[发明专利]一种发动机非调质连杆用钢的轧制方法和锻件的制造方法

说明书

本发明公开了一种发动机非调质连杆用钢的轧制方法和锻件的制造方法。连铸坯通过二火成材，其中一火采用高温扩散加热工艺，控制总加热时间240～360min，其中高温段加热时间不少于100min的加热方式来对材料中的偏析元素进行充分扩散，第二火轧制时采用控轧控冷工艺，其锻件的制法包括下料、感应加热、和控制冷却，感应加热温度为1200～1230℃，控制风冷线上冷却速度3～4.5℃/S，控制锻造毛坯下风冷线温度580～620℃等条件的限定有效细化了连杆的晶粒度，提高了材料的强度、韧性和塑性，防止了异常组织产生，并防止表面划伤等缺陷产生，降低铁素体比例，获得了良好的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及发动机非调质连杆生产技术领域，尤其涉及一种发动机非调质连杆及用钢的制造方法和其锻件的制造方法。具体的说是一种发动机非调质连杆用钢的控轧控冷工艺及其锻件的控制加热、控制冷却工艺。

背景技术

发动机是汽车的一个最重要部件，而连杆又是发动机内部的一个关键零件，是发动机用来传递动力的关键组件之一，它的工作环境不仅承受着高温、高压，还一直承受着燃料燃烧产生的气体施加在连杆上的交变载荷，同时燃料燃烧产生冲击力通过活塞传递给连杆，连杆把活塞的直线往复运动转化为曲轴的旋转运动，通过曲轴向外输出功率。由连杆的工作过程可以看到，连杆受力极为复杂，不仅要承受拉力、压力、摩擦力以及惯性力等，还要承担振动、弯矩和扭矩等交变载荷。

传统的发动机连杆使用40Cr、42CrMo等合金结构钢，需要经过热处理并采用切断技术，不仅加工工艺复杂，尺寸精度差，而且热处理能耗高，环境污染严重，为了降低能耗，保护环境，提高生产效率，从而降低生产成本，提高企业经济效益，非调质连杆得到了广泛运用，与调质钢材料相比，非调质连杆减少了调质热处理工艺过程，同时采用胀断技术代替了切断技术，装配精度更高，发动机性能更稳定，最先发展的非调质钢为C70S6等高碳钢，但是随着汽车轻量化及发动机使用寿命的要求不断提高，近年来36MnVS4、46MnVS6等更高强度等级的非调质胀断连杆用钢得到了快速发展。

46MnVS6虽然综合性能优于C70S6高碳非调质钢，但是其易偏析元素多(如C、P、S、Mn等)，在随后的轧制与锻造过程易出现组织不均的质量问题，最终影响连杆的胀断性能，因此制造难度更大，随着深入研究，46MnVS6轧制工艺生产的超声探伤合格率、低倍组织难以进一步改善，所以如何改善上述性能的同时还需保证连杆坯组织均匀，表面脱碳及表面缺陷也能得到了有效控制的综合性能，这也成为行业的一大难点，此外，目前生产46MnVS6组织中的铁素体目前较好的情况下也仅能达到10-15％，难以进一步降低，如何得到一种46MnVS6生产工艺，不仅能解决上述问题，还能将铁素体比例控制在很低比例下，这是本申请所要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够使非调质胀断连杆用钢46MnVS6组织均匀的高温扩散二火成材工艺、晶粒细化的控轧控冷工艺，同时提供了一种其锻件连杆毛坯的锻造加热及冷却的工艺，最终得到的连杆毛坯其组织均匀，且无异常组织出现，表面脱碳及表面缺陷得到了有效控制、连杆的最终使用性能：胀断性能与疲劳寿命得到大幅度提高。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种发动机非调质连杆用钢的轧制工艺，其特征在于该工艺包括加热炉加热、开坯轧制、中间坯精整、中间坯加热、二火轧制、冷却、无损探伤，轧制步骤如下：

(1)加热炉加热：采用280*320断面连铸坯，最终轧制圆钢尺寸为Φ35～42mm，从而控制轧制压缩比≥70；