连杆裂解起裂准静态有限元分析.模拟结果表明,通过优化斜切口连杆两侧裂解槽深度参数可以减小由于结构不对称引起的斜切口连杆裂解加工中两侧裂解槽的起裂时间差.进行了不同槽深情况的斜切口连杆裂解试验研究,通过电测方法测定了试验中斜切口连杆两侧裂解起裂时间差,试验结果与数值模拟结果相比有较好的一致性.     

内燃机连杆制造最新技术与发展趋势

连杆裂解工艺是国际上90年代初发展起来的连杆加工最新技术。本文阐述了连杆裂解加工技术的技术原理、经济性、连杆材料特性、初始锻造毛坯、热处理要求、裂解加工工艺与关键核心工序及设备。探讨了在我国研究开发的重要性及应用前景。     

锻制吊攀的局部分段胎模锻造

锻制吊攀是一种较新的支吊元件，对较大规格吊攀采用局部分段胎模锻造，找到了小设备锻制形状复杂、体积较大锻件的方法。     

发动机连杆裂解加工关键技术的研究

介绍了连杆裂解加工原理与连杆裂解加工后的质量要求，在此基础上介绍了适合于裂解加工的连杆材料及各种材料的性能和应用范围；对采用不同锻造工艺参数的C70S6连杆进行了裂解加工试验，最终确定了适合于裂解加工的该种材料的连杆锻造工艺；分析了连杆断裂截面形状对裂解加工质量的影响，给出有利于裂解加工的断裂截面形状；通过大量的裂解试验与数值分析确定了初始裂纹槽3个几何参数槽深h、张角α和曲率半径r的取值范围；最后介绍了定向裂解设备及工艺参数，并提出了“背压”裂解加工方法可提高裂解加工质量，获得性态优良的断裂面。     

高低压整锻转子及其分区热处理

为适应制造更大功率单缸汽轮机的需要,国外开发了对高低压整锻转子进行分区热处理的新工 艺。介绍60t整锻转子的材料、冶炼和锻造、热处理工艺及转子的性能等.     

模锻连杆脱碳层和表面强化控制技术研究

柴油机锻造连杆表面的脱碳层深度是影响连杆疲劳性能的一个关键参数.分析了脱碳层的形成和危害,提出了有关脱碳层控制的工艺措施,以及在消除连杆杆身表面脱碳层的前提下,提高表层抗力的强化技术.     

汽轮机隔板体锻件周边裂纹的分析

五万千瓦船用汽轮机隔板是其重要零件之一,对其质量要严格要求。该零件的锻件图及有关工艺概况如图所示: 材料:(15CrMoA-Ⅳ/50-HTO33-73(钢锭) 锻件重量:210公斤工艺设备:3吨自由锻锤。始锻温度:1200℃终锻温度:900—820℃。冷却方式:空冷。工艺路线:锻造℃—调质—取样。过去曾一次锻出隔板体锻件25件。该批锻件的宏观缺陷表现为:沿φ712圆周的鼓形     

连杆厚度对裂解的影响分析

结合理论分析与数值模拟研究了连杆厚度对裂解加工的影响,给出了断裂韧性、裂纹区塑性区状态与连杆厚度的关系,并讨论了连杆厚径比对裂解的影响.结果表明:在启裂工步,随连杆厚度的增加,裂纹区的Von Mises应力由狭长的、多个分散集中状态逐渐过渡到趋向中面唯一分布的集中状态,裂尖附近的最大主应力均值逐渐增加,分析了连杆厚度及厚径比与裂解力的关系,得出某规格连杆的厚径比D/R最佳设计范围为3.312～3.438.