涨断连杆材料C70S6

合集下载

36MnVS4涨断连杆用钢制造方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610396333.X (22)申请日 2016.06.07(71)申请人东北特钢集团大连特殊钢有限责任公司地址 116105 辽宁省大连市金州区登沙河临港工业区河滨南路18号(72)发明人丛洁　乔兵　张宇　吴鹏　周伟基　陈长西　李忠之　蒋大伟　刘子平　杨毓永　凌三平　程明华　刘世才　刘波　张志兴　陈洋　赵宇光　相丞　郭东旭　刘作政　吕学飞　(74)专利代理机构大连格智知识产权代理有限公司 21238代理人孙宇宏(51)Int.Cl.C21C 5/30(2006.01)C21C 7/10(2006.01)C21C 7/072(2006.01)C21C 7/06(2006.01)B22D 27/00(2006.01)(54)发明名称36MnVS4涨断连杆用钢制造方法(57)摘要本发明公开一种36MnVS4涨断连杆用钢制造方法，通过原材料的挑选控制了残余元素；通过采用控制磷含量冶炼方法，控制磷含量在0.020%～0.030%，达到涨断后废品率不大于3‰；通过对转炉冶炼、VD+LF炉外精炼和氩气保护浇铸炼钢工艺的控制，确保钢水纯净度；通过控制残余元素铬在0.10%～0.15%，镍不大于0.10%，钼不大于0.03%，以及控制碳当量在1.18%～1.27%，以达到连杆成品的硬度；通过含铝脱氧剂的限制使用控制了铝含量不大于0.010%，以及采用氩气保护浇铸，达到夹杂物指标。

本发明的有益效果：本发明炼钢工艺保证了产品的化学成分达到了设计的要求，从而使连杆的涨断废品率达到了3‰以下。

权利要求书2页说明书6页CN 106086288 A 2016.11.09C N 106086288A1.一种36MnVS4涨断连杆用钢制造方法，其特征在于：所述制造方法的工艺路线：转炉→LF→VD→浇铸3.0吨钢锭；钢锭化学成分控制磷含量在0.020%～0.030%，控制残余元素铬在0.10%～0.15%，镍不大于0.10%，钼不大于0.03%，控制碳当量在1.18%～1.27%，控制铝不大于0.010%；所述转炉工艺，配料选用高炉铁水、配入残余元素低的废钢；出钢温度1620℃～1650℃，出钢磷不大于0.020%，碳不小于0.10%，转炉控制下渣量不小于50mm，控制转炉出钢量50吨～55吨，出钢后不允许加铝脱氧剂，出钢后加入精炼渣300kg，高锰500kg，硅铁300kg；所述LF工艺，采用石灰造渣，石灰加入量600kg～700kg；不加铝进行脱氧，采用碳粉、硅粉扩散脱氧；硫处理到0.010%以下，变渣，加入硫铁，磷的合金化可以加入磷铁来控制磷的范围，温度大于1560℃，吹氮气20min～30min；LF炉吊包温度1640℃～1650℃；所述VD工艺，VD真空处理时自由空间不小于800mm，极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间3min～5min，弱吹氩时间不少于20min，吊包浇铸温度1540℃～1550℃；所述浇注，氩气保护浇铸3.0吨钢锭，浇注温度1535℃～1545℃，浇铸速度：锭身为280s ～350s，帽头不少于240s。

C70S6BY工艺加工性能

设备配置：下料机（带锯机）→中频感应加热炉（250W)→辊锻机（Φ460型） →摩擦压力机（630t）→摩擦压力机（1000t）→闭式单点压力机（250t）→摩擦压力机。
该生产线以柴油机连杆为主，在摩擦压力机上进行预锻、终锻、热校正，其工艺过程较为稳定，生产效率也比较高，适合中小型企业。
该生产线主要轿车连杆为主，锻件厚度公差基本在±0.2mm以内，错差在0.4mm以内，切边模具没有氮气缸，可使模锻件定位后再切边，切边变性很小，精压尺寸精度可以控制在±0.1mm以内
(3)辊锻制坯——摩擦压力机模锻（高能螺旋压力机）生产线
工艺：下料→加热→辊锻→预锻→终锻→切边冲压→热校正→BY处理→抛丸处理→探伤处理→精压处理。
控锻技术
控制变形量和变形速率对断后组织也有一定的影响，当变形量和变形速率较大时，奥氏体晶粒碎化，奥氏体粗晶粒再结晶，由于晶界增多具有大量的形核位置，所以形成大量先共析的铁素体精细相变组织，均匀分布在组织里，对韧性有利。
加工工艺对C70S6材料的要求
连杆的材料及其金相组织不仅影响产品性能和切削性，而且还决定可裂开性和断面质量，对裂解工艺起决定作用。为满足裂解加工的质量要求，连杆材料要在保证强韧综合性能指标的前提下，限制连杆的韧性指标，使断口呈现脆性断裂特征。
涨断工艺要求连杆锻件在胀断过程之中不能有过大的塑性变形，因此模锻连杆性能的合格就是保证连杆达到理想的脆性断裂的因素。涨断连杆工艺现有的模锻工艺主要有以下三种：
(1)辊锻（楔横轧）制坯——热模锻生产线工艺：下料→加热→辊锻→成型（预锻，终锻）→切边冲孔→热校正→BY处理→ 喷丸强化处理→探伤处理→精压处理。
C70S6BY
C70S6是最早德国研制的连杆材料，最早在室温条件下采用裂解加工的锻钢连杆，它利用锻后控制冷却速度的方法代替锻后重新调质处理，其金相组织为珠光体加断续的铁素体。其成分特点是低硅、低锰、添加微量合金元素钒及易切削的元素硫，合金元素的范围较窄。

国外汽车发动机连杆材料最新应用

环节中的能耗，提高材料利用率以及简化机械加工中
的制造工序是连杆在设计制造中需要解决的问题和努
力的主要目标。
AT &M
2010年第1期
汽车工艺与材料 AT&M 45
粉末冶金锻造连杆的强度、韧性能达到锻钢连杆的水平，是通过以下两个方面得到保证的，一是
汽车工艺与材料 AT&M 43
材
M AT E R I A L
料应用
A P P L I C AT I O N
通过锻造提高粉坯的密度，二是通过添加合金元素使粉末锻造连杆具有足够的淬透性，保证热处理后零件的质量。从理论上讲，烧结锻造零件的密度，如能达到钢材的理论密度的话，将具有与钢制零件同等的力学性能。日本生产的Fe0.5C2.0Cu0.09S、 Fe0.55C2.0Cu0.2S粉末烧结锻造连杆的密度达到 7．82 g／cm3 (理论密度的99.8%)，通过试验证明，这样密度的烧结零件，能够达到锻钢连杆的疲劳性能。图5中的2种高强度锻压粉末冶金连杆材料（拉压比2.5）的疲劳试验结果便证明了这一点，材料成分见表2。目前，国外正在研究高强度的粉末冶金连杆材料，综合疲劳性能已经超过了C70S6。
图3 拉压比为2.5时各材料的疲劳性能
图1 C70S6金相组织
图2 36MnSV4金相组织在评价36MnSV4连杆材料机械性能时，在拉压比为2.5的条件下，其疲劳强度为470 MPa，是 C70S6的1.4倍，这意味着该材料目前在适应涨断工艺的材料中强度最好，性能有了大幅度的提高，同时这也为连杆的轻量化设计提供了一个坚实的基础。该材料及C70S6等系列材料的疲劳性能见图3。与此同时，由于合金成分的变化和调整，该材料的加工性能也比传统的C70S6系列连杆材料有较大的提高，因为细小的铁素体-珠光体晶粒有助机械加工中的断屑过程，这使其切削性能提高了30%，而钻孔刀具的寿命提高了50%，机械加工性能的提高抵消了因增加疲劳强度而增加的微量元素的部分成本。 C70S6与36MnSV4的刀具寿命比较见图4。

胀断连杆技术要求

胀断连杆
材料：C70S6 珠光体+铁素体型非调质钢
高碳、低硅、低锰、微合金、易切削
C70S6锻造连杆技术要求：
抗拉强度：900-1500Mpa
屈服强度：＞550Mpa
延伸率：＞10%
断面收缩率：20%-40%
硬度：HB 262-302
金相组织：珠光体+铁素体铁素体≤10%
晶粒度：5级或更细
脱碳层：工字形表面半脱碳层深度≤0.15mm
金属流线：符合外形的金属流线
锻造工艺流程：下料→加热→辊锻→模锻→切边→冲孔、热校正→控冷处理→检验
始锻温度：1100℃-1150℃
终锻温度：800℃-900℃
锻造节拍：6S/件
控冷设备：锻件进入控冷设备温度不低于800℃，履带入口处红外测温系统控制，温度低于800℃的锻件被气缸推出，温度高于800℃的锻件由履带传送并进行风冷。

风冷速度60-120℃/min可调，风冷至400℃以下出炉空冷。

连杆用C70S6钢的胀断性能

技术国家工程研究中心，京１０８；北００１３昆明理工大学，明６０９）昆５０３
摘
要
对比分析了传统连杆用非调质钢Ｆ８Ｖ（％：．７１３Ｍ０１Ｓ、．０Ｐ、．６Ｓ０１Ｃ、３ＭｎＳ／０３Ｃ、．２ｎ、．８ｉ００８０００、．２ｒ
关键词非调质钢Ｃ０６组织７Ｓ胀断性能脆性断裂
ＦｒｃｕｅＳｌｔｎｏｅｔｓｏｔｅ０６ｆｒＣｏｎｃｉｇＲｏａｔｒｐｉｉｇＰｒｐｒｉｆＳｅｌＣ７ｏｎｅｔｎｄｔｅＳ
０１Ｖ）．２锻坯的胀断性能和胀断连杆用非调质钢Ｃ０６（％：．２０５Ｍ０３Ｓ、．２Ｐ、．６Ｓ０１Ｃ、７Ｓ／０７Ｃ、．７ｎ、．２ｉ００００００、．７ｒ００Ｖ）．３锻坯的胀断性能。结果表明，７ＳＣ０６钢的胀断性能明显优于Ｆ８ｎＳ钢。Ｃ０６钢的组织以片层状珠光体３ＭＶ７Ｓ为主，铁素体的含量极低，胀断面以脆性断裂为主，达到胀断技术的要求。
第３２卷第５期
・
特殊钢
ＳＰＥＣＩＴＥＥＬＡＬＳ
６・２１年１６０１０月
Ｖｏ．１３２．．ＮＯ５Ｏｃｏｅ２ｔｂｒ０１１
连杆用Ｃ０６钢的胀断性能７Ｓ
刘智雄惠卫军刘荣佩＇
（１中国南方航空工业（集团）限公司，有株洲４２０；１００２钢铁研究总院先进钢铁材料

经典-发动机连杆加工工艺讲义-传统与涨断对比

发动机连杆加工工艺简介
连杆加工工艺
摘要：

连杆是发动机五大件之一，是发动机重要的安全件。连杆的质量直接影响发动机的使用性能和安全。连杆从结构上看并不复杂，但连杆属于典型的不规则件且连杆精度要求高，加工工艺比较复杂。本文通过对连杆加工工艺的介绍，并有针对性的对连杆撑断新工艺和新材料进行具体工艺分析，以了解其在连杆加工发展中的先进性。
连杆加工工艺
可以采用撑断工艺的材料

目前能够采用连杆撑断工艺的连杆毛坯材料有四种，高碳钢；可锻铸铁；球墨铸铁；烧结材料。一汽－大众发动机连杆采用的是材料牌号为C70S6BY的高碳钢，由于高碳钢的机械加工性不好，在材料中加入千分之六的硫，以改善其切削加工性。
ห้องสมุดไป่ตู้杆加工工艺
四、连杆主要加工工艺分析
1.两端平面的加工 ●连杆平面是连杆其它表面加工时的定位基准和连杆在一些自动线中的自动输送的基面。其两端平面之间和两端面与曲轴销孔间有着相互位臵精度的要求。连杆加工的首道工序就是加工两端平面。在大小头孔精加工前，往往还要对此两平面进行精加工。连杆端面加工一般采用磨削工艺。在连杆毛坯锻造时，对这两端面进行精压，尺寸精度可达±0.15～±0.20mm。精压的目的就是提高毛坯精度，减少余量，使其不再经过车、铣粗加工就可直接磨削。磨削的方式有两种： 1). 在立轴多砂轮圆台平面磨床上磨削，这是最常用的一种方式，在机床的圆形工作台上，相邻布臵着磨削两端面的夹具，连杆以一端面及小头外圆以及大头一侧面定位，磨削一端面后，工件翻面放臵在另一个夹具上，磨削另一端面，工件通过两次安装，并随工作台旋转两圈，经一次翻转，完成两面磨削，在机床的一个工作台上可装多个夹具，且装卸等辅助时间与加工时间重合，因此这是一种高效的加工方法。一般大小头等高的连杆，多用立式双轴或多轴圆台平面磨床，对大小头不等高的连杆，则采用立式五轴圆台平面磨床加工。大小头不等高的连杆现在大多采用在孔精加工前采用面车的方式加工或在最终清洗采用卧式双端面磨。 2). 采用卧式双砂轮对臵磨床磨削，这种磨削与立轴多砂轮磨床磨削类似，在一大直径鼓轮的转盘上，装有多个夹具，毛坯在夹具中定位，两边对臵的卧轴砂轮同时对装于夹具中的工件两端面磨削，这种方式效率也很高，也具有辅助时间与加工时间重合的特点。由于两个端面同时被磨削，不再需要翻面二次安装。

胀断连杆用C70S6钢的高周疲劳性能

－
第３卷第３期１６８・２１００年６月
特殊钢
ＳＥＡＴＥＰＣＩＬＳＥＬ

Ｖ０．１Ｎ．１３．ｏ３
Ｊｎ２０ｕｅ０１
胀断连杆用Ｃ０６钢的高周疲劳性能７Ｓ
刘智雄陈思联张英建惠卫军刘荣佩， ’
００６－．２Ｔ－．１Ｎ）７Ｓ的高周疲劳性能。结果表明，．３Ｖ００３ｉ０４Ｃ０６钢０疲劳断裂均起源于试样的表面基体，其高周疲劳性能主要受微观组织特别是珠光体片层间距的影响；００３ｉＣ０６钢中珠光体片层间距较大，出粗大（ｉ含．２％Ｔ的７Ｓ析Ｔ，
００５ｉ．５ｎ．２００６００３ｉ．４．０Ｔ－０１Ｎａｄ０７Ｃ－．３Ｖ－．２Ｔ－０１Ｎ）ｆｒｃｎｅｔｇｒｄｏａｔｒｐｉｉｇｈｖｅｎｓｕｉｄｂｓｇ００ｏｏｎｃｉｏｆｒｃｕｅｓｌｔａｅｂｅｔｄｅｙｕｉｎｆｔｎｎｒｔｔｇｂｎｉｇｆｔｕｅｔｍｅｈｄｏｈｉ — ｅｄｎａｉｅｔｓｎｇｔｏ．ＲｅｕｓｓｏｈｔｌｆｔｕｒｃｓｉｉａｅｔｍａｒｆＨａｅｏｐｃｍｅｓｈｈｗｔａｌａｉｅｃａｋｔｔｄａｔｘｏｆｅｆｅｉｎ．ａｄｔｅａｇｎｉｉｓｓｎｈｈｇ —ｙｌａｉｕｒｐｒｉｓａｅａｆｃｅｙｍｉｒ — ｔｃｕｅｅｐｃａｌｙｉｔｒｍｅｌｒｓａｉｇｏｅｒｔ；ｔｅｉｔｒｍｅｌｒｉｈｃｃｅｆｔｅｐｏｅｅｒｆｔｄｂｃｏｓｕｔｒｓｅｉｌｂｎｅｌｌｐｃｎｆａｌｅｈｅｌｌｇｔｅｒｙａａｐｉｎａａｓａｉｇｏｅｒｔｎｔｅｓｅｌＣ０６ｃｎａｎｎ．２％ＴｉＳｌｒｅａｈｔｎｔｅＴ —ｒｅｓｅｌＣ０６ｉｈｃｈｒＳｐｃｎｆｐａｌｅｉｈｔｅ７Ｓｏｔｉｉｇ００３ｉａｇｒｔｎｔａｈｉｅｔｅ７Ｓｎｗｉｈｔｅｅｉｉｈｉｆ

胀断连杆用C70S6高碳非调质圆钢冷剪过程开裂分析和改进措施

ＣａｒｂｏｎＳｔｅｅｌＣ７０Ｓ６ＢａｒｆｏｒＦｒａｃｔｕｒｅＳｐｌｉｔｉｎｇｔＣｏｎｎｅｃｉｎｔｇ
ＲｏｄｄｕｒｉｎｇＣｏｌｄ— ＳｈｅａｒｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＩｍｐｒｏｖｅｄＭｅａｓｕｒｅ
马群王连海顾文涛赵智刚纪肖
（抚顺特殊钢股份有限公司技术中心，抚顺１１３００１）
摘要中３５ｍｍＣ７０Ｓ６非调质钢（／％：０．７２Ｃ，０．２０Ｓｉ，０．５８Ｍｎ，０．Ｏ１５Ｐ，０．０６５Ｓ，０．１２Ｃｒ，０．０５Ｎｉ，０．０３５Ｖ，
ｉｎｇ — ｒｏｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｒａｃｔｕｒｅａｎｄｓｈｅａｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｃｒａｃｋｉｎｇｂａｒｄｕｉｒｎｇｓｈｅａｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．ＩｔｉＳｏｂｔａｉｎｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｃｒａｃｋｉｎｇｂａｒａｒｅｎｏ．ｏｂｖｉｏｕｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｏｔｈｅｎｏｎ — ｃｒａｃｋｉｎｇｂａｒｄｕｒｉｎｇｓｈｅａｉｒｎｇ，ａｇｐｒｏｃｅｓｓｂｙｓｈｅａｒｉｎｇｓｔｒｅｓｓａｃｔｉｏｎｔｈｅｓｈｉｔｆｏｆｂａｒａｌｏｎｇｈｏｉｚｒｏｎｔａｌｐｌａｎｅＯｃｃｕｒｓｌｅｄｔｏｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｖｌａｂｅｔｗｅｅｎｉｆａｔｃｕｔｔｅｒａｎｄｒｏｕｎｄｃｕｔｔｅｒ，ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｂｒａｓｈｅａｒｉｎｇｐｌａｎｅｃｕｒｖｉｎｇａｎｄｄｅｆｏｒｍｉｎｇ，ｆｉ — ｎａｌｌｙｃａｕｓｉｎｇｃｒａｃｋａｔｅｎｄｏｆｂａｒ．Ｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｖａｒｌｂｅｔｗｅｅｎｃｕｔｔｅｒｓｆｒｏｍ０．５ｍｍｔｏ０．３ｍｍ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｃｌａｍｐｉｎｇｆｏｒｃｅｆｒｏｍ３ｔｔｏ３．５ｔａｎｄｃａｒｒｉｅｄＯｕｔｓｐｒａｙｉｎｇｗａｔｅｒｏｎｓｔｅｅｌｂａｒｔｏｅｎｌｒｇａｅｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔｏｆｗｅａｒａｓｉｎｓｔａｌｌｉｎｇｃｕｔｔｅｒｓ．ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇ３０ｔｓｔｅｅｌＣ７０Ｓ６３５ｍｍｂａｒｐｒｏｄｕｃｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒａｔｅｏｆｃｕｔｔｉｎｇｃｒａｃｋｉｎｇｄｅｃｒｅａ — ｓｅｓｔｏ０ｆｒｏｍｏｒｉｇｉｎａｌ１０％．ＭａｔｅｒｉａｌＩｎｄｅｘＨｉｇｈＣａｒｂｏｎＳｔｅｅｌＣ７０ｓ６，ＦｒａｃｔｕｒｅＳｐｌｉｔｔｉｎｇＣｏｎｎｅｃｔｉｎｇＲｏｄ，ＣｕｔｔｉｎｇＣｒａｃｋｉｎｇ，Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｉｍ—

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

C70S6是国际通用的涨断连杆材料，具有断口为脆性的解理断裂，基本无塑性变形的特点。

使用C70S6材料，采取涨断连杆生产工艺，制造的汽车及其他运输机械连杆，可以提高连杆质量及降低连杆制造成本，应用前景十分广阔。

国内采用涨断工艺生产汽车连杆的生产厂家逐渐增加，部分生产厂家已经趋于批量生产，如一汽集团、白城中一、广东四会、浙江跃进、承德连杆等。

国内其他连杆生产厂家，大都有计划采用涨断连杆生产工艺制造汽车及其他运输机械用连杆，提高连杆质量及降低连杆制造成本的目的。

东特集团与国内连杆生产厂家密切合作，经过多年的研制，目前已经形成C70S6批量生产能力，产品质量稳定，能够保证涨断连杆的产品质量。

C70S6作为目前大量使用的涨断连杆用材料，缺点是强度低，不适合做大功率的发动机连杆。

目前，东特集团正在开发新型涨断连杆材料36MnVS4，用于制造高强度级别的涨断连杆。

同时，以往的涨断连杆只应用于乘用车，现在已经发展到商用车，甚至有的用户提出工程机械及农用车也使用涨断连杆，由此可见，涨断连杆生产工艺将逐步替代传统连杆制造工艺，涨断连杆用系列材料的应用空间将十分广阔。