連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零件之一，其失效形式是疲勞斷裂和過(guò)量變形，通常疲勞斷裂的部位是在連桿上的三個(gè)高應(yīng)力區(qū)域。連桿的工作條件要求連桿具有較高的強(qiáng)度和抗疲勞性能，又要求具有足夠的剛性和韌性。鍛造連桿的材料主要是非調(diào)質(zhì)鋼，對(duì)應(yīng)力集中很敏感，因此，在連桿外形、過(guò)渡圓角等方面要求嚴(yán)格。連桿鍛件生產(chǎn)中，常見(jiàn)的問(wèn)題有脫碳、折紋、錯(cuò)差、切邊拉痕、脹斷掉渣等。本文主要針對(duì)鍛造連桿的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法進(jìn)行闡述，希望對(duì)大家有借鑒作用。

鍛造連桿常見(jiàn)問(wèn)題

鍛件脫碳

(1)出現(xiàn)問(wèn)題。連桿一般要求脫碳0.3mm(部分產(chǎn)品要求脫碳0.2mm)，不允許全部脫碳。非調(diào)質(zhì)鋼連桿在生產(chǎn)過(guò)程中，容易發(fā)生脫碳，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)脫碳層的連桿使用壽命會(huì)受到影響。脫碳的主要原因是：鋼坯溫度過(guò)高，加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在高溫料箱內(nèi)堆積或在爐內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間保溫，反復(fù)加熱，電熱爐升溫過(guò)快。連桿脫碳嚴(yán)重如圖如圖1所示。

解決方案。1)加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制，避免物料溫度過(guò)高、反復(fù)加熱、物料過(guò)緊等。2)改進(jìn)加熱爐，一方面縮短加熱時(shí)間，另一方面避免被加熱的坯料在爐的結(jié)合部暴露在空氣中，如如圖2(a)所示;3)增加高溫棒冷卻輸送帶，避免高溫棒堆積，如圖如圖3。如圖4號(hào)顯示了脫碳效果的改善。

鍛造折痕

(1)出現(xiàn)問(wèn)題。連桿表面大多是非機(jī)加工的，表面質(zhì)量要求很高。一旦出現(xiàn)折痕，只能報(bào)廢，導(dǎo)致連桿廢品率高達(dá)7%，造成極大浪費(fèi)。實(shí)際的折痕顯示在如圖5。

解決方案。這種折痕主要是由于輥鍛模具設(shè)計(jì)缺陷和使用維護(hù)不當(dāng)造成的，導(dǎo)致坯料或輥坯端部出現(xiàn)缺陷。措施：1)輥鍛模的模槽尾部敞開(kāi)，便于調(diào)整輥坯長(zhǎng)度，保證輥坯長(zhǎng)度方向完全覆蓋模槽，如圖如圖6;2)優(yōu)化輥鍛模的模槽，保證輥坯的分布與鍛模槽的對(duì)應(yīng)位置相對(duì)應(yīng)，如圖如圖7;3)在輥鍛機(jī)的夾具上噴水，增加去除氧化皮的過(guò)程，避免氧化皮堆積后夾住坯料，如圖如圖8;4)制定輥鍛模具的使用、維護(hù)和更換規(guī)則，避免因模具上的砂眼和疲勞線造成的輥坯缺陷;5)優(yōu)化連桿輥坯的展平厚度，使輥坯的缺陷排出到飛邊，避免從動(dòng)鍛件形成折痕。

鍛造誤差

(1)出現(xiàn)問(wèn)題。連桿錯(cuò)位要求較高，錯(cuò)位0.5 mm，部分連桿錯(cuò)位要求 0.3mm，鍛件錯(cuò)位會(huì)導(dǎo)致壁厚超差、孔邊倒角不均勻、孔內(nèi)黑皮等現(xiàn)象。產(chǎn)品的錯(cuò)位如如圖9所示。

解決方案。針對(duì)連桿形狀和誤差類型問(wèn)題，采取的措施有：1)優(yōu)化鍛模鎖緊結(jié)構(gòu);2)鍛模局部補(bǔ)償設(shè)計(jì)等。3)改進(jìn)彈射結(jié)構(gòu)。

鍛件的切邊和拉拔標(biāo)記

(1)出現(xiàn)問(wèn)題。連桿表面質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，修邊部位的拉痕不僅影響表面質(zhì)量，探傷時(shí)還會(huì)掛磁。為了控制這一缺陷，在生產(chǎn)過(guò)程中不得不經(jīng)常停機(jī)拆裝切邊模和打磨修理凹模刃口，這不僅影響生產(chǎn)效率，而且降低了模具的使用壽命。對(duì)于已經(jīng)生產(chǎn)的鍛件，淺的拉痕需要打磨修補(bǔ)，而深的拉痕只能報(bào)廢，導(dǎo)致連桿生產(chǎn)成本極高。修剪和繪圖標(biāo)記如如圖13所示。

解決方案。出現(xiàn)切邊拉痕的主要原因是切邊模的刃口容易產(chǎn)生微小裂紋，當(dāng)裂紋被氧化皮夾住時(shí)，鍛件上會(huì)留下不同深度的劃痕，所以改變問(wèn)題解決切邊凹模刃口措施：1)凹模刃口圓，如圖如圖14;2)凹模刃口表面涂層處理，見(jiàn)如圖15。

實(shí)踐證明，經(jīng)過(guò)特殊的刃口處理后，模具的使用壽命從平均4000件左右提高到平均15000件以上

解決方案。對(duì)溫控冷卻線進(jìn)行改造，設(shè)置快冷、保溫、慢冷三個(gè)區(qū)域，增加保溫時(shí)間。每個(gè)區(qū)域的風(fēng)量可以有效調(diào)節(jié)，并增加攪拌風(fēng)機(jī)，還可以根據(jù)不同產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行加熱保溫。連桿溫控冷卻管路如如圖17所示。

摘要

為了解決連桿生產(chǎn)中常見(jiàn)的脫碳、起皺、錯(cuò)位、切邊和拉痕、膨脹夾渣等問(wèn)題，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

脫碳解決方案：避免物料溫度過(guò)高，多次加熱，悶料，改進(jìn)加熱爐防止溫度急劇上升，增加冷卻輸送帶，避免拋出的高溫棒堆積。

連桿折痕解決方案：一方面保證輥坯的長(zhǎng)度、寬度、形狀與鍛模凹槽相匹配;另一方面，保持毛坯表面平整，過(guò)渡部分光滑。

連桿錯(cuò)位要注意真假錯(cuò)位的區(qū)別，即錯(cuò)位是由鍛模錯(cuò)位還是鍛件局部變形引起的，前者較好解決，后者需要從鍛造成形、切邊、沖孔、校正等環(huán)節(jié)逐一找出變形過(guò)程，然后采取相應(yīng)措施。

切邊畫(huà)線解決方案：切邊凹模刃口由直角變?yōu)樾A角，并對(duì)模具進(jìn)行鍍膜(建議將模具分塊，以降低模具成本)。

膨脹掉渣解決方案：連桿溫控冷卻線設(shè)置快冷、保溫、慢冷三區(qū)，增加保溫時(shí)間。