CN101934297A - 坯料悬空热挤压成形方法 - Google Patents
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Abstract
坯料悬空热挤压成形方法，涉及一种坯料热挤压成形方法。针对现有常规坯料挤压成形方法不仅工艺繁杂、浪费材料，同时还增加了产品制作成本的问题。方法是：采用圆钢在带锯机上下料，圆钢直径为10mm～200mm；用普通车床将圆钢车削成一端直径大的圆柱体和一端直径小的圆台体坯料；用中频加热线圈对坯料进行加热，加热温度为1100℃～1200℃，电流频率为220Hz～240Hz，加热至坯料温度均匀升高到所述加热温度为止；将坯料送入凹模型腔内并悬挂在凹模上方，坯料的下端面和凹模型腔底部不接触，然后上模下行开始挤压成形，挤压压力为1200t～1400t；对挤压后的坯料进行退火，退火温度为850℃～870℃，退火时间为100min～220min。本发明具有节能降耗，提高材料的利用率，降低零件的制造成本的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种坯料热挤压成形方法，属于金属材料锻压加工技术领域。
背景技术
挤压是锻压加工的一种少或无切削加工工艺。根据挤压时金属流动方向和凸模运动方向的关系，挤压分为下列四种：正挤压、反挤压、复合挤压和径向挤压。根据挤压时金属温度的高低可分为三种：冷挤压、温挤压和热挤压。
常规的坯料挤压成形方法是利用锻压设备的简单往复运动，使金属通过模具内具有一定形状和一定尺寸的孔，发生塑性变形而获得所需要的工件形状。挤压前先车制坯料，所车制的坯料外轮廓形状和尺寸基本和挤压凹模型腔一致，挤压时先将坯料放入凹模型腔内，坯料的下端面和凹模型腔底部接触，然后上模下行开始挤压成形。常规挤压方法存在的技术问题是：坯料的外部形状要和凹模的内部型腔吻合才能挤压；在进行复合挤压时，凸模和凹模都必须有工作带，用来减少摩擦，减少挤压力。采用上述常规的坯料挤压成形方法不仅工艺繁杂、浪费材料，同时还增加了产品制作成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种坯料悬空热挤压成形方法，以解决现有常规坯料挤压成形方法不仅工艺繁杂、浪费材料，同时还增加了产品制作成本的问题。本发明的独到之处在于将坯料悬空在模具型腔上方，然后再挤压成形。
本发明所述方法由以下步骤实现：
步骤一、采用圆钢在带锯机上下料，所述圆钢直径为10mm～200mm；
步骤二、用普通车床将圆钢车削成一端直径大的圆柱体和一端直径小的圆台体坯料；
步骤三、用中频加热线圈对坯料进行加热，加热温度为1100℃～1200℃，电流频率为220Hz～240Hz，加热至坯料温度均匀升高到所述加热温度为止；
步骤四、将坯料送入凹模型腔内并悬挂在凹模上方，坯料的下端面和凹模型腔底部不接触，然后上模下行开始挤压成形，挤压压力为1200t～1400t；
步骤五、对挤压后的坯料进行退火，退火温度为850℃～870℃，退火时间为100min～220min。
本发明的有益效果是：本发明不需要把坯料的外形制成和凹模型腔一致，只要把坯料悬空在凹模型腔的上方就可以进行挤压；在进行复合挤压时，除凸模制做工作带外，凹模不必制做工作带，把凹模型腔做成略大于所要成形的坯料的外形就可以了。本发明的方法适合于挤压两端直径差较大，且小端外面带有一定形状的工件，本发明最大的优点是可以节省大量的原材料。本发明用公称压力较小的设备挤压变形量较大的零件，实现了节能降耗，提高了材料的利用率，降低零件的制造成本。例如：某产品上的一个零件原来采用圆钢直接车削成形，单件用料890kg，成品零件净重168.5kg，材料利用率仅为18.93％，材料浪费十分严重，生产效率非常低，产品制作成本比较高。为了提高材料的利用率，提高生产效率，降低生产制作成本，在保证产品质量和使用性能的前提下，采用热挤压方法制做坯料，然后再车削成形。而用本发明的方法材料消耗326kg，材料利用率提高到51.69％，每件节约材料564kg。
附图说明
图1是步骤一中圆钢下料后的示意图，图2是步骤二中圆钢车削制坯的示意图，图3是步骤三中坯料热挤压的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的坯料悬空热挤压成形方法由以下步骤实现：
步骤一、采用圆钢在带锯机上下料，所述圆钢直径为10mm～200mm；
步骤二、用普通车床将圆钢车削成一端直径大的圆柱体和一端直径小的圆台体坯料；
步骤三、用中频加热线圈对坯料进行加热，加热温度为1100℃～1200℃，电流频率为220Hz～240Hz，加热至坯料温度均匀升高到所述加热温度为止；
步骤四、将坯料送入凹模型腔内并悬挂在凹模上方，坯料的下端面和凹模型腔底部不接触，然后上模下行开始挤压成形，挤压压力为1200t～1400t；
步骤五、对挤压后的坯料进行退火，退火温度为850℃～870℃，退火时间为100min～220min。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施一的不同点是：本实施方式所述步骤一中的圆钢直径为155mm～200mm；步骤三中的加热温度为1180℃～1200℃，电流频率为220Hz；步骤四中的挤压压力为1300t～1400t；步骤五中的退火温度为870℃，退火时间为210min。坯料直径较大，加热温度较高时，加热时间相对要长一些。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施一的不同点是：本实施方式所述步骤一中的圆钢直径为20mm～150mm；步骤三中的加热温度为1150℃～1175℃，电流频率为230Hz；步骤四中的挤压压力为1250t～1300t；步骤五中的退火温度为退火温度为860℃，退火时间为180min。坯料直径较小，加热温度较低时，加热时间较短，耗能小，生产效率高。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施一的不同点是：本实施方式所述步骤一中的圆钢直径为10mm～20mm；步骤三中的加热温度为1100℃～1150℃，电流频率240Hz；步骤四中的挤压压力为1200t～1250t；步骤五中的退火温度为退火温度为850℃，退火时间为100min。坯料直径很小，加热温度较低时，加热时间很短，耗能很小，生产效率很高。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施一、二、三或四的不同点是：本实施方式所述步骤四中，采用复合挤压方式对坯料进行挤压成形，坯料直径小的一端采用正挤压方式；坯料直径大的一端采用反挤压方式，既当冲头开始接触坯料后，首先在坯料上端挤出小孔，当小孔孔径达到300mm时，坯料直径小的一端开始正挤压，当正挤压结束后，坯料直径大的一端开始反挤压，直到达到挤压设备预先设定的闭合高度，完成一个坯料的挤压过程。
具体实施方式六：本实施方式的坯料悬空热挤压成形方法由以下步骤实现：
一、下料(见图1)；二、车削制坯(见图2)；三、热挤压(见图3)；加热温度根据材料而定，不同材料加热温度不一样，最高加热温度为该材料的始锻温度。本件加热温度为1150℃，加热设备为中频感应加热炉(工厂现有设备)，电流频率为240Hz，选择哪种频率加热，应根据材料的规格而定，材料直径大于150mm的最佳加热频率为工频；材料直径在20mm～150mm的最佳加热频率为中频；材料直径小于20mm的最佳加热频率为高频。直至坯料温度均匀升到始锻后，由无轨装取料机取出并送入挤压模具中进行挤压。挤压设备为1600t挤压机，理论计算挤压力为1200t。坯料放入凹模后，并未落到凹模底部，而是悬在凹模上方，坯料的下端面和凹模型腔底部不接触，然后上模下行开始挤压成形。坯料挤压变形属于复合挤，小端属于正挤压，大端属于反挤压。当冲头开始接触坯料后，首先在坯料上端挤出小孔，当孔径达到一定值后，小端开始正挤压，当正挤压结束后大端开始反挤压，直到设备到达预先设定的闭合高度，完成一个坯料的挤压过程。
采用本实施方式中的挤压方法大大节省了挤压力，可以用公称压力较小的设备挤压变形量较大的零件，实现节能降耗，提高材料的利用率，降低零件的制作成本。对于上述零件，如果用普通方法挤压，至少需要3000t的挤压力，而本实施方式中的挤压力只用了1200t左右。如果该件不用悬空方法挤压，用圆钢直接去制做，需用材料692kg；而用该方法制做，只需310kg，节省382kg，每公斤材料费为10元，那么，每件节约价值为10×382＝3820元。该件生产量为700件，总节约价值为3820×700＝2674000元。
无论采用正挤压、反挤压、复合挤压、径向挤压、冷挤压、温挤压还是热挤压，只要采用本专利所述坯料悬空坯料挤压方法，均在本专利保护范围内。
Claims (5)
1.坯料悬空热挤压成形方法，其特征在于：所述方法由以下步骤实现：
步骤一、采用圆钢在带锯机上下料，所述圆钢直径为10mm～200mm；
步骤二、用普通车床将圆钢车削成一端直径大的圆柱体和一端直径小的圆台体坯料；
步骤三、用中频加热线圈对坯料进行加热，加热温度为1100℃～1200℃，电流频率为220Hz～240Hz，加热至坯料温度均匀升高到所述加热温度为止；
步骤四、将坯料送入凹模型腔内并悬挂在凹模上方，坯料的下端面和凹模型腔底部不接触，然后上模下行开始挤压成形，挤压压力为1200t～1400t；
步骤五、对挤压后的坯料进行退火，退火温度为850℃～870℃，退火时间为100min～220min。
2.根据权利要求1所述坯料悬空热挤压成形方法，其特征在于：所述步骤一中的圆钢直径为155mm～200mm；步骤三中的加热温度为1180℃～1200℃，电流频率为220Hz；步骤四中的挤压压力为1300t～1400t；步骤五中的退火温度为870℃，退火时间为210min。
3.根据权利要求1所述坯料悬空热挤压成形方法，其特征在于：所述步骤一中的圆钢直径为20mm～150mm；步骤三中的加热温度为1150℃～1175℃，电流频率为230Hz；步骤四中的挤压压力为1250t～1300t；步骤五中的退火温度为退火温度为860℃，退火时间为180min。
4.根据权利要求1所述坯料悬空热挤压成形方法，其特征在于：所述步骤一中的圆钢直径为10mm～20mm；步骤三中的加热温度为1100℃～1150℃，电流频率为240Hz；步骤四中的挤压压力为1200t～1250t；步骤五中的退火温度为退火温度为850℃，退火时间为100min。
5.根据权利要求1、2、3或4所述坯料悬空热挤压成形方法，其特征在于：所述步骤四中，采用复合挤压方式对坯料进行挤压成形，坯料直径小的一端采用正挤压方式；坯料直径大的一端采用反挤压方式，既当冲头开始接触坯料后，首先在坯料上端的挤出小孔，当小孔孔径达到300mm时，坯料直径小的一端开始正挤压，当正挤压结束后，坯料直径大的一端开始反挤压，直到达到挤压设备预先设定的闭合高度，完成一个坯料的挤压过程。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102941449A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-02-27 | 隆昌山川精密焊管有限责任公司 | 厚壁薄底金属件成形工艺 |
| CN103659175A (zh) * | 2012-09-25 | 2014-03-26 | 上海电装燃油喷射有限公司 | 用于防止柴油机燃油喷射泵中柱塞套裂纹的锻造方法 |
| CN104841792A (zh) * | 2014-02-17 | 2015-08-19 | 苏州昆仑重型装备制造有限公司 | 端部带法兰反筒体工件成型工艺 |
| CN114178455A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-15 | 北京机电研究所有限公司 | 大口径薄壁弹体热冷复合成形工艺 |
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2009
- 2009-07-01 CN CN2009100724248A patent/CN101934297A/zh active Pending
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