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发动机连杆是汽车发动机重要零部件之一,发动机连杆对力学性能和装配精度要求较高。20世纪90年代发展起来的连杆裂解加工技术已逐步取代传统的连杆加工工艺。连杆的裂解加工技术取消了对连杆盖和连杆体结合面进行拉削、洗削、加工定位孔等复杂工序,而是利用剖分断裂后自然形成的三维曲面实现精确装配。与传统加工工艺相比裂解加工工艺简单、生产效率高、生产成本低、装配精度高。 连杆裂解技术要求连杆体和连杆盖在几乎不发生塑性变形的条件下实现脆性断裂,同时要保证断裂面强度和连杆的综合力学性能,因此该工艺对裂解材料要求严格。目前,裂解用材料种类比较有限,局限于高碳钢、粉末冶金、可锻铸铁等,而铝合金、钛合金、40Cr等材料均无法应用于裂解技术。 本文研究了2A14/A390双金属复合铸造裂解连杆的固溶热处理工艺,通过控制其热处理参数获得了力学性能优良、组织致密,界面结合良好的实验模型,在实际生产中可大幅提高产品综合性能。本论文的主要研究结论如下: (1)研究了A1—A1复合双金属铸件热处理的可行性,研究了固溶热处理工艺参数对双金属复合铸件组织、力学性能、界面质量的影响。研究表明要获得力学性能优良、组织致密、界面良好的双金属复合铸件,必须严格控制固溶温度、固溶时间。2A14/A390双金属复合铸造裂解连杆的最佳固溶工艺参数为500℃固溶4小时。 (2)研究了复合材料的力学性能和界面质量,研究表明固溶热处理后材料的抗拉强度为302.31MPa,强度提高了16%。界面显微硬度明细提高,组织中细长的共晶硅变成颗粒状弥散在基体中,光谱分析显示界面两侧元素分布更加均匀。其中界面处A390一侧Si含量降低,界面处2A14一侧Si含量增加现象明显,说明热处理后界面两侧元素充分扩散,双金属复合界面的冶金结合更加紧密。 (3)对热处理后的的试样进行裂解实验,裂解后对其断口分析,断口平坦,表面有大量光亮的准解理面,呈明显脆性断裂特征,并且断口撕裂、崩角、断裂面台阶、夹屑、外缘暴口、裂纹等裂解缺陷明显减少。