金屬粉末可 能熔化。
[0044] 在另外某些示例性實施方式中，在所述燒結(jié)溫度下，燒結(jié)時間可以為約10至30分 鐘。當(dāng)燒結(jié)時間短于約10分鐘時，可能無法燒結(jié)金屬粉末。當(dāng)燒結(jié)時間長于約30分鐘時， 不會相應(yīng)地獲得燒結(jié)效果，由此可能使經(jīng)濟(jì)效率降低。
[0045] 在另外某些示例性實施方式中，燒結(jié)過程中的氣氛可包括氮?dú)猓∟2)和氫氣（H 2)， 且氮?dú)猓∟2)和氫氣（H2)的體積比可為約90:10。
[0046] 在其它某些示例性實施方式中，在第三步的半封閉式鍛造過程中進(jìn)行鍛造的鍛件 10周圍形成的飛邊20的平均厚度可在約0. 3至約0. 5mm的范圍內(nèi)。具體地，飛邊20的尺 寸可以為，具有5mm的約1/10的厚度，其相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)中的熱鍛工序中形成的飛邊的尺 寸。
[0047] 圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的示例性連桿的大端部分30、小 端部分31以及連接大端部分30和小端部分31的I端部分32。圖5還示意性地示出了使 用上模40和下模41通過半封閉式鍛造法對預(yù)成型體進(jìn)行鍛造而獲得的示例性連桿的I端 部分的橫截面33。這樣，可在上模具40和下模具41之間的空間中形成飛邊20。
[0048] 具體地，因為半封閉式鍛造中的模具的體積小于預(yù)成型體的體積，在鍛造過程中 殘余預(yù)成型體的材料可以以飛邊形式被推出模具。換言之，飛邊是預(yù)成型體的殘余部分，其 可被推至上模與下模之間的半封閉式空間中。隨后，當(dāng)飛邊20形成時，在進(jìn)行鍛造的鍛件 中可形成金屬流（其為纖維組織等）。因此，鍛件的強(qiáng)度和屈曲特性等可得到改進(jìn)。
[0049] 在某些示例性實施方式中，在第四步中，當(dāng)將經(jīng)歷鍛造的鍛件冷卻至常溫時，冷卻 速度可以在約〇. 8至約I. 2°C /s的范圍內(nèi)。當(dāng)冷卻溫度小于約0. 8°C /s時，生產(chǎn)率可能因 冷卻速度過度降低而降低。當(dāng)冷卻速度大于I. 2°C /s時，鍛件的脆性等可能因快速冷卻而 升尚。
[0050] 在另外某些示例性實施方式中，在第五步中，可在冷態(tài)下進(jìn)行移除飛邊的沖壓工 序。此外，在第一步中形成的成型體的平均密度可以在約6. 3至6. 9的范圍內(nèi)，且在第三步 中進(jìn)行鍛造的鍛件的平均密度可以在約7. 75至7. 82的范圍內(nèi)。此外，在第六步的噴丸處 理過程中，鍛件的表面粗糙度可以適當(dāng)?shù)貫?，例如?0 ym至60 μπι，例如約30 μπι。
[0051] 同時，由于在第一步中使用金屬粉末等形成形狀和尺寸與最終產(chǎn)品連桿相似的預(yù) 成型體，與在現(xiàn)有技術(shù)中通過熱鍛工序產(chǎn)生的飛邊的量相比，在第二步的半封閉式鍛造中 產(chǎn)生的飛邊的量可減少例如高達(dá)20%、30 %、40%、50%或約55%或更多，因此能夠因減少 的飛邊量而節(jié)省制造成本。
[0052] 當(dāng)通過應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)中的燒結(jié)鍛造工序來制造連桿時，精密成形壓力機(jī)的成形模 具所需的沖頭數(shù)在其上端可以約為四，在其下端約為四，總共需要八個沖頭。然而，對于用 于形成根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的預(yù)成型體的壓力機(jī)，所需的成型模具沖頭數(shù)在其上端 可以約為二，在其下端約為三，總共需要五個沖頭。因此，可降低壓力機(jī)的維護(hù)和管理成本。 通過減少成型模具的沖頭數(shù)量，還可實現(xiàn)預(yù)成型體的形狀簡化和體積優(yōu)化，并通過隨后進(jìn) 行的熱鍛造來引起金屬流的增加。
[0053] 此外，由于在第二步中可以同熱鍛工序（當(dāng)使用熱鍛法制造鍛件時）那樣來應(yīng)用 半封閉式鍛造，金屬流（其是通過使得根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式制造的連桿中的晶粒 能夠在預(yù)定方向上滑動而形成的纖維組織）可增加，且增加的金屬流可改善連桿的強(qiáng)度和 屈曲特性等。
[0054] 圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式通過使用半封閉式燒結(jié)鍛造而制造 的連桿的I橫截面部分處的金屬流的照片視圖。圖7示出了通過使用現(xiàn)有技術(shù)中的熱鍛法 制造的示例性連桿的I橫截面部分處的金屬流的照片視圖。如圖6和圖7所示，如上文所 述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式通過半封閉式燒結(jié)鍛造法制造的連桿的金屬流可以與在 通過現(xiàn)有技術(shù)中的熱鍛法制造的連桿中形成的金屬流相似。此外，制造的連桿的物理特性 例如抗張強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度可以因通過應(yīng)用半封閉式燒結(jié)鍛造工序所形成的金屬流而得到 改善。
[0055] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式通過使用半封閉式燒結(jié)鍛造法制造的示例 性連桿的微觀組織的微觀視圖；圖9是使用現(xiàn)有技術(shù)中的熱鍛法制造的示例性連桿的微觀 組織的微觀視圖；圖10是使用現(xiàn)有技術(shù)中的燒結(jié)鍛造法制造的示例性連桿的微觀組織的 微觀視圖。如圖8、9和10所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式使用半封閉式燒結(jié)鍛造法制 造的連桿的微觀組織可以與使用現(xiàn)有技術(shù)中的熱鍛法制造的連桿一樣精細(xì)，并且同通過使 用現(xiàn)有技術(shù)中的燒結(jié)鍛造法所制造的連桿那樣，在根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的連桿中可 包含有貝氏體（其是黑色針狀增強(qiáng)組織）。
[0056] 在其它方面，根據(jù)本發(fā)明各示例性實施方式的制造連桿的方法可應(yīng)用于制造需要 優(yōu)異的強(qiáng)度和屈曲特性等的連桿的方法中。
[0057] 實施例
[0058] 在下文中，將通過實施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。這些實施例僅用于示例說明本發(fā) 明，本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯可見，本發(fā)明的范圍不應(yīng)解讀為受限于這些實施例。
[0059] 將根據(jù)本發(fā)明的各種示例性實施方式通過使用半封閉式燒結(jié)鍛造法制造連桿的 方法而制造的實施例的屈服強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度與通過使用現(xiàn)有技術(shù)中的燒結(jié)鍛造法而制造 的比較例的屈服強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度進(jìn)行比較。
[0060] [表 1]
[0061]
[0062] 在表1中，示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式在相同條件下重復(fù)制造的實施例 1-5和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的燒結(jié)鍛造工序而重復(fù)制造的比較例1-5的屈服強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度， 并對其進(jìn)行比較。
[0063] 具體而言，表1中實施例1-5的平均屈服強(qiáng)度為約793. 8MPa，與比較例1-5的平 均屈服強(qiáng)度（約713. 6MPa)相比，提高了約11%。此外，實施例1-5的平均抗張強(qiáng)度為約 1，043. 4MPa，與比較例1-5的平均抗張強(qiáng)度（約944MPa)相比，提高了約10%。
[0064] [表 2]
[0065]
[0066] 在表2中，顯示了應(yīng)用了熱鍛工序的比較例6、應(yīng)用了燒結(jié)鍛造工序的比較例7和 應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的半封閉式燒結(jié)鍛造工序的實施例1的原材料添加重 量、最終鍛件的重量以及生產(chǎn)成本，并對其進(jìn)行比較。
[0067] 在實施例1的情形中，添加的原材料重量為約45kg，生產(chǎn)的最終鍛件的重量為約 36kg，因此損失重量為約9kg，損失重量數(shù)值明顯低于應(yīng)用了熱鍛工序的比較例6,但略高 于應(yīng)用了燒結(jié)鍛造工序的比較例7。然而，如果將比較例6的生產(chǎn)成本設(shè)為1，則比較例7 的生產(chǎn)成本為約0. 89,實施例1的生產(chǎn)成本為約0. 85,實施例1可將成本降至最低。相應(yīng) 地，實施例1的重量損失略高于比較例7,實施例1的總生產(chǎn)成本是最低的。
[0068] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的半封閉式燒結(jié)鍛造工序的生產(chǎn)成本可以降低，因為其與 熱鍛工序不同，未包含激光刻槽工序（laser notch process)、小端部分鉆孔工序、壓印工 序（coining process)、剩余應(yīng)力熱處理工序、大端部分的內(nèi)徑粗切削工序等，并且還因為 與燒結(jié)鍛造工序不同，可以應(yīng)用廉價的一般壓制成形代替昂貴的精密壓制成形。
[0069] 因此，與現(xiàn)有技術(shù)中使用的熱鍛工序或燒結(jié)鍛造工序相比，對于根據(jù)本發(fā)明各示 例性實施方式通過使用半封閉式燒結(jié)鍛造制造連桿的方法，制造成本得以降低，并且可確 保與通過使用熱鍛法制造的連桿相同的金屬流，由此作為最終鍛件的連桿的機(jī)械特性例如 屈服強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度得以改善。
[0070] 如上所述，已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的示例性實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是實施方 式僅為示例說明而且本發(fā)明并不限于此。所描述的實施方式可以由本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的技 術(shù)人員改變或修改而不脫離本發(fā)明的范圍，并且在本發(fā)明的技術(shù)精神和所附權(quán)利要求的等 同范圍內(nèi)的多種改變和修改是可行的。
【主權(quán)項】
1. 一種通過使用半封閉式燒結(jié)鍛造來制造連桿的方法，包括以下步驟： 第一步，將燒結(jié)材料的金屬粉末置于封閉的模具中，然后通過使用一般成形壓力機(jī)形 成預(yù)成型體； 第二步，對所形成的預(yù)成型體進(jìn)行加熱，以燒結(jié)所述預(yù)成型體； 第三步，對燒結(jié)的預(yù)成型體進(jìn)行半封閉式鍛造，以制造鍛件； 第四步，將制造的鍛件冷卻至常溫； 第五步，通過沖壓工序從冷卻的鍛件移除飛邊；和 第六步，通過噴丸處理來制造所述連桿，從而將移除了飛邊的鍛件的表面上存在的雜 質(zhì)去除。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第二步中，燒結(jié)溫度在1100至1250°C的范 圍內(nèi)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在所述燒結(jié)溫度下進(jìn)行的燒結(jié)時間為10至30分 鐘。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第二步中，燒結(jié)過程中的氣氛包括氮?dú)?(N2)和氫氣（H2)，氮?dú)猓∟2)與氫氣（H2)的體積比為約90:10。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第三步中，在所述鍛件周圍形成的飛邊的 平均厚度在〇. 3至0. 5mm的范圍內(nèi)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第四步中，當(dāng)將經(jīng)歷鍛造的所述鍛件冷卻 至常溫時，冷卻速度在0. 8至I. 2°C/s的范圍內(nèi)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第六步的拋丸處理過程中，所述鍛件的表 面粗糙度為約30ym。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過使用在上端具有兩個沖頭且在下端具有三個 沖頭的成形模具來形成所述預(yù)成型體。9. 一種用于車輛的連桿，其通過權(quán)利要求1所述的方法制造。
【專利摘要】公開的是一種通過半封閉式燒結(jié)鍛造來制造連桿的方法。該方法包括以下步驟：第一步，將燒結(jié)材料的金屬粉末置于封閉的模具中，然后通過使用一般成形壓力機(jī)形成預(yù)成型體；第二步，對所形成的預(yù)成型體進(jìn)行加熱，以燒結(jié)該預(yù)成型體；第三步，對燒結(jié)的預(yù)成型體進(jìn)行半封閉式鍛造，以制造鍛件；第四步，將制造的鍛件冷卻至常溫；第五步，通過沖壓工序從冷卻的鍛件移除飛邊；和第六步，通過噴丸處理來制造連桿，從而將移除了飛邊的鍛件的表面上存在的雜質(zhì)去除。
【IPC分類】B22F3/17
【公開號】CN104889407
【申請?zhí)枴緾N201410745512
【發(fā)明人】金鶴洙, 鄭富龍
【申請人】現(xiàn)代自動車株式會社
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2014年12月8日
【公告號】DE102014223684A1, US20150246393