汽车连杆零件的选材及热处理工艺与设备设计【字数：12787】
摘 要通过这篇论文，设计了关于汽车连杆零件的选材及热处理的相关工艺流程，旨在获得使用寿命长久，性能优异的汽车连杆零件。在零件选材上，选用了常见的45钢材料，这可以在生产成本上有一定程度的降低。在后续的热处理部分，则采取了淬火加高温回火的方法。在淬火之后，得到了大量马氏体和部分残余奥氏体，这时的零件极易发生变形等不良现象，之后通过高温回火得到具有良好综合性能的回火索氏体，这样，就可以改善零件的加工性能，提高连杆零件的韧性及硬度，得到性能更加优异的汽车连杆零件。同时，也设计对连杆进行热处理的设备，以此来满足企业对45钢汽车连杆批量生产的要求，同时也保证了热处理过程能够安全有效的进行。
目录
1.绪论 5
1.1研究的目的 5
1.2课题的现状 5
1.3课题的展望 6
2.连杆的概述与分析 7
2.1连杆的形状与尺寸 7
2.2连杆的工作环境和性能要求 8
2.3连杆的受力与失效分析 8
3.材料选择与分析 10
3.1材料的选择 10
3.2材料的化学成分 11
3.3材料的特性 12
4.热处理工艺 14
4.1热处理的目的 14
4.2热处理工艺流程 14
4.3热处理的工艺 14
4.3.1预备热处理 14
4.3.2淬火 16
4.3.3回火 17
5.热处理设备 19
5.1热处理设备简介 19
5.2电阻炉的设计 19
6. 热处理的质量检验、缺陷控制及防止措施 21
6.1热处理质量检验 21
6.2热处理缺陷分析和防止措施 21
6.2.1淬火缺陷及补救措施 21
6.2.2回火缺陷及预防 22
7. 热处理工艺卡片 23
8. 结论 25
参考文献 26
致谢 27
1.绪论
1.1研究的目的
汽车连杆零件在汽车发动机中占有重要的地位。汽车发动机通过连杆与外界进行连接，它 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
可以使得机构的往复运动，转变为旋转运动。在汽车生产中，这一个小部件的好坏对于整个发动机的好坏，乃至整辆汽车的好坏都有决定性的作用。因此，如何得到优质的汽车连杆零件是现如今汽车行业的一大难题，所以本文旨在探究如何采用合适的材料制造汽车连杆零件，并选用恰当的热处理设备，以及选择适当的方法对其进行热处理。
这篇论文所要研究的目的是为了得到性能更加优异，使用寿命更加长久的连杆零件，以此来满足汽车连杆那日益复杂的工作环境。随着汽车行业的发展，人们对汽车连杆性能方面的要求会越来越高。只有如连杆这样的基础零部件的性能得到了提高，整个汽车的各方面的性能，车辆的速度、使用年限及安全等方面才能取得更加稳步的发展。所以，设计汽车连杆的工艺是十分有意义的一件事。
1.2课题的现状
我国的汽车连杆的技术层面上与国外差别不大，但在连杆生产的轻量化上，还有待提高[1]。而传统的汽车连杆生产工艺一般是以调质钢为材料，先进行锻造，而后进行正火处理，之后再配合以调质，最后再进行机械加工。这套工艺目前早已趋于成熟，目前我国大部分厂家都是以这种工艺来进行汽车连杆的生产。不过，这套工艺也有很明显的缺点，该方法生产连杆零件时，整个工艺过程用时相对较长，而且整个工艺生产时消耗能量较大，并且加工出的产品表面氧化脱碳情况比较严重。因此，在使用该方法生产连杆零件时，会在材料表面进行一定程度的喷丸强化，或者采用一定量的热化学处理，这样可以提高所生产连杆零件的疲劳强度，也可以提高生产零件的韧性，以此来保证质量。由于这种生产工艺比较复杂，以及它的成本较高，耗时较长等方面原因，随着新材料和新技术的发展，正被逐步取代中。
目前，我国正在尝试用非调质钢代替调质钢来生产汽车连杆零件。在欧美等国家，在上个世纪的时候，就已经出现了非调质钢生产的汽车连杆。非调质钢一般指，在中碳钢中加入一部分的微量元素，使得钢材获得一些性能上的强化。而且由于加入的是微量元素，它的价格相对便宜，又因为非调质钢的成产工艺等方面的因素，使得它可以省略锻后的热处理工艺，这样就大大减少了生产工序，极大的降低了生产成本，这也是非调质钢取代调质钢的重要原因之一[2]。不过，由于我国在控制锻造加热温度，以及锻后的冷却速度等方面的技术还不够完善，所以我国目前还没办法完全用非调质钢代替调质钢来生产汽车连杆零件。不过，随着技术的发展，以及人们对优质汽车连杆的需求，非调质钢连杆的生产技术会取得快速的发展。
1.3课题的展望
目前，汽车连杆的发展主要有三个要求，即连杆的高强度、轻量化、低成本，这三个要求是未来发展连杆生产技术的主要趋势。为了满足这方面要求，非调质钢和金属基复合材料就成了未来的热门选项。非调质钢，它最大的优点是在锻造后，不需要进行后续的热处理，而且它在性能上，并不输于调质钢生产的连杆，这就大大节约了成本。而金属基复合材料的优势在于，它是一种轻质的材料，它可以减小连杆总体的重量，这就使得连杆在运动时的惯性力及振动幅度有了一定程度的降低，因而连杆的性能得到了提高，使用寿命得到了提升，而且它在强度、质量和成本等方面与其他材料相比有较大的优势，是未来主要的研究方向。不过，现阶段金属基复合材料在制造和生产的工艺上不够成熟，其具体的生产成本还没足够的技术进行有效的控制。
2.连杆的概述与分析
2.1连杆的形状与尺寸
连杆由连杆体、连杆轴、连杆螺栓和连杆盖组成，它的结构简图如图21所示。连杆体与连杆盖又由连杆小头、杆身和连杆大头组装而成。其中，连杆小头要受到具体的与其连接的部件大小的影响，在实际的生产中会对它详细的大小参数有具体的规定。连杆大头则要求采用刚度较高，质量较轻的材料来制作，这样就可以减小它在实际应用中受到的作用力，提高它的使用年限。连杆大头是可以将其进行分解的，因此，为了保证它能够紧密连接，要对连杆螺栓施加足够大拧紧力矩，来保证它的连接足够紧密。至于连杆杆身，将它切开后，你会发现它的断面是工字型的，这有利于它承受更大的力而保持其本身的形状，使得它具有较大的刚度，且质量也较轻适于进行模锻[3]。同时连杆螺栓关于弹性方面的能力也应得到加强，是因为在工作环境下，连杆螺栓会处在交变载荷的作用下，产生一些不良的危害。为此，要对过度圆角进行精细的加工，这样就可以消除应力集中的现象，以便，通过这种手段来使它的疲劳强度得到提高。通常，应采用优质的合金钢来制造连杆螺栓，然后在经调质过后，再对其表面进行防锈处理。
目录
1.绪论 5
1.1研究的目的 5
1.2课题的现状 5
1.3课题的展望 6
2.连杆的概述与分析 7
2.1连杆的形状与尺寸 7
2.2连杆的工作环境和性能要求 8
2.3连杆的受力与失效分析 8
3.材料选择与分析 10
3.1材料的选择 10
3.2材料的化学成分 11
3.3材料的特性 12
4.热处理工艺 14
4.1热处理的目的 14
4.2热处理工艺流程 14
4.3热处理的工艺 14
4.3.1预备热处理 14
4.3.2淬火 16
4.3.3回火 17
5.热处理设备 19
5.1热处理设备简介 19
5.2电阻炉的设计 19
6. 热处理的质量检验、缺陷控制及防止措施 21
6.1热处理质量检验 21
6.2热处理缺陷分析和防止措施 21
6.2.1淬火缺陷及补救措施 21
6.2.2回火缺陷及预防 22
7. 热处理工艺卡片 23
8. 结论 25
参考文献 26
致谢 27
1.绪论
1.1研究的目的
汽车连杆零件在汽车发动机中占有重要的地位。汽车发动机通过连杆与外界进行连接，它 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
可以使得机构的往复运动，转变为旋转运动。在汽车生产中，这一个小部件的好坏对于整个发动机的好坏，乃至整辆汽车的好坏都有决定性的作用。因此，如何得到优质的汽车连杆零件是现如今汽车行业的一大难题，所以本文旨在探究如何采用合适的材料制造汽车连杆零件，并选用恰当的热处理设备，以及选择适当的方法对其进行热处理。
这篇论文所要研究的目的是为了得到性能更加优异，使用寿命更加长久的连杆零件，以此来满足汽车连杆那日益复杂的工作环境。随着汽车行业的发展，人们对汽车连杆性能方面的要求会越来越高。只有如连杆这样的基础零部件的性能得到了提高，整个汽车的各方面的性能，车辆的速度、使用年限及安全等方面才能取得更加稳步的发展。所以，设计汽车连杆的工艺是十分有意义的一件事。
1.2课题的现状
我国的汽车连杆的技术层面上与国外差别不大，但在连杆生产的轻量化上，还有待提高[1]。而传统的汽车连杆生产工艺一般是以调质钢为材料，先进行锻造，而后进行正火处理，之后再配合以调质，最后再进行机械加工。这套工艺目前早已趋于成熟，目前我国大部分厂家都是以这种工艺来进行汽车连杆的生产。不过，这套工艺也有很明显的缺点，该方法生产连杆零件时，整个工艺过程用时相对较长，而且整个工艺生产时消耗能量较大，并且加工出的产品表面氧化脱碳情况比较严重。因此，在使用该方法生产连杆零件时，会在材料表面进行一定程度的喷丸强化，或者采用一定量的热化学处理，这样可以提高所生产连杆零件的疲劳强度，也可以提高生产零件的韧性，以此来保证质量。由于这种生产工艺比较复杂，以及它的成本较高，耗时较长等方面原因，随着新材料和新技术的发展，正被逐步取代中。
目前，我国正在尝试用非调质钢代替调质钢来生产汽车连杆零件。在欧美等国家，在上个世纪的时候，就已经出现了非调质钢生产的汽车连杆。非调质钢一般指，在中碳钢中加入一部分的微量元素，使得钢材获得一些性能上的强化。而且由于加入的是微量元素，它的价格相对便宜，又因为非调质钢的成产工艺等方面的因素，使得它可以省略锻后的热处理工艺，这样就大大减少了生产工序，极大的降低了生产成本，这也是非调质钢取代调质钢的重要原因之一[2]。不过，由于我国在控制锻造加热温度，以及锻后的冷却速度等方面的技术还不够完善，所以我国目前还没办法完全用非调质钢代替调质钢来生产汽车连杆零件。不过，随着技术的发展，以及人们对优质汽车连杆的需求，非调质钢连杆的生产技术会取得快速的发展。
1.3课题的展望
目前，汽车连杆的发展主要有三个要求，即连杆的高强度、轻量化、低成本，这三个要求是未来发展连杆生产技术的主要趋势。为了满足这方面要求，非调质钢和金属基复合材料就成了未来的热门选项。非调质钢，它最大的优点是在锻造后，不需要进行后续的热处理，而且它在性能上，并不输于调质钢生产的连杆，这就大大节约了成本。而金属基复合材料的优势在于，它是一种轻质的材料，它可以减小连杆总体的重量，这就使得连杆在运动时的惯性力及振动幅度有了一定程度的降低，因而连杆的性能得到了提高，使用寿命得到了提升，而且它在强度、质量和成本等方面与其他材料相比有较大的优势，是未来主要的研究方向。不过，现阶段金属基复合材料在制造和生产的工艺上不够成熟，其具体的生产成本还没足够的技术进行有效的控制。
2.连杆的概述与分析
2.1连杆的形状与尺寸
连杆由连杆体、连杆轴、连杆螺栓和连杆盖组成，它的结构简图如图21所示。连杆体与连杆盖又由连杆小头、杆身和连杆大头组装而成。其中，连杆小头要受到具体的与其连接的部件大小的影响，在实际的生产中会对它详细的大小参数有具体的规定。连杆大头则要求采用刚度较高，质量较轻的材料来制作，这样就可以减小它在实际应用中受到的作用力，提高它的使用年限。连杆大头是可以将其进行分解的，因此，为了保证它能够紧密连接，要对连杆螺栓施加足够大拧紧力矩，来保证它的连接足够紧密。至于连杆杆身，将它切开后，你会发现它的断面是工字型的，这有利于它承受更大的力而保持其本身的形状，使得它具有较大的刚度，且质量也较轻适于进行模锻[3]。同时连杆螺栓关于弹性方面的能力也应得到加强，是因为在工作环境下，连杆螺栓会处在交变载荷的作用下，产生一些不良的危害。为此，要对过度圆角进行精细的加工，这样就可以消除应力集中的现象，以便，通过这种手段来使它的疲劳强度得到提高。通常，应采用优质的合金钢来制造连杆螺栓，然后在经调质过后，再对其表面进行防锈处理。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/gfzcl/70.html
