連桿是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件之一，其故障形式為疲勞斷裂和過(guò)度變形。通常，疲勞斷裂的部分位于連桿上的三個(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，以及足夠的剛性和韌性。鍛造連桿的材料主要是非調(diào)質(zhì)鋼，對(duì)應(yīng)力非常敏感。因此，對(duì)連桿形狀和過(guò)渡圓角有嚴(yán)格的要求。在連桿鍛件的生產(chǎn)中，常見(jiàn)的問(wèn)題包括脫碳、折疊、錯(cuò)誤、邊緣拉痕、膨脹和斷渣等。本文主要通過(guò)希望闡述鍛造連桿的常見(jiàn)問(wèn)題和解決方法。

  常見(jiàn)的鍛造連桿問(wèn)題

  鍛件脫碳

  ⑴發(fā)生問(wèn)題。連桿通常要求脫碳?！?.3mm(有些產(chǎn)品需要脫碳≤0.2mm)，不允許完全脫碳。非調(diào)質(zhì)鋼連桿在生產(chǎn)過(guò)程中容易脫碳，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)脫碳層的連桿會(huì)影響其使用壽命。脫碳的主要原因是:坯料溫度過(guò)高、加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、爐內(nèi)堆積或長(zhǎng)時(shí)間保溫、多次加熱、電加熱爐快速加熱等。如圖1所示，連桿脫碳嚴(yán)重。

  ⑵解決方案。1)加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制，避免材料溫度過(guò)高、多次加熱、材料無(wú)聊等情況;2)改進(jìn)加熱爐，一方面縮短加熱時(shí)間，另一方面避免加熱中的坯料暴露在爐子連接處的空氣中;3)增加高溫棒冷卻輸送帶，避免高溫棒堆積。

  鍛件折紋

  ⑴出了問(wèn)題。大多數(shù)連桿表面都是非加工表面，表面質(zhì)量要求很高。一旦出現(xiàn)折紋，只能報(bào)廢，導(dǎo)致連桿廢品率高達(dá)7%左右，造成很大浪費(fèi)。

  ⑵解決方案。這種類(lèi)型的折疊主要是由于輥鍛模具的設(shè)計(jì)缺陷和使用維護(hù)不當(dāng)造成的，導(dǎo)致坯料的端頭或輥坯缺陷。措施:1)輥鍛模具槽尾部開(kāi)啟，便于調(diào)整輥坯長(zhǎng)度，保證輥坯長(zhǎng)度方向完全覆蓋模具槽;2)優(yōu)化輥鍛模具槽，確保輥坯料分布與鍛模槽相應(yīng)的部位對(duì)應(yīng);3)增加輥鍛夾具噴水除氧化皮過(guò)程，避免氧化皮堆積后夾傷坯料;4)制定輥鍛模具的使用、維護(hù)和更換規(guī)則，避免輥坯上的砂眼和疲勞圖案形成壓扁和排泄缺陷;5)優(yōu)化輥鍛模具

  鍛件錯(cuò)差

  ⑴出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)連桿錯(cuò)誤的要求更高，錯(cuò)誤≤0.5mm，部分連桿要求錯(cuò)誤≤0.3mm，鍛造錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品加工后出現(xiàn)壁厚過(guò)差、孔邊倒角不均、孔內(nèi)黑皮等現(xiàn)象。

  ⑵解決方案。針對(duì)連桿形狀、錯(cuò)誤類(lèi)型等問(wèn)題，采取措施:1)優(yōu)化鍛模鎖結(jié)構(gòu);2)局部鍛模補(bǔ)償設(shè)計(jì);3)改善頂出結(jié)構(gòu)。

  連桿式產(chǎn)品屬于長(zhǎng)軸類(lèi)產(chǎn)品，如果模具有足夠的空間，從兩側(cè)鎖到四角鎖，可以有效地改善鍛件扭轉(zhuǎn)錯(cuò)誤。

  小頭是楔形連桿，切邊沖孔容易變形，導(dǎo)致分模表面上下形狀不對(duì)稱(chēng)。劃線表現(xiàn)為鍛件錯(cuò)誤。通過(guò)模具對(duì)應(yīng)部位的補(bǔ)償設(shè)計(jì)，可以彌補(bǔ)切邊沖孔的變形，保證錯(cuò)誤的數(shù)量在公差范圍內(nèi)。

  由于連桿大小的頭頂不同步，變形量大小不同，肉眼可以發(fā)現(xiàn)變形量大，變形量小的只能通過(guò)錯(cuò)誤檢測(cè)表現(xiàn)出來(lái)。鍛件通過(guò)連接頭部大小和頭部皮膚的方法可以有效避免這樣的問(wèn)題。

  鍛件切邊拉痕

  ⑴出現(xiàn)問(wèn)題。連桿表面的質(zhì)量要求非常嚴(yán)格。邊緣部分的拉痕不僅影響表面質(zhì)量，還會(huì)在一些探傷時(shí)懸掛磁性。為了控制這一缺陷，生產(chǎn)過(guò)程中不得不頻繁停止設(shè)備的拆卸和修復(fù)，這不僅影響了生產(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，淺拉痕需要打磨修復(fù)，深拉痕只能報(bào)廢，導(dǎo)致連桿生產(chǎn)成本極高。

  ⑵解決方案。邊緣拉痕的產(chǎn)生主要是因?yàn)檫吘壈寄５氖褂铆h(huán)境比較特殊，邊緣容易產(chǎn)生微小的裂紋。當(dāng)裂紋中夾有氧化皮時(shí)，鍛件上會(huì)留下不同深度的劃痕。因此，將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為解決邊緣凹模邊緣裂紋的問(wèn)題。措施:1)凹模邊緣倒圓角;2)凹模邊緣表面涂層處理。

  實(shí)踐證明，刀刃經(jīng)過(guò)特殊處理后，凹模的使用壽命從平均4000件左右增加到平均15000件以上，大大提高了連桿的切邊質(zhì)量和生產(chǎn)效率，有效控制了生產(chǎn)成本。

  脹斷掉渣

  ⑴出現(xiàn)問(wèn)題。連桿膨脹斷面的金屬渣的數(shù)量、形狀、厚度和長(zhǎng)度都有相應(yīng)的技術(shù)要求。例如，連桿膨脹斷面的金屬渣應(yīng)少于3個(gè)，且為片狀，厚度不應(yīng)大于2毫米。、總長(zhǎng)度應(yīng)小于4毫米。在實(shí)際生產(chǎn)中，連桿膨脹斷渣的廢品率高達(dá)1%左右。由于發(fā)現(xiàn)膨脹斷渣的過(guò)程較晚，造成了很大的浪費(fèi)，較高的膨脹斷渣率提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

  ⑵解決方案。改造溫度控制冷卻線，設(shè)置速冷、保溫、緩冷三個(gè)區(qū)域，增加保溫時(shí)間，有效調(diào)節(jié)各區(qū)域風(fēng)量，增加攪拌風(fēng)扇，根據(jù)不同產(chǎn)品的特點(diǎn)加熱保溫。

  總結(jié)

  為解決連桿生產(chǎn)中常見(jiàn)的脫碳、折紋、錯(cuò)誤、切邊拉痕、膨脹斷渣等問(wèn)題，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

  ⑴脫碳解決方案:避免材料溫度過(guò)高，避免多次加熱，避免無(wú)聊材料，改進(jìn)加熱爐，避免快速加熱，增加冷卻輸送帶，避免高溫棒料的堆積。

  ⑵連桿折紋解決方案:一方面要保證輥坯的長(zhǎng)度、寬度、形狀與鍛模槽相匹配，另一方面要保持坯料表面光滑，過(guò)渡部位光滑。

  ⑶連桿錯(cuò)誤要注意真假錯(cuò)誤的區(qū)別，即錯(cuò)誤是鍛造錯(cuò)誤引起的還是鍛造局部變形引起的，前者更容易解決，后者需要從鍛造成型、切邊、沖孔、校正的各個(gè)過(guò)程中逐一找出變形過(guò)程，然后采取相應(yīng)的措施。

  ⑷切邊拉痕的解決方法：切邊凹模刃口由直角改為小圓角，凹模進(jìn)行涂層處理(推 薦凹模分塊，降低模具成本)。

  ⑸膨脹式破渣解決方案：連桿式溫度控制冷卻線設(shè)置速冷、保溫、緩冷三個(gè)區(qū)域，增加保溫時(shí)間。