連桿毛坯外觀缺陷產(chǎn)生原因分析及解決措施

文/高金梁，高建華，焦廣先·白城中一精鍛股份有限公司

連桿毛坯外觀缺陷產(chǎn)生原因分析及解決措施

文/高金梁，高建華，焦廣先·白城中一精鍛股份有限公司

隨著現(xiàn)在鍛造行業(yè)的發(fā)展，主機(jī)廠對鍛件產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，鍛造行業(yè)的競爭也日益激烈。如何提高鍛件的產(chǎn)品質(zhì)量，并且滿足主機(jī)廠對鍛件的質(zhì)量要求就成為了企業(yè)能否立足市場的關(guān)鍵因素。汽車發(fā)動機(jī)連桿毛坯其成形工藝一般為：下料→加熱→輥鍛→模鍛→切邊→熱壓→風(fēng)冷，如圖1所示。

圖1 工藝流程

在上述生產(chǎn)過程中，連桿毛坯很容易出現(xiàn)磕碰傷，如何減少或不產(chǎn)生毛坯磕碰傷，就需要知道具體磕碰傷的產(chǎn)生原因，并對產(chǎn)生磕碰傷的誘因進(jìn)行預(yù)防，進(jìn)而減少磕碰傷的發(fā)生。我公司從多年生產(chǎn)連桿毛坯的經(jīng)驗總結(jié)出連桿的磕碰傷類型、產(chǎn)生原因和預(yù)防措施：連桿的磕碰傷分為冷磕碰傷與熱磕碰傷，冷磕碰傷主要是運輸、周轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的；熱磕碰傷是在鍛造成形過程中產(chǎn)生的。下面我們主要分析一下熱磕碰傷，其主要是由鍛件在成形過程中件與件或件與物的硬性接觸導(dǎo)致的。

如圖2a所示，在風(fēng)冷冷卻過程中，產(chǎn)生了件與件的碰撞，當(dāng)鍛件下滑通過風(fēng)冷設(shè)備時及鍛件出風(fēng)冷設(shè)備后，不可避免地產(chǎn)生了鍛件與鍛件之間的接觸，解決方式如圖3a所示，在風(fēng)冷鏈上加一隔斷和在風(fēng)冷設(shè)備出口處加一墊板。

如圖2b所示，在風(fēng)冷冷卻過程中，鍛件卡在了風(fēng)冷間隙中，解決方式如圖3b所示，在風(fēng)冷有間隙的位置加一擋板。

圖2 連桿出現(xiàn)的磕碰傷

圖3 連桿缺陷的解決方式

圖4 可視為合格品的磕碰傷

如圖2c所示，在熱流轉(zhuǎn)過程中，鍛件與滑道尖銳處進(jìn)行了接觸，解決方式如圖3c所示，在件與滑道的接觸面加木質(zhì)墊板。

而對磕碰傷的缺陷形式，根據(jù)多年為發(fā)動機(jī)廠供貨的經(jīng)驗，總結(jié)出在加工表面磕碰傷深度小于0.5mm，可進(jìn)行返工；非加工表面磕碰傷深度小于0.3mm，可進(jìn)行返工，其余報廢。其磕碰傷缺陷產(chǎn)生在非加工表面，深度小于0.3mm，可視為合格產(chǎn)品，如圖4所示。

氧化坑的產(chǎn)生主要是由鍛模型腔或切邊凸模內(nèi)粘有氧化皮，二次料氧化皮過多，型腔內(nèi)殘留的石墨過多，吹風(fēng)不及時造成的。對鍛造行業(yè)來說，氧化坑這種缺陷是不可避免的，只能不斷減少。

圖5所示的缺陷產(chǎn)生在連桿筋部，其產(chǎn)生原因是模具潤滑液噴得多，粘有氧化皮，吹風(fēng)裝置吹風(fēng)量不夠。解決方式主要是加大噴吹管直徑。圖6所示的缺陷產(chǎn)生在連桿腹板處，其產(chǎn)生原因是鍛模型腔或切邊凸模粘有氧化皮。解決方式主要是加大吹風(fēng)量和對切邊模進(jìn)行退磁兩種方式。圖7所示的缺陷產(chǎn)生在大頭側(cè)面切邊處，其產(chǎn)生原因是切邊凹模粘有氧化皮。解決方式是在切邊大頭處增加吹風(fēng)裝置。

圖5 連桿筋部的缺陷

圖6 連桿腹板處的缺陷

圖7 大頭側(cè)面切邊處的缺陷

圖8 石墨噴多了造成的缺陷

圖9 輥鍛不當(dāng)造成的缺陷

筋部和小頭周邊不允許存有氧化坑，非加工表面單面只允許存在一個直徑小于4mm，深度小于1mm的氧化坑；非加工面與加工面連接部不允許存有氧化坑，加工表面單面只允許存在一個直徑小于5mm，深度小于0.3mm的氧化坑。

產(chǎn)生充不滿的原因主要有以下四點：石墨多了，堵塞鍛模型腔；預(yù)鍛打擊不充分；模具設(shè)計問題；輥坯調(diào)整不當(dāng)。

圖8所示的缺陷是由于鍛模型腔石墨多了，堵塞型腔。解決方式是在生產(chǎn)工藝上要規(guī)定定期檢查模具型腔。圖9所示的缺陷是由于輥坯調(diào)整不當(dāng)，大頭段坯料過少。

加工表面允許存有粗加工能夠加工掉的充不滿；非加工表面不允許存有充不滿。

產(chǎn)生切邊毛刺、切邊拉傷的原因有鍛模磨損、切邊模磨損、粘氧化皮或切邊凹模開裂。

圖10 切邊毛刺缺陷

圖11 切邊拉傷缺陷①

圖12 切邊拉傷缺陷②

圖10所示的缺陷為切邊毛刺，當(dāng)國內(nèi)剛出現(xiàn)脹斷連桿的時候，此缺陷允許存在，但隨著主機(jī)廠生產(chǎn)設(shè)備加工要求越來越嚴(yán)，目前對于具有全自動連桿生產(chǎn)線的廠家，均不允許有切邊毛刺的出現(xiàn)。

圖11、12所示的缺陷為切邊拉傷，其產(chǎn)生的主要原因是切邊刃口開裂，夾雜氧化皮。目前解決方式只能是在模具焊接工藝上做一些改進(jìn)。在連桿一區(qū)和大頭與桿部過渡處，不允許存有切邊拉傷；其他切邊位置不允許存有深度大于0.4mm的切邊拉傷，單位厘米面積上不允許兩條以上的切邊拉傷。

隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，主機(jī)廠對連桿的要求也會越來越嚴(yán)，只有我們了解了客戶的要求，并且不斷去改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，才能適應(yīng)市場發(fā)展，立于不敗之地。