CN101596558B - 一种毛坯冷挤压工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械制造业领域，具体为一种毛坯冷挤压工艺。该毛坯冷挤压工艺，其工艺步骤为，先选取材料，将材料软化处理后再下料，然后采用DCGT型成型刀具进行机加工，再对加工后的材料依次进行磷化润滑处理、挤压成型、T6处理、酸洗，最后用清水清洗，先进行软化处理，并减掉了酸洗去除氧化皮步骤，缩短了工件周转周期和步骤，后续磷化、酸洗步骤均改进，提高了产品质量，也改善了工人的工作环境。
Description
技术领域
本发明属于机械制造业领域，具体为一种毛坯冷挤压工艺。
背景技术
冷挤压就是把金属毛坯放在冷挤压模腔中，在室温下，通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。冷挤压工艺技术是一种高精、高效、优质、低耗的先进生产工艺技术，与其他工艺相比，可以节材30％～50％，节能40％～80％，而且能够提高零件质量，改善作业环境。
通用的冷挤压工艺步骤为：选取材料-下料-机加工-软化-酸洗去除氧化皮-磷化润滑-挤压成型-T6处理-酸洗。其中，磷化润滑工艺步骤：磷化工作液为：磷酸(5-10g/L)+磷酸锌(8-12g/L)，处理温度：83-90℃，处理时间：5-15分钟。酸洗工艺步骤：酸洗工作液：硝酸3体积+氢氟酸1体积。
其存在的缺陷是：由于材料硬度在HB40以上，而软化后的硬度为HB≤35，软化后的材料非常不便于锯切和机加工，加工时出现粘刀、挤屑、加工面粗糙等众多问题，所以工艺中需要先下料机加工后再进行软化、酸洗去除氧化皮，其中，酸洗步骤需要将加工后的工件放入酸池进行长时间的处理，这样就增加了能耗及工件周转周期和步骤，而且增加人力物力成本，而酸洗去除氧化皮步骤繁琐，并且会因工件大量堆积，造成清洗不彻底，残余的部分氧化皮将会影响产品外观和部分精确尺寸，还将造成环境污染。
该通用的冷挤压T6处理均采用井式炉或箱式炉，从出炉到工件进炉的时间段比较长，造成浸水时工件达不到材料的T6温度要求，无法很好保证T6处理后工件的机械性能，而且在工件出炉过程中振动较大，极易造成工件变形。
磷化润滑工艺工作液工作温度较高，此温度和由此产生的大量酸雾对环境和工人人身安全构成威胁，而且工作液浓度变化较快，造成处理时间变化过大，工件表面磷化层质量难以保证。
该通用酸洗工艺在大批量生产过程中工件表面极易出现红色硅附着物、瘤状物及颜色发暗等情况，影响外观质量。
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种毛坯冷挤压工艺。该冷挤压工艺先进行软化处理，并减掉了酸洗去除氧化皮步骤，缩短了工件周转周期和步骤，后续磷化、酸洗步骤均改进，提高了产品质量，也改善了工人的工作环境。
本发明的毛坯冷挤压工艺，其工艺步骤为，先选取材料，将材料软化处理后再下料，然后采用DCGT型成型刀具进行机加工，再对加工后的材料依次进行磷化润滑处理、挤压成型、T6处理、酸洗，最后用清水清洗。所述的成型刀具可以选用DCGT 308-AK1101型成型刀具。
所述的磷化润滑处理步骤中，采用的磷化工作液包括下述组分：磷酸锌28g/L，磷酸100g/L，铬酸10g/L；该磷化润滑步骤的处理温度为：50-60℃，处理时间为：10-12分钟。
所述的酸洗步骤包括化学除油步骤和化学除氧化膜步骤，其中化学除氧化膜步骤中采用的除氧化膜工作液包括下述组分：浓度为45％的硝酸2.7Kg/L、浓度为75％的氢氟酸0.34Kg/L、白矾0.3g/L；该酸洗步骤的处理温度为室温，处理时间为：1-2分钟，经化学酸洗后，立即用清水清洗。
所述的T6处理步骤采用组合电炉，该组合电炉包括固熔炉、设置在滑道上的可移动水箱及时效炉，所述的固熔炉通过支架设置在滑道上方，在所述的滑道上还设有可移动托盘。
本发明的详细操作步骤为：
(1)选取材料；
(2)软化处理：加热至410-420℃，保温120-150分钟，温度降至160℃以下，取出空冷；
(3)下料步骤：根据产品尺寸需要将材料锯成所需长度；
(4)机加工步骤：采用DCGT型成型刀具进行机加工，坯料加工至所需尺寸；
(5)磷化润滑处理：采用的磷化工作液包括下述组分：磷酸锌28g/L，磷酸100g/L，铬酸10g/L；该磷化润滑步骤的处理温度为：50-60℃，处理时间为：10-12分钟；
(6)挤压成型步骤：把坯料放入专用模腔内，压制成型；
(7)T6处理步骤：首先在固熔炉中进行淬火处理，在炉温520℃-530℃下保温不少于2小时，出炉后投入45℃-55℃水中5-10分钟，然后在时效炉中进行回火处理，在170℃-180℃下保温不少于8小时，出炉后空气冷却；
(8)酸洗步骤：包括化学除油步骤和化学除氧化膜步骤，化学除油步骤中采用除油工作液包括下述组分：氢氧化钠30-50G/L、工业洗涤剂0.5-1ML/L、水适量；处理温度为：50-60℃，处理时间：10-12分钟，除油后用清水清洗；
化学除氧化膜步骤中采用的除氧化膜工作液包括下述组分：浓度为45％的硝酸2.7Kg/L、浓度为75％的氢氟酸0.34Kg/L、白矾0.3g/L；该酸洗步骤的处理温度为室温，处理时间为：1-2分钟，经化学酸洗后，立即用清水清洗。
本发明的有益效果为：本发明的冷挤压工艺改变传统冷挤压工艺顺序，工艺为：选取材料-软化-下料-机加工-磷化润滑-挤压成型-T6处理-酸洗，先进行软化处理，采用DCGT型成型刀具进行机加工，此刀具刃利槽宽，在切屑液的配合下可有效解决粘刀、挤屑、加工面粗糙等问题，并减掉了酸洗去除氧化皮步骤，可以整批进行软化，降低了能耗，缩短了工件周转周期和步骤，减少了大量的人力物力，而省去酸洗去除氧化皮这一步骤，既可确保产品外观质量和精确的产品尺寸，又起到了保护环境的作用，用机加工程序将毛坯表面氧化皮加工干净，再进行磷化润滑，有效的降低了挤压力，提高了模具寿命，且保证了产品关键部位的光洁度和尺寸要求，基本实现了T6后少切屑和零切屑。
对于T6处理采用组合电炉，在此过程中工件的震动有了明显减少，入水时间也由十五秒减少到七秒，产品直径变移量减小为0.03-0.06mm，产品硬度提升至HB83以上，较好地保证了产品的机械性能，有效地避免了工件变形问题。
在磷化润滑处理步骤中，通过改变工作液的配方，改变处理工艺的温度和时间等，降低了温度，从而避免酸雾的形成，工作环境得到改善，并且磷化工作液的浓度稳定，处理工艺参数稳定，磷化质量好。
在酸洗步骤中，现用工艺彻底解决了在大批量生产时工件表面易出现的红色硅附着物、瘤状物及颜色发暗等情况，提高了产品质量，并且更有具可操作性。
附图说明
图1为本发明的组合电炉的结构示意图；
其中，1为时效炉，2为固熔炉，3为水箱，4为托盘，5为滑道，6为支架，7为炉门。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
以汽车滤清器端盖毛坯为例，该工艺也可推广至适合冷挤压工艺的很多产品。
(1)选取材料：选取Φ116*82mm圆管料；
(2)软化处理：加热至410-420℃，保温120分钟，温度降至160℃以下，取出空冷，要求硬度HB不大于35；
(3)下料步骤：根据产品尺寸需要将圆管料锯成所需长度；
(4)机加工步骤：粗车，加工坯料内、外圆、端面至所需尺寸；
(5)磷化润滑处理：采用的磷化工作液包括下述组分：磷酸锌28g/L，磷酸100g/L，铬酸10g/L；该磷化润滑步骤的处理温度为：55℃，处理时间为：10分钟；
(6)挤压成型步骤：把坯料放入专用模腔内，用压力设备压制成型，如：四柱液压机或专用挤压机。
(7)T6处理步骤：首先在固熔炉中进行淬火处理，在炉温520℃-530℃下保温不少于2小时，出炉后投入45℃-55℃水中8分钟，然后在时效炉中进行回火处理，在170℃-180℃下保温不少于8小时，出炉后空气冷却；
(8)酸洗步骤：包括化学除油步骤和化学除氧化膜步骤，化学除油步骤中采用除油工作液包括下述组分：氢氧化钠40G/L、工业洗涤剂0.5-1ML/L、水100G；处理温度为：55℃，处理时间：10分钟，除油后用清水清洗；
化学除氧化膜步骤中采用的除氧化膜工作液包括下述组分：浓度为45％的硝酸2.7Kg/L、浓度为75％的氢氟酸0.34Kg/L、白矾0.3g/L；该酸洗步骤的处理温度为室温，处理时间为：1-2分钟，经化学酸洗后，立即用清水清洗。
结合附图1说明T6处理步骤中组合电炉的工作过程为：将放置工件的容器首先放在可移动托盘4上，将托盘5移至固熔炉2下方，打开固熔炉2炉门7，卷扬机铁链由固熔炉内部伸出，将容器吊入炉内，关闭炉门并移出托盘4；到达固熔时间后，将水箱3移至固熔炉下方，打开炉门，释放容器入水；到要求时间后，将水箱移至原位置，用行车等起重设备，将容器吊到托盘4上，将托盘移入时效炉。在此过程中工件的震动有了明显减少，入水时间也由十五秒减少到七秒，产品直径变移量由0.15mm-0.23mm减小为0.03-0.06mm，产品硬度由HB75-85提升至HB83以上。
Claims (6)
1.一种毛坯冷挤压工艺，其工艺步骤为，先选取材料，将材料软化处理后再下料，然后采用DCGT型成型刀具进行机加工，再对加工后的材料依次进行磷化润滑处理、挤压成型、T6处理、酸洗，最后用清水清洗；其中所述的酸洗步骤包括化学除油步骤和化学除氧化膜步骤，其中化学除氧化膜步骤中采用的除氧化膜工作液包括下述组分：浓度为45％的硝酸2.7Kg/L、浓度为75％的氢氟酸0.34Kg/L、白矾0.3g/L；该酸洗步骤的处理温度为室温，处理时间为：1-2分钟，经化学酸洗后，立即用清水清洗。
2.根据权利要求1所述的毛坯冷挤压工艺，其特征在于，所述的成型刀具为DCGT308-AK1101型成型刀具。
3.根据权利要求1或2所述的毛坯冷挤压工艺，其特征在于，所述的磷化润滑处理步骤中，采用的磷化工作液包括下述组分：磷酸锌28g/L，磷酸100g/L，铬酸10g/L；该磷化润滑步骤的处理温度为：50-60℃，处理时间为：10-12分钟。
4.根据权利要求1或2所述的毛坯冷挤压工艺，其特征在于，所述的T6处理步骤采用组合电炉，该组合电炉包括固熔炉、设置在滑道上的可移动水箱及时效炉，所述的固熔炉通过支架设置在滑道上方，在所述的滑道上还设有可移动托盘。
5.根据权利要求3所述的毛坯冷挤压工艺，其特征在于，所述的T6处理步骤采用组合电炉，该组合电炉包括固熔炉、设置在滑道上的可移动水箱及时效炉，所述的固熔炉通过支架设置在滑道上方，在所述的滑道上还设有可移动托盘。
6.根据权利要求1所述的毛坯冷挤压工艺，其操作步骤为：
(1)选取材料；
(2)软化处理：加热至410-420℃，保温120-150分钟，温度降至160℃以下，取出空冷；
(3)下料步骤 根据产品尺寸需要将材料锯成所需长度；
(4)机加工步骤：采用DCGT型成型刀具进行机加工，坯料加工至所需尺寸；
(5)磷化润滑处理：采用的磷化工作液包括下述组分：磷酸锌28g/L，磷酸100g/L，铬酸10g/L；该磷化润滑步骤的处理温度为：50-60℃，处理时间为：10-12分钟；
(6)挤压成型步骤：把坯料放入专用模腔内，压制成型；
(7)T6处理步骤：首先在固熔炉中进行淬火处理，在炉温520℃-530℃下保温不少于2小时，出炉后投入45℃-55℃水中5-10分钟，然后在时效炉中进行回火处理，在170℃-180℃下保温不少于8小时，出炉后空气冷却；
(8)酸洗步骤：包括化学除油步骤和化学除氧化膜步骤，化学除油步骤中采用除油工作液包括下述组分：氢氧化钠30-50G/L、工业洗涤剂0.5-1ML/L、水适量；处理温度为：50-60℃，处理时间：10-12分钟，除油后用清水清洗；
化学除氧化膜步骤中采用的除氧化膜工作液包括下述组分：浓度为45％的硝酸2.7Kg/L、浓度为75％的氢氟酸0.34Kg/L、白矾0.3g/L；该酸洗步骤的处理温度为室温，处理时间为：1-2分钟，经化学酸洗后，立即用清水清洗。
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