发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锤上自由锻船用连杆锻造工艺及其锻造工具，应用于细化大截面船用连杆内部晶粒，锻造工艺简单巧妙，可以有效解决背景技术中的技术问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种锤上自由锻船用连杆锻造工艺，包括以下步骤：

A、将连杆置于锻锤与砧座之间，将砧块置于连杆的上平面中心；

B、锻锤向下打击砧块，砧块向下压入连杆的上平面的有效深度为h；

C、将砧块向上取出，再将砧块在连杆的上平面上沿中心向四周移位，锻锤向下打击砧块，砧块向下压入连杆的上平面的有效深度为h，直至整个上平面都压下相同的有效深度h；

D、将连杆沿轴线180°翻身，使连杆的下平面朝上，砧块置于连杆的下平面中心，锻锤向下打击砧块，采用与上平面相同的锻造方式，直至整个下平面都压下相同的有效深度h。

通过采用上述技术方案，自中心向四周移位的锻压方式，结合了连杆大截面上平面中心位置的温度较边缘位置较高的特点，利用中心位置为基准，此中心位置较易压下，施以同样的锻锤压力可使变形量加大，加之处于连杆表面中心位置处，使得连杆在初次被锻压时受力均匀，变形匀称，有利于其内部晶粒的细化。而传统的自边缘向整个平面扩展的方式，在初次对连杆进行锻压时，因处于边缘，整个连杆平面的受力不均匀，变形无规律，且施以同样的锻锤压力时，变形量较小，以边缘位置为基准，要达到同样的有效深度，需要多次地对同一平面反复地进行锻压，工序复杂，生产效率低下。而采用本方案中砧块初始的压下的巧妙位置、有效深度h及变形方式，在锤上自由锻造大截面船用连杆时能有效细化内部晶粒，提高生产效率，使连杆整体截面内外晶粒均匀，提高产品在交变应力下抗疲劳性，符合产品超声波探伤要求。

作为本发明的进一步改进，所述步骤B、步骤C和步骤D中的有效深度h≥20％连杆高度H。通过采用上述技术方案，连杆高度H为初始状态下的连杆大截面段的上平面与下平面之间的高度，各步骤中的有效深度h≥20％连杆高度H，在施以与传统技术同样的锻锤压力的情况下，可以达到有效深度的最优最大化，提高锻造质量和效率。上平面及下平面均压入此有效深度，有效地提高了连杆内部晶粒的细化程度。

作为本发明的进一步改进，所述砧块为平砧或V字砧。通过采用上述技术方案，砧块可根据实际需求选择平砧或V字砧，采用本申请工艺，也可以解决背景技术中的问题。

作为本发明的进一步改进，所述锤上自由锻船用连杆锻造工艺的锻造温度应在终锻温度范围内。通过采用上述技术方案，各步骤的锻造温度在终锻温度范围内，终锻温度的高低与所锻造的材料有关，不同的材料其终锻温度是不一样的，故在终锻温度范围内锻压，有利于根据实际材料而选择不同的终锻温度，提高锻造质量。

作为本发明的进一步改进，所述锤上自由锻船用连杆锻造工艺适用于液压机自由锻造大截面锻件。通过采用上述技术方案，适应于液压机对大截面锻件进行自由锻造，符合生产需求需要，有利于推广应用。

作为本发明的进一步改进，所述锤上自由锻船用连杆锻造工艺适用于大截面碳钢、合金钢、不锈钢材料的细化晶粒。通过采用上述技术方案，不同材料均可采用此工艺进行晶粒细化，适应范围广。

一种锤上自由锻船用连杆锻造工具，应用于上述任一项方案所述的锤上自由锻船用连杆锻造工艺，包括锻锤、砧块和砧座，使用时，连杆置于锻锤与砧座之间，砧块置于连杆的上平面或下平面，砧块自中心向向四周移位；所述砧块包括包括基座及凸出于基座表面的凸台，所述凸台包括第一凸出部和第二凸出部，所述第一凸出部和第二凸出部构成一V字型。通过采用上述技术方案，因凸台凸出于基座表面，使用时，将带有凸台的那一面对准连杆，锻锤向下打击基座，凸台向下作用于连杆使连杆在高度方向上产生变形，可有效细化船用柴油机连杆内部晶粒，提高自由锻造大截面连杆连杆内部质量。第一凸出部和第二凸出部构成一V字型，即凸台的横截面为V字型，基座和凸台构成一单V字砧的锻造工具，使得凸台在锻造过程中受力匀称，不至于横向移动，有利于提高锻造质量和效率。当然，适应于上述工艺的其他方案中，也可采用平砧，但本方案中采用此种V字砧，为优选方案。

作为本发明的进一步改进，所述第一凸出部具有第一倾斜面和第二倾斜面，第一倾斜面的底部连接基座的上表面，第二倾斜面的底部连接基座的上表面，第一倾斜面的顶部与第二倾斜面的顶部相接合，接合处为第一连接线；所述第二凸出部具有第三倾斜面和第四倾斜面，第三倾斜面的底部连接基座的上表面，第四倾斜面的底部连接基座的上表面，第三倾斜面的顶部与第四倾斜面的顶部相接合，接合处为第二连接线；第二倾斜面与第四倾斜面相接合，接合处为第三连接线，第一倾斜面与第三倾斜面相接合，接合处为第四连接线。通过采用上述技术方案，第一凸出部及第二凸出部各自的纵向截面呈三角形，顶部较尖，有利于对连杆进行高效锻压。使用时，基座上表面朝下，即需要将凸台用以接触连杆上平面，提高锻压效果。

作为本发明的进一步改进，所述第一倾斜面的左侧部与基座的左表面接合，接合处为第五连接线，第一倾斜面的前侧部与基座的前表面接合，接合处为第六连接线；第二倾斜面的前侧部与基座的前表面接合，接合处为第七连接线；第四倾斜面的前部与基座的前表面接合，接合处为第八连接线，第三倾斜面的前侧部与基座的前表面接合，接合处为第九连接线，第三倾斜面的右侧部与基座的右表面接合，接合处为第十连接线。通过采用上述技术方案，凸台与基座的各侧表面的接合处不规整，高低错落有致，形成不平整的表面，加强了有效锻压的部位面积，提高了锻造效果。

作为本发明的进一步改进，所述第一倾斜面与第二倾斜面的夹角范围为145°～170°；所述第三倾斜面与第四倾斜面的夹角范围为145°～170°；所述凸台的凸起高度为10mm～50mm。通过采用上述技术方案，采用此夹角范围而不采用其他范围，一方面有利于提高锻造效果，另一方面，因是钝角，也一定程度上不会对连杆或凸台本身造成损坏，提高了使用寿命。凸台的凸起高度范围，便于凸台的形状尺寸设计，也有利于对连杆形成高效高质地加工，提高锻造效果。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：自中心向四周移位的锻压方式，利用中心位置为基准，施以同样的锻锤压力可使变形量加大，不能使得连杆在初次被锻压时受力均匀，变形匀称，有利于其内部晶粒的细化，同时提高生产效率，使连杆整体截面内外晶粒均匀，提高产品在交变应力下抗疲劳性，符合产品超声波探伤要求。