[其他]低塑性鋁硅銅合金連桿的鑄鍛工藝

在審

• 申請號: 101985000006018
• 申請日: 1985-07-22
• 公開（公告）號: CN85106018B
• 公開（公告）日: 1988-03-30
• 發明（設計）人: 王以華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 代理公司: 上海交通大學專利事務所
• 代理人: 匡宗德

連桿的鑄鍛聯合工藝。它屬于有色金屬的熱加工。連桿的材料采用鋁硅銅合金，經金屬模鑄造而成的鑄鋁合金，其組織疏松，強度和耐磨度都較差。為了克服上述缺點，現采用金屬模鑄坯，再經模鍛成型。但因該合金含硅量高達８～１０％，其塑性較差，現設計了一系列合理的工藝措施，成功地鍛出連桿毛坯，鑄鍛后連桿的強度指標、塑性指標、耐磨性能和密度都大大優于金屬模鑄造的連桿。

本發明涉及一種鋁硅銅合金連桿的鑄鍛工藝方法，它屬于有色金屬的熱加工。

目前，鑄鍛聯合工藝僅采用在黑色金屬上，如鑄鋼、球墨鑄鐵等，先鑄成毛坯，然后再模鍛。在一般變形的鋁合金中，硅的含量在0.5～1.2%，當合金中硅的含量增多時，將要顯著地降低合金的塑性，但是對含硅量可高達8～10%的鋁硅銅合金的工件（例如連桿，如附圖3所示），其可塑性更差，對它采用鑄鍛聯合工藝是非常困難的，時常出現裂紋，產品大量報廢。一般國外就采用金屬模鑄造而成，但其組織疏松，強度和耐磨性都較差，如美國TRANE壓縮機中的連桿，其材質也為低塑性鋁硅銅合金，它采用金屬模鑄造而成。有的為了改善其性能，采用熱等靜壓方法來消除鑄件內部的缺陷以提高鑄件的可靠性，但是需要價格高昂的處理設備，壓力需在1000公斤/公分²以上，即便這樣，產品的性能改善也有限。

本發明的目的在于克服現有技術中的上述問題而提供一種鋁硅銅合金連桿的鑄鍛聯合工藝方法，其含硅量可高達8～10%，機械性能遠遠超過金屬模鑄造而成的連桿。

本發明的任務是通過下列措施來完成的：鋁硅銅合金本身是一個鑄造性能良好的鑄鋁合金，先將鋁硅銅合金采用金屬模鑄成毛坯，鑄成毛坯后，再進行模鍛成形，模鍛工藝參數為：鍛件加熱溫度為400至450℃，合金的變形程度控制在45%以內。鍛件加熱最佳溫度范圍為420°±5℃。

附圖1為鋁硅銅合金塑性圖，橫座標用t表示溫度，單位為℃;縱座標用ε表示工件的變形量，單位為%。圖1中的1表示開裂點，2表示不開裂點。

附圖2為鋁硅銅合金變形程度為45%時，鐓粗力與溫度關系圖。橫座標用t表示溫度，單位為℃;縱座標用P表示鐓粗力，單位為10³公斤。

附圖3為連桿的示意圖。

本發明以下將結合附圖對實施例進行詳述：含硅量可高達8-10%的鋁硅銅合金的成分如表1所示。含硅量如此高的鋁合金其塑性比低塑性合金更低。含硅量如此高的低塑性鑄鋁合金毛坯采用鍛造法生產也是鍛造工藝的一個重大突破。為了掌握鋁硅銅合金的性能，作了大量試驗，模鍛前，毛坯是合金鑄件，采用自由鐓粗法，確定了該合金的塑性，如附圖1所示，因此，一種鋁硅銅合金連桿的鑄鍛聯合工藝可應用于低塑性鋁硅銅合金上，含硅量可高達8-10%。由附圖1可知，如超過變形45%，在大部分溫度下的工件（連桿）都發生開裂，在溫度大于450℃以上鐓粗時，工件不出現裂紋的允許變形程度越來越小。因此合金的變形程度控制在45%以內，在普通的開式模具中鍛造變形還是可行的。由附圖2可知，合金在400℃時，鐓粗力最小，這時與圖1比較，其塑性指標也較高，因此考慮生產實踐中，工件從爐中取出放在模具上，在春秋季節的溫降大約在20℃，故鍛件加熱溫度取為400至450℃，最佳溫度范圍為420±5℃。

本發明與現有技術美國TRANE壓縮機連桿（同樣材質）相比較具有優點如表2所示。由表2可知，我們采用的鑄鍛聯合工藝與美國的金屬模鑄造工藝相比，強度提高24%，塑性指標提高104%，耐磨性提高54%～150%，密度增加6%，各項性能指標都大大超過美國標準及其實物所測數據。

表1