CN101579800A - 一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺，它涉及一种金属塑性成形技术，属于长轴类零件的精密锻造成形技术领域。它的工艺步骤依次包括选料、下料、中频加热、头部镦粗、筒形反挤成形、毛坯球化退火并磷皂化处理、柄部减径、筒形冷精整成形。本发明的优点是：免焊接，工艺简单，生产成本低；产品材料内部组织致密均匀，强度比传统工艺提高二倍以上；生产过程几乎没有材料损耗，材料利用率提高30％左右；产品精度有所提高，产品内腔同轴度φ0.10mm以内，分度误差±3′，粗糙度≤Ra 0.8。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属塑性成形技术，属于长轴类零件的精密锻造成形技术领域。
背景技术
传统一体式长轴内球笼零件的生产工艺为：1、金属切削加工长轴；2、切削加工后的长轴摩擦焊接内球笼坯料；3、对内球笼坯料进行热模锻加工后再切削加工；4、楔横轧后切削加工。按传统生产工艺制备的一体式长轴内球笼零件存在如下缺陷：1、由于产品内部金属流线是断裂的，因此产品强度不高；2、由于采用大量切削加工工艺，因此生产过程材料损耗大；3、生产工艺繁琐，生产成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种免焊接、锻件产品强度高、材料损耗低、锻件产品精度高的一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺。
本发明的技术解决方案是：一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺，其工艺步骤是：选料、下料、中频加热、头部镦粗、筒形反挤成形、毛坯球化退火并磷皂化处理、柄部减径、筒形冷精整成形。
所述选料是指选用含碳量低于0.55％的碳钢或合金钢圆钢棒料。
所述下料是指取
的原料钢锯切，下料重量与锻件产品重量一致。
所述中频加热是指使用中频炉加热对毛坯加热一次，温度控制在780℃～850℃，频率控制在20S～25S。
所述头部镦粗是指采用温锻工艺对工件头部镦粗，工序温度控制在760℃～850℃，控制坯料柄部重量等于锻件产品柄部重量的100～103％。
所述筒形反挤成形是指采用温锻工艺对工件镦粗的头部进行反挤成形，工序温度控制在720℃～780℃，控制筒形部分孔深约为锻件产品孔深的80％，筒部底部厚度和锻件产品底部厚度一样，筒形外径比锻件产品外径大3～4毫米。
所述球化退火是指加热温度750℃±10℃，保温2小时，随炉冷却到680℃±10℃，保温3～4小时，再随炉冷却到500℃后出炉空冷。退火硬度≤85HB，晶粒度≥6级。
所述磷皂化处理是指50℃～60℃酸洗5～8分钟，清水漂洗2分钟，70℃～80℃磷化8～12分钟，清水漂洗2分钟，80℃～85℃皂化8～10分钟。
所述柄部减径是指采用冷锻工艺，经过多次减径挤压，将柄部尺寸减径挤压至产品尺寸。
所述筒形冷精整成形是指采用冷锻工艺，对坯料筒形部分进行精整成形，筒形直径变量3～4毫米，精整成形后的锻件产品筒形孔深略大于成品孔深2～5mm，其余尺寸应符合成品图纸设计要求。
本发明工艺和传统工艺相比，其优点如下：
1、免焊接，工艺简单，生产成本低。
2、由于产品挤压成形，金属材料流线符合锻件外形并呈轴向连续对称分布，同时产品材料内部组织致密均匀，使产品强度比传统工艺提高二倍以上。
3、由于产品由棒料经温、冷成形，直接达到产品内腔、外形的形状和精度要求，生产过程几乎没有材料损耗，材料利用率提高30％左右。
4、产品精度有所提高，产品内腔同轴度
以内，分度误差±3′，粗糙度≤Ra 0.8。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
图2为本发明产品形状变化过程图。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
具体实施方式
本发明产品开发时使用模具CAD/CAM和三维模拟成形软件进行模具及工艺成形设计。具体工艺流程：选料→下料→中频加热→头部镦粗→筒形反挤成形→球化退火→磷皂化处理→减径I→减径II→减径III→筒形冷精整成形。
更为具体的工艺步骤为：
1、选料，选用含碳量低于0.55％的碳钢或合金钢圆钢棒料。
2、下料，取
的原料钢锯切，下料重量与锻件产品重量一致。
3、中频加热，使用中频炉加热对毛坯加热一次，温度控制在780℃～850℃，频率控制在20S～25S，加热过程中，低于温度标准的可重新加热，高于温度标准的报废。
4、头部镦粗，采用温锻工艺对工件头部镦粗，工序温度控制在760℃～850℃，控制坯料柄部重量等于锻件产品柄部重量的100～103％。
5、筒形反挤成形，采用温锻工艺对工件镦粗的头部进行反挤预成形，工序温度控制在720℃～780℃，控制筒形部分孔深约为锻件产品孔深的80％，筒部底部厚度和锻件产品底部厚度一样，筒形外径比锻件产品外径大3～4毫米。
6、球化退火，热处理炉加热温度750℃±10℃，保温2小时，坯料随炉冷却到680℃±10℃，保温3～4小时，再随炉冷却到500℃后出炉空冷。坯料退火硬度≤85HB，晶粒度≥6级。
7、磷皂化处理，50℃～60℃酸洗5～8分钟，清水漂洗2分钟，70℃～80℃磷化8～12分钟，清水漂洗2分钟，80℃～85℃皂化8～10分钟。
8、减径I：采用冷锻工艺进行第一次减径挤压，柄部直径变形量8mm±1mm。
9、减径II：采用冷锻工艺进行第二次减径挤压，柄部直径变形量6mm±1mm。
10、减径III：采用冷锻工艺进行第三次减径挤压，柄部直径变形量4mm±1mm。
11、筒形冷精整成形，采用冷锻工艺，对坯料筒形部分进行精整成形，筒形直径变量3～4毫米，精整成形后的锻件产品筒形孔深略大于成品孔深2～5mm，其余尺寸应符合成品图纸设计要求。
采用上述工艺加工而成的一体式长轴内球笼产品，经检测其产品参数为：
1、产品性能参数：
(1)、硬度：240～280HB；
(2)、晶粒度：6级以上；
(3)、抗拉强度：1400N/mm2。
2、产品技术参数：
(1)、内腔同轴度≤
(2)、等分误差≤3′；
(3)、内腔粗糙度≤Ra0.8。
Claims (9)
1、一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺，其特征在于：它的工艺步骤依次包括选料、下料、中频加热、头部镦粗、筒形反挤成形、毛坯球化退火并磷皂化处理、柄部减径、筒形冷精整成形。
2、据权利要求1所述的一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺，其特征在于：所述选料是指选用含碳量低于0.55％的碳钢或合金钢圆钢棒料；所述下料是指取
的原料钢锯切，下料重量与锻件产品重量一致。
3、据权利要求1所述的一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺，其特征在于：所述中频加热是指使用中频炉加热对毛坯加热一次，温度控制在780℃～850℃，频率控制在20S～25S。
4、据权利要求1所述的一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺，其特征在于：所述头部镦粗是指采用温锻工艺对工件头部镦粗，工序温度控制在760℃～850℃，控制坯料柄部重量等于锻件产品柄部重量的100～103％。
5、据权利要求1所述的一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺，其特征在于：所述筒形反挤成形是指采用温锻工艺对工件镦粗的头部进行反挤成形，工序温度控制在720℃～780℃，控制筒形部分孔深约为锻件产品孔深的80％，筒部底部厚度和锻件产品底部厚度一样，筒形外径比锻件产品外径大3～4毫米。
6、据权利要求1所述的一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺，其特征在于：所述球化退火是指加热温度750℃±10℃，保温2小时，随炉冷却到680℃±10℃，保温3～4小时，再随炉冷却到500℃后出炉空冷；所述磷皂化处理是指50℃～60℃酸洗5～8分钟，清水漂洗2分钟，70℃～80℃磷化8～12分钟，清水漂洗2分钟，80℃～85℃皂化8～10分钟。
7、据权利要求1所述的一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺，其特征在于：所述柄部减径是指采用冷锻工艺，经过多次减径挤压，将柄部尺寸减径挤压至产品尺寸。
8、据权利要求1所述的一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺，其特征在于：所述筒形冷精整成形是指采用冷锻工艺，对坯料筒形部分进行精整成形，筒形直径变量3～4毫米，精整成形后的锻件产品筒形孔深略大于成品孔深2～5mm，其余尺寸应符合成品图纸设计要求。
9、据权利要求7所述的一体式长轴内球笼精锻件温、冷锻造工艺，其特征在于：所述多次减径挤压为三次，其中第一次减径挤压，柄部直径变形量8mm±1mm，第二次减径挤压，柄部直径变形量6mm±1mm，第三次减径挤压，柄部直径变形量4mm±1mm。
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