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1、產(chǎn)品性能分析:減少活塞環(huán)的撓曲產(chǎn)品性能分析:減少活塞環(huán)的撓曲《中經(jīng)BP社》(日期:2002102113:39)撓曲度又是活塞環(huán)的一項(xiàng)重要性能指標(biāo),它影響活塞環(huán)的密封性能和耐磨性能等,當(dāng)活塞環(huán)的撓曲不合格時(shí),輕則造成竄氣、竄油,引起發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降,重則造成拉缸、咬死,而使發(fā)動(dòng)機(jī)不能工作。而球墨鑄鐵材料活塞環(huán)的撓曲問(wèn)題比其它一般合金鑄鐵活塞環(huán)顯得更為突出。經(jīng)過(guò)多年的研究,技術(shù)的不斷改進(jìn)和積累,在解決活塞環(huán)撓曲方面有了一定的經(jīng)驗(yàn)。下面就如何
2、解決球墨鑄鐵活塞環(huán)的撓曲問(wèn)題,按照球墨鑄鐵環(huán)的基本加工路線介紹一下我公司的做法。1鑄造鑄造由于球鐵環(huán)的彈性模量大、硬度高,切削加工中的切削力比合金鑄鐵大,切削時(shí)產(chǎn)生的切削應(yīng)力就大,造成球鐵環(huán)在加工過(guò)程中易產(chǎn)生撓曲,因此在球鐵環(huán)毛坯鑄造時(shí)就必須提高鑄造毛坯的質(zhì)量,減少端面和內(nèi)外圓的加工余量。我公司在1995年之前,球鐵環(huán)基本采用正圓毛坯,橢圓仿形,正圓加工內(nèi)圓,切削余量大,內(nèi)外圓余量不均勻,加工后環(huán)的內(nèi)部產(chǎn)生很大的應(yīng)力,造成撓曲較大。為了
3、解決這一問(wèn)題,公司對(duì)鑄造的球鐵環(huán)的環(huán)模和澆道進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),根據(jù)球鐵毛坯各極角在澆注過(guò)程中的收縮系數(shù)以及切削加工仿形時(shí)各極角的半徑向量,重新設(shè)計(jì)了環(huán)模,毛坯采用橢圓鑄造,同時(shí)采用俄羅斯造型機(jī)提高造型質(zhì)量。目前我公司球鐵環(huán)的外圓加工余量已由原來(lái)的1.2mm降為0.8mm,內(nèi)圓加工余量由原來(lái)的1.0mm降為0.6mm。由于球墨鑄鐵環(huán)采用了橢圓毛坯和內(nèi)、外圓、端面質(zhì)量的提高以及加工余量的減少,從而保證了加工時(shí)余量的均勻性,減少了切削應(yīng)力,為減
4、少活塞環(huán)的撓曲打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2熱處理熱處理為穩(wěn)定組織,消除鑄造、磨削時(shí)的熱應(yīng)力,我公司球鐵環(huán)在粗磨以后增加了一道退火工序。由于鑄造時(shí)球鐵環(huán)的組織一般存在偏析,有較大的不均勻性,公司在活塞環(huán)的中磨以后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,以達(dá)到預(yù)期的金相組織,提高球鐵環(huán)的綜合機(jī)械性能。過(guò)去淬火時(shí)用鋼絲捆扎后進(jìn)行淬火,由于活塞環(huán)直徑大,軸向高度和徑向厚度小,造成淬火后活塞環(huán)撓曲變形嚴(yán)重。為此我們?cè)O(shè)計(jì)了專用夾具進(jìn)行壓緊淬火,有效減少了淬火時(shí)的撓曲變形。為保證球鐵
5、環(huán)的調(diào)質(zhì)質(zhì)量,目前球鐵環(huán)淬火在中日合作的unicase滴注式氣體滲碳氮化爐自動(dòng)線對(duì)球鐵環(huán)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,淬火溫度一般控制在940~960℃,回火溫度控制在520~540℃。3機(jī)加工機(jī)加工活塞環(huán)在內(nèi)外圓切削加工過(guò)程中對(duì)活塞環(huán)的撓曲影響較大,因此工藝技術(shù)部門必須考慮在各道工序加工過(guò)程中的切削設(shè)備、裝夾方式和作業(yè)方法等。過(guò)去的球鐵為穩(wěn)定組織,消除鑄造、磨削時(shí)的熱應(yīng)力,我公司球鐵環(huán)在粗磨以后增加了一道退火工序。由于鑄造時(shí)球鐵環(huán)的組織一般存在偏析,
6、有較大的不均勻性,公司在活塞環(huán)的中磨以后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,以達(dá)到預(yù)期的金相組織,提高球鐵環(huán)的綜合機(jī)械性能。過(guò)去淬火時(shí)用鋼絲捆扎后進(jìn)行淬火,由于活塞環(huán)直徑大,軸向高度和徑向厚度小,造成淬火后活塞環(huán)撓曲變形嚴(yán)重。為此我們?cè)O(shè)計(jì)了專用夾具進(jìn)行壓緊淬火,有效減少了淬火時(shí)的撓曲變形。為保證球鐵環(huán)的調(diào)質(zhì)質(zhì)量,目前球鐵環(huán)淬火在中日合作的unicase滴注式氣體滲碳氮化爐自動(dòng)線對(duì)球鐵環(huán)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,淬火溫度一般控制在940~960℃,回火溫度控制在520~5
7、40℃。3機(jī)加工活塞環(huán)在內(nèi)外圓切削加工過(guò)程中對(duì)活塞環(huán)的撓曲影響較大,因此工藝技術(shù)部門必須考慮在各道工序加工過(guò)程中的切削設(shè)備、裝夾方式和作業(yè)方法等。過(guò)去的球鐵環(huán)粗加工一般采用外圓靠模仿形,內(nèi)圓正圓加工,由于內(nèi)圓在切口后壓縮到正圓加工,加工時(shí)環(huán)體內(nèi)產(chǎn)生較大的應(yīng)力,內(nèi)圓粗加工后撓曲變形較大,為解決這一問(wèn)題我們目前球鐵環(huán)的內(nèi)外圓粗加工基本上都采用內(nèi)外圓仿形設(shè)備進(jìn)行同時(shí)切削加工。在粗車內(nèi)外圓后,增加了一道至為關(guān)鍵的工序,即進(jìn)行球鐵環(huán)整撓處理。雖然
8、從鑄造到熱處理采取了各種措施,但球鐵環(huán)仍有一定的撓曲,為此必須進(jìn)行整撓。我公司球鐵環(huán)的整撓是用LDMC75型離子氮化爐進(jìn)行的,該設(shè)備優(yōu)點(diǎn)是真空度高,環(huán)體表面不易被氧化。在整撓時(shí),必須考慮整撓溫度對(duì)基體組織和機(jī)械性能的影響,由于球鐵環(huán)存在回火穩(wěn)定性,因此一般的整撓溫度要求低于回火溫度。目前我公司球鐵環(huán)的整撓溫度控制在470~510℃范圍內(nèi),保溫時(shí)間一般是1.5~2.5h,整撓時(shí)采用了專用夾具。采用此工藝后效果明顯,如我公司玉柴6105QC
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