[发明专利]一种钢纤维增强铝连杆的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机连杆制造领域，尤其涉及一种钢纤维增强铝连杆的制造方法。

背景技术

目前，连杆加工是机械制造工艺中的一种典型零件加工。连杆由连杆盖和杆身组成，且通过螺钉将连杆盖和杆身结合在一起，其大头端通常与曲轴相连，小头端通过活塞销和活塞相连，将作用于活塞的气体压力传递给曲轴，使活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。连杆在工作时，驱使活塞往复运动的气体压力的大小和方向都是周期变化的，与此同时，气体的压力在杆身产生很大的压缩应力和纵向弯曲应力，使连杆承受较大的拉应力，所以连杆是承受的是冲击性质的动载荷，因此需要连杆重量轻、强度要好。

目前连杆毛坯的主要制造方法有铸造、模锻和粉末冶金，铸造连杆具有设计灵活，尺寸接近连杆成品尺寸，加工性能好，工作可靠以及成本低等优点，随着铸造水平的日益提高和成本的不断降低，铸造连杆已在大型汽车上得到了广泛的应用。

在中国专利文献上公开的“一种铝合金连杆的反重力挤压铸造装置及制造方法”，其公告号为CN102615268A，公告日为2012年8月1日，该申请案公开了一种利用反重力挤压铸造工艺制造铝合金连杆的方法及模具，具体说是一种裂解型铝连杆的制造方法与模具，其技术方案是预先在模具内置入适合的箔材，铝熔液以挤压浇注式充型，通过分流锥对的分流与控制，铝液自下而上进入型腔，箔材两侧液面同步上升，使连杆铸件内形成裂解界面。所述模具上设置丝杠机构，调节连杆体型腔与连杆盖型腔对合面之间的间隙，便于放置与更换箔材。用本发明的装置和方法保证连杆铸造时形成的裂解界面在其大头预断区之内，避免连杆在后续裂解加工过程中出现裂纹分叉或裂解面偏移等缺陷，使铸件无卷气，无冷隔、无欠浇、组织紧密、可以进行热处理，其力学性能和机械性能显著提高。该发明的不足之处是虽然铝合金材料具有质量轻、耐腐蚀、加工成形性好等诸多优点，但是铝合金是脆硬性材料，抗拉强度接近屈服强度，韧性差，硬度低，不耐磨，不耐冲击，热传导系数较大，热变形大，热稳定性差，不能通过热处理来提高材料的机械强度。

发明内容

本发明为了克服现有技术中铝连杆韧性差、易断裂的不足，提供了一种疲劳强度和抗弯强度高的钢纤维增强铝连杆。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钢纤维增强铝连杆的制造方法，包括：a、先将不锈钢纤维通过粘结剂粘结形成不锈钢纤维预制件，将不锈钢纤维预制件预热至500℃~800℃后放入预热至500℃~800℃的模具中，再浇入温度为700~800℃的铝合金熔体，加压至70~100MPa，待材料完全固化后顶出，得到连杆盖和杆身为一体的连杆坯料；b、对连杆坯料进行粗加工，并加工出连杆盖和杆身的螺栓通孔；c、在连杆大头孔的分割位置拉削出沟槽，然后在大头孔内放入两块半圆形成型件，所述两块半圆形成型件中间形成一楔形槽，最后将一楔形件插入所述楔形槽中，使连杆盖和杆身分开；d、对连杆工件进行半精加工和精加工。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤a中加圧的速度为1~3cm/s。

作为本发明的一种优选技术方案，所述不锈钢纤维预制件设置在连杆杆身的位置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述不锈钢纤维的表面设有若干孔隙。

与现有技术相比本发明所达到的有益效果是：采用压铸成型法，连杆组织细化、无气孔，可以获得比一般金属模铸件性能优良的压铸件，压铸工艺设备简单、成本低，材料的质量高且稳定，易于工业化生产；铝合金材料能大幅减小连杆重量，通过把不锈钢纤维预制件压铸到以铝合金为基体的连杆杆身，使其成为连杆毛坯，通过纤维强化，可大大提高连杆高温下的疲劳强度和抗弯强度；采用上述方法将连杆盖和杆身分开，不会产生金属碎屑，避免了对金属碎屑的处理，且优化了车间生产环境。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种钢纤维增强铝连杆的制造方法，包括：

a、先将表面设有若干孔隙的不锈钢纤维通过粘结剂粘结形成不锈钢纤维预制件，将不锈钢纤维预制件预热至500℃~800℃后放入预热至500℃~800℃的模具中，不锈钢纤维预制件设置在连杆杆身的位置，再浇入温度为700~800℃的铝合金熔体，以1~3cm/s的加圧速度加压至70~100MPa，待材料完全固化后顶出，得到连杆盖和杆身为一体的连杆坯料；

b、对连杆坯料进行粗加工，并加工出连杆盖和杆身的螺栓通孔；