[发明专利]一种摩托车发动机连杆及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明属于发动机领域，尤其是涉及一种摩托车发动连杆及其制造工艺。

背景技术

连杆是摩托车发动机上的重要部件，其功用是将作用于活塞上的力传递给曲轴，使活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。目前国内摩托车发动机的连杆为满足性能要求，同时保证具有足够的强度和刚度，对杆身部位做得较厚，虽然断面采用了“工”字形结构，最薄处也有4毫米以上，这样连杆整体的质量较大，在高速的往复性运动时，由于加速度十分巨大，特别是在上止点和下止点时的加速度最大，加速度产生了巨大的惯性力，作用于连杆上产生很大的拉压应力，这样不仅影响连杆的使用寿命，也影响活塞和气缸体的使用寿命。导致发动机转速、功率不能得到进一步提高，并且发动机震动也较大。如果单纯减小连杆的厚度，减轻质量，则连杆的强度和刚度得不到保证，因为发动机连杆在使用时由于受到剧烈磨擦，导致局部区域应力集中及温度过高；如果连杆杆身较薄，受应力及温度的影响，在拉应力最大的层面上容易产生裂纹，并加速裂纹的形成和扩展，降低了连杆的疲劳强度，最终导致发动机连杆疲劳断裂。故而如何做到既减轻连杆的质量，又保证具有足够的强度和刚度，此前一直未得到技术上的突破。

目前国内摩托车发动机的连杆为满足性能要求，主要采用整体渗碳淬火，渗碳层深度0.62～1.2mm，然后再对杆身及大头部位进行中频或者高频正火，连杆大头工作表面硬度为58 HRC～64 HRC，大头心部硬度HRC30～45,正火区表面硬度为30HRC～45HRC。而发动机连杆在使用时由于受到剧烈磨擦，会导致局部区域应力集中及温度过高。在400℃以上高温时，连杆表面易出现蓝灰色的氧化膜，这是黑色氧化铁(Fe3O4)及红色氧化铁(Fe2O3)的混合体，这种表面氧化会增加裂纹产生的机会，同时高温提高了蠕变损伤的可能性。因此，如果渗碳工艺不当，碳浓度过高，容易在工件尖角处形成较粗大的块状碳化物，破坏了基体组织的连续性。由于块状碳化物的存在，在拉应力最大的层面上容易产生裂纹，并加速裂纹的形成和扩展，降低了连杆的疲劳强度，最终导致发动机连杆疲劳断裂。选择合适的渗碳淬火参数以及防止连杆表面氧化此前也一直未得到技术上的突破。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结既减轻连杆的质量，又保证具有足够的强度和刚度的摩托车发动连杆及其制造工艺。

本发明的技术方案如下：一种摩托车发动机连杆，具有杆身，在该杆身两端分别设置有大头和小头，在所述大头上设有曲柄销安装孔，在所述小头上设有活塞销安装孔，其要点是：在所述杆身、大头和小头表面均镀有铜层，该铜层的厚度L为0.05mm～0.09mm。采用以上结构，通过镀铜处理，在所述大头和小头表面增加铜层，能够延缓了连杆表面氧化的进程，降低了裂纹产生的机会；同时，由于铜极佳的热传导性能，可以避免高温区域的过度集中。

在所述杆身上下两表面沿长度方向均开有凹槽，该杆身横截面呈“工”字形结构，所述杆身上下两表面的两个所述凹槽槽底之间的厚度为2.5mm。采用以上结构，改变了发动机连杆杆身的厚度，由原来的4毫米以上改为2.5毫米，减轻了连杆整体的质量，由185g减少至155g，从而减小了往复运动的惯性阻力。

一种摩托车发动机连杆的制造工艺，其特征在于包括如下步骤：1）下料，选用材质为20CrMo的低碳合金钢，然后按照毛坯尺寸进行下料；2）锻压制坯；3）正火处理；4）抛丸处理；5）渗碳淬火处理，对所述大头和小头进行渗碳淬火处理，将发动机连杆的大头和小头分别放置在具有活性渗碳介质的高频加热炉中，在930±15℃的温度中保温180分钟，然后冷却至室温，该渗碳淬火处理要求所述大头和小头的渗透层深度为0.5mm～1.2mm，硬度为58HRC～64HRC；6）镀铜处理，对所述杆身、大头和小头进行镀铜处理，镀铜层厚为0.05mm～0.09mm；7）机加工，在所述大头和小头上分别加工曲柄销安装孔和活塞销安装孔。

以上与现有单纯的整体渗碳淬火技术相比，通过增加镀铜处理，延缓了连杆表面氧化的进程，降低了裂纹产生的机会。同时由于铜极佳的热传导性能，可以避免高温区域的过度集中。镀铜处理在保证连杆硬度的同时还增加连杆表面的韧度。镀铜处理可确保连杆在高负荷运转下的承受能力，提高连杆性能的稳定性，将使用寿命提高一倍。

有益效果：本发明通过增加镀铜处理，延缓了连杆表面氧化的进程，降低了裂纹产生的机会，提高了本发明的使用寿命，；具有易于实现、成本低、寿命长、质量轻等特点。

附图说明

图1是本发明的结构意图；