粉末锻造连杆（3.8L）的生产工艺及疲劳性能研究

发布时间：2020-08-09 16:22

【摘要】：在汽车发动机里,连杆属于关键的机械零件,其质量的好坏直接影响到发动机的整体性能。随着对汽车发动机的功率、燃油性以及振动和噪音方面的性能要求逐步提高,减少连杆质量的同时并能保证连杆的性能成为趋势。粉末锻造两杆的新工艺逐步应用到汽车领域。连杆在发动机承受往复循环的受力状态,因此连杆疲劳强度的好坏决定了其主要性能。影响粉末锻造连杆的疲劳性能的因素很多,其中原料的配比、工艺参数的设置、粉末锻造连杆的致密性最为重要。本文围绕以上三个因素对粉末锻造连杆的疲劳性能的影响以及相互作用关系展开研究。以3.8L连杆为研究对象,从粉末锻造连杆的生产工艺过程、表面压应力试验和疲劳试验三个方面出发,为粉末锻造连杆的研发提供依据,验证粉末锻造连杆的疲劳强度是否满足设计要求。粉末锻造连杆的生产工艺过程为:混粉、压制、烧结、喷砂、锻造以及抛丸。通过对粉末锻造的表面压应力的测试,可以验证抛丸强化工艺是否达到设计的要求。粉末锻造连杆的疲劳试验采用常规试验法中的单点试验法和成组的常规试验法,初步测定其疲劳强度的大小,根据疲劳试验的结果绘制S-N曲线。本文对粉末锻造连杆的疲劳性能影响因素的分析,主要通过对连杆的疲劳断口进行了宏观和微观两个方面的分析。为了得到较为准确的粉末锻造连杆的疲劳试验结果,分别进行了三次疲劳测试,通过前两次的疲劳试验结果,疲劳断口的宏观照片,判断造成疲劳试验结果低的原因,改变粉末锻造连杆的生产工艺参数设置,最终使第三次疲劳试验顺利进行,最终初步得到,在1×10~7的条件下粉末锻造连杆的疲劳强度为269.1MPa。在影响粉末锻造连杆的疲劳性能的因素方面,根据金相照片、扫描电镜照片以及能谱仪,对连杆的疲劳断口进行宏观和微观的分析。最终判断偏聚的MnS是产生裂纹源的主要原因,同时,在能谱照片中,铜元素的分布均匀,有助于改善粉末锻造连杆的疲劳性能。
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U466;TF124.3
【图文】：

图 2-1 混料机Fig.2-1 Mixing machines剂以及润滑剂进行混合。筛料完成后按“振动筛停止”按钮动”按钮，确定没有料后按“装料完成”按钮，进入一楼配，按“自动启动”按钮，混料完成后，把料桶推入接料口“料启动”按钮，卸料完成后把料桶拉出。测后的物料工艺性能需要进行检测，包括粉末的粒度组成、松设备组成、粉末度流动性、碳硫含量及其它元素含量的设备有尔流量计；N-HW200B 型高频红外碳硫分析仪；原子吸收仪

图 2-2 粉末的压制过程Fig.2-2 Compaction process of powder.2 粉末的压制1 压制该工艺流程中用的是德国生产的 TPA500/3HP CNC 压机（如图 2-3 所示），压制压为 1400～1700kN，压制面积为 38.57cm2，压制体积为 46.3cm3，压制速度为 6～cs/min。

图 2-2 粉末的压制过程Fig.2-2 Compaction process of powder粉末的压制 压制工艺流程中用的是德国生产的 TPA500/3HP CNC 压机（如图 2-3 所示），1400～1700kN，压制面积为 38.57cm2，压制体积为 46.3cm3，压制速度in。

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本文编号：2787364