[发明专利]一种高韧性船用柴油机活塞杆的锻造方法

说明书

本发明涉及一种高韧性船用柴油机活塞杆的锻造方法，包括以下锻造步骤：取钢锭锻造得到外壁上带有凸起的内预制件；将钢粉包裹于纤维体外部并与纤维体融合于一体，得到混合纤维丝；将内预制件在强磁场环境中磁化，并将混合纤维丝撒落在该磁化内预制件上，混合纤维丝垂直吸附在磁化内预制件表面；取钢锭于锻造炉内加热，将表面吸附有混合纤维丝的磁化内预制件放入锻造模具内，注入融化后的钢锭熔体，经调质得到活塞杆。本发明通过加工带有凸起的内预制件，将内预制件磁化，用于将被钢料包裹的纤维体垂直排布于内预制件表面，再将其置于熔融的钢锭中与钢锭一同锻造，能够使纤维体于活塞杆中呈垂直发散状分布，大大增加了活塞杆的强度和韧性。

技术领域

本发明属于柴油机活塞杆制造技术领域，具体涉及一种高韧性船用柴油机活塞杆的锻造方法。

背景技术

船用柴油机具有功率范围大、热效率高、经济性能好、起动容易、使用和维修方便等优点。而柴油机中的活塞杆是其主要的组成部件。现今市场上的船用柴油机活塞杆大多是由钢锭锻造而成的，生产出来的活塞杆往往存在两端韧性差的问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高韧性船用柴油机活塞杆的锻造方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种高韧性船用柴油机活塞杆的锻造方法，包括以下锻造步骤：

S1、取钢锭于锻造模具内锻造成型，冷却后得到外壁上带有凸起的内预制件；

S2、取钢锭研磨成钢粉，将钢粉包裹于纤维体外部并通过加热使得钢粉融化并与纤维体融合于一体，冷却后得到混合纤维丝；

S3、将步骤S1中制得的带有凸起的内预制件在强磁场环境中磁化，得到磁化内预制件；

S4、将步骤S2中制得的混合纤维丝撒落在步骤S3中制得的磁化内预制件上，混合纤维丝垂直吸附在磁化内预制件表面；

S5、取钢锭于锻造炉内加热，将步骤S4中制得的表面吸附有混合纤维丝的磁化内预制件放入锻造模具内，注入融化后的钢锭熔体，经调质得到活塞杆。

作为本发明的进一步优化方案，步骤S1、S2以及S5中采用的钢锭材料相同。

作为本发明的进一步优化方案，步骤S1、S2以及S5中的钢锭/钢粉加热步骤为：在3小时内升温至600-700℃，保温3-4小时，继续在8小时内升温至1200-1250℃，保温7-8小时，整个加热过程能够避免钢锭在升温过程中造成内外温差过大而导致开裂，减少内应力。

作为本发明的进一步优化方案，步骤S1中制备的内预制件为一组，一组数量至少为一个，内预制件与活塞杆形状相同，尺寸小于活塞杆。

作为本发明的进一步优化方案，步骤S1中制备的内预制件为两组且分布于活塞杆两端内部，每组内预制件数量至少为一个，两组内预制件分别与活塞杆两端部形状相同，尺寸小于活塞杆。

作为本发明的进一步优化方案，步骤S2中所述的纤维体采用碳纤维、Kevlar纤维、陶瓷纤维中的一种或多种。

作为本发明的进一步优化方案，步骤S5中注入融化后的钢锭熔体后进行调质：将锻造模具内的锻件以180-200℃/h的加热速度加热至760-800℃，保温5-6h后放入淬火液中冷却，接着以180-200℃/h的加热速度加热至560-600℃，保温12-14h后，空冷至室温，通过淬火后回火的调质处理，能够增加活塞杆韧性，也使得内预制件与后注入的钢锭完全结合，熔融为一体，避免影响强度等。

本发明的有益效果在于：

1)本发明通过加工带有凸起的内预制件，将内预制件磁化，用于将被钢料包裹的纤维体垂直排布于内预制件表面，再将其置于熔融的钢锭中与钢锭一同锻造，能够使纤维体于活塞杆中呈垂直交错分布，形成网状，大大增加了活塞杆的强度和韧性。