一种内燃机连杆液态模锻制备工艺的制作方法

本发明属于含有抗原或抗体的医药配制品的技术领域，具体是涉及一种内燃机连杆液态模锻制备工艺。

背景技术：

目前，铝及铝合金是仅次于钢铁的金属材料，广泛应用于建筑、能源、运输、航空航天等领域，铝及铝合金材料的应用以及研究也得到了迅猛发展，各种铝合金被广泛的应用；另外发动机上的连杆机构在动力传动中起到非常重要的作用；连杆需要做多次连续的往复运动和较大的动力传动，现有的连杆多采用锻钢金属或合金材料制成,因材料比重大，造成发动机的整体质量较重，连杆强度低、硬度差很容易开裂、折断，如何设计一种坚固耐用、密度高、强度高，耐高温，耐腐蚀，重量合适的新型铝铜合金材料，成为大家研究的方向。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种内燃机连杆液态模锻制备工艺，该一种内燃机连杆液态模锻制备工艺采用液态模锻工艺，能够提高连杆金相组织强度，与普通工艺相比，力学性能增加了30％以上，产品合格率达到99.8％，hb硬度达到130-150；屈服强度达到390mpa左右；抗拉强度达到360mpa左右；具有不易开裂、不易折断，使用寿命长等优点。

为了达到上述目的，本发明一种内燃机连杆液态模锻制备工艺，其步骤在于：

1)在每次浇注金属液之前，通过喷枪喷出气雾对凸凹模表面进行高压清洗，并在凸凹模表面上均要涂一层润滑剂；

2)将720～730℃的铝铜合金熔液通过浇注口浇筑在铸件砂箱内，熔液浇入模具后至液压机加压前；在模具中静置的时间为5～10s；

3)控制液压机对铸件砂箱内铝铜合金液体进行合模施压成形，合模施压速度为35～45cm/s，合模施压压力为580～620bar，合模施压成形时间为20～25s，在合模施压过程中对铸件砂箱内凸凹模之间缝隙进行充氮加压，充氮压力为0.5～0.7mpa；

4)合模施压成形完成后，成形的制件由于凝固收缩而咬紧芯模；留在凹模内然后通过顶板顶杆将工件顶出，取出连杆铸件，让其自然冷却。

进一步，在步骤3)中，合模施压速度为40cm/s，合模施压压力为600bar，合模施压成形时间为23s，在合模施压过程中对铸件砂箱内凸凹模之间缝隙进行充氮加压，充氮压力为0.6mpa。

进一步，在步骤3)中，在合模施压成型前，预热铸件砂箱中模具温度为140～170℃。

进一步，在步骤2)中，所述铝铜合金由以下重量百分比的各组分制备而成：硅13.5-14.75％，铜2.0-4.0％，铁0.5-1.05％，锰0.1-0.35％，镁0.25-0.35％，锌2.0-3.0％，镍0.1-0.5％，铬0.05-0.15％，锡0.06-0.10％，钛0.01-0.15％，铋0.02-0.05％，铍0.001-0.02％，锂0.001-0.003％，余量为铝。

本发明的有益效果在于：

本发明一种内燃机连杆液态模锻制备工艺采用液态模锻工艺，能够提高连杆金相组织强度，与普通工艺相比，力学性能增加了30％以上，产品合格率达到99.8％，hb硬度达到130-150；屈服强度达到390mpa左右；抗拉强度达到360mpa左右；具有不易开裂、不易折断，使用寿命长等优点。

附图说明：

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明内燃机连杆液态模锻制备工艺制备的连杆针孔的成像图；

图2为本发明内燃机连杆液态模锻制备工艺制备的连杆的针孔的四级比较图；

图3为本发明内燃机连杆液态模锻制备工艺制备的连杆晶粒度成像图；

图4为本发明内燃机连杆液态模锻制备工艺制备的连杆晶粒度的四级比较图。

具体实施方式

本发明一种内燃机连杆液态模锻制备工艺，其步骤在于：

1)在每次浇注金属液之前，通过喷枪喷出气雾对凸凹模表面进行高压清洗，并在凸凹模表面上均要涂一层润滑剂，该工艺有利于提高模锻件表面精度；

2)将720～730℃的铝铜合金熔液通过浇注口浇筑在铸件砂箱内，熔液浇入模具后至液压机加压前；在模具中静置的时间为5～10s，该工艺中静置的时间过短，不利于熔液填充模具内每一个空间以及气体排出，容易出现气孔以及显微疏松等缺陷，另外静置的时间过长，熔液温度下降快，进行提前凝固结晶，不利于金属在流动状态下成形，

3)控制液压机对铸件砂箱内铝铜合金液体进行合模施压成形，合模施压速度为35～45cm/s，合模施压压力为580～620bar，合模施压成形时间为20～25s，在合模施压过程中对铸件砂箱内凸凹模之间缝隙进行充氮加压，充氮压力为0.5～0.7mpa，该工艺避免模锻件内部出现气孔，使半凝固状态的铝合金在充足的压力下凝固结晶，组织致密、晶粒细小，故所得制件的力学性能好；

4)合模施压成形完成后，成形的制件由于凝固收缩而咬紧芯模；留在凹模内然后通过顶板顶杆将工件顶出，取出连杆铸件，让其自然冷却。

进一步，在步骤3)中，优选的合模施压速度为40cm/s，合模施压压力为600bar，合模施压成形时间为23s，在合模施压过程中对铸件砂箱内凸凹模之间缝隙进行充氮加压，充氮压力为0.6mpa。

进一步，在步骤3)中，优选的在合模施压成型前，预热铸件砂箱中模具温度为140～170℃。

进一步，在步骤2)中，优选的所述铝铜合金由以下重量百分比的各组分制备而成：硅13.5-14.75％，铜2.0-4.0％，铁0.5-1.05％，锰0.1-0.35％，镁0.25-0.35％，锌2.0-3.0％，镍0.1-0.5％，铬0.05-0.15％，锡0.06-0.10％，钛0.01-0.15％，铋0.02-0.05％，铍0.001-0.02％，锂0.001-0.003％，余量为铝，本实施例采用铝合金材料为51k，该51k材料通过控制硅、铜、铁、锰和镁的含量，富含硅、铜和镁的含量，抑制锌、镍、铬、锡、钛、铋、铍和锂的含量，使铝铜合金材料内部金相组织强，比普通铝合金材料拉伸强度增加3倍以上，具有良好的力学性能，使其制备出的产品具有高的强度和硬度，hb硬度达到130-150；屈服强度达到390mpa左右；抗拉强度达到360mpa左右；具有不易开裂、不易折断，使用寿命长等优点。

以下采用上述制备方法实施的连杆胚料的力学数据：

实施例一

本发明高密度铝铜合金材料由以下重量百分比的各组分制备而成：硅13.5％，铜2.5％，铁0.5％，锰0.1％，镁0.25％，锌3.0％，镍0.5％，铬0.15％，锡0.10％，钛0.15％，铋0.05％，铍0.02％，锂0.003％，余量为铝。

在液态模锻过程中，控制液压机对铸件砂箱内铝铜合金液体进行合模施压成形，合模施压速度为45cm/s，合模施压压力为620bar，合模施压成形时间为25s，在合模施压过程中对铸件砂箱内凸凹模之间缝隙进行充氮加压，充氮压力为0.7mpa。

实施例二

本发明高密度铝铜合金材料由以下重量百分比的各组分制备而成：硅14.75％，铜4.0％，铁1.05％，锰0.35％，镁0.35％，锌3.0％，镍0.5％，铬0.15％，锡0.10％，钛0.15％，铋0.02％，铍0.001％，锂0.001％，余量为铝。

在液态模锻过程中，控制液压机对铸件砂箱内铝铜合金液体进行合模施压成形，合模施压速度为35/s，合模施压压力为580bar，合模施压成形时间为20s，在合模施压过程中对铸件砂箱内凸凹模之间缝隙进行充氮加压，充氮压力为0.5mpa。

实施例三

本发明高密度铝铜合金材料由以下重量百分比的各组分制备而成：硅14.2％，铜3％，铁0.8％，锰0.2％，镁0.3％，锌2.5％，镍0.5％，铬0.1％，锡0.08％，钛0.1％，铋0.03％，铍0.01％，锂0.002％，余量为铝。

在液态模锻过程中，控制液压机对铸件砂箱内铝铜合金液体进行合模施压成形，合模施压速度为20cm/s，合模施压压力为600bar，合模施压成形时间为23s，在合模施压过程中对铸件砂箱内凸凹模之间缝隙进行充氮加压，充氮压力为0.6mpa。

实施例四

采用铝铜合金材料(a380)由以下重量百分比的各组分制备而成：硅7.5～9.5％，铜3.0～4.0％，铁≤1.3％，锰≤0.5％，镁≤0.1％，锌≤3.0％，镍≤0.5％，锡0.35％余量为铝；优选的其中硅8％，铜3％，铁1.3％，锰0.5％，镁0.1％，锌3％，镍0.5％，余量为铝。

在液态模锻过程中，控制液压机对铸件砂箱内铝铜合金液体进行合模施压成形，合模施压速度为20cm/s，合模施压压力为600bar，合模施压成形时间为23s，在合模施压过程中对铸件砂箱内凸凹模之间缝隙进行充氮加压，充氮压力为0.6mpa。

实施例五

采用铝铜合金材料(adc12)由以下重量百分比的各组分制备而成：硅9.6～12％，铜1.5～3.5％，铁≤1.3％，锰≤0.5％，镁≤0.3％，锌≤1％，镍≤0.5％，锡≤0.20％，铅≤0.2％，余量为铝，优选的其中硅10％，铜2％，铁1％，锰0.3％，镁0.2％，锌0.8％，镍0.3％，锡0.1％，铅0.1％，余量为铝。

在液态模锻过程中，控制液压机对铸件砂箱内铝铜合金液体进行合模施压成形，合模施压速度为20cm/s，合模施压压力为600bar，合模施压成形时间为23s，在合模施压过程中对铸件砂箱内凸凹模之间缝隙进行充氮加压，充氮压力为0.6mpa。

实施例六

采用铝铜合金材料(zl111)由以下重量百分比的各组分制备而成：硅8～10％，铜1.3～1.8％，铁≤0.4％，锰≤0.1～0.35％，镁0.4～0.6％，锌≤0.1％，钛0.1～0.35，锡≤0.01％，铅≤0.05％，余量为铝，优选的其中硅9％，铜1.5％，铁0.2％，锰0.2％，镁0.5％，锌0.8％，钛0.2，锡0.008％，铅0.03％，余量为铝。

在液态模锻过程中，控制液压机对铸件砂箱内铝铜合金液体进行合模施压成形，合模施压速度为20cm/s，合模施压压力为600bar，合模施压成形时间为23s，在合模施压过程中对铸件砂箱内凸凹模之间缝隙进行充氮加压，充氮压力为0.6mpa。

相同条件下实施例1-6所得试样各机械性能检测数据见表1：

从上表可知，本发明制备工艺通过控制富含硅、铜和镁的含量，抑制锌、镍、铬、锡、钛、铋、铍和锂的含量，能够同时提升连杆的抗拉强度、屈服强度和hb，使铝铜合金材料内部金相组织强，组织致密、晶粒细小，具有良好的力学性能。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。