CN102728995A - 一种蒙乃尔合金材料泵轴加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种蒙乃尔合金材料泵轴加工方法，通过先拉伸试验和化学成份试样，然后进行粗车、精车、喷镀安放轴瓦部位、两次去应力、粗磨及精磨等步骤，在磨削前还在泵轴两端开孔，安装由中碳钢或合金钢调质制成的堵头，以避免与磨床顶尖发生咬合现象。采用本发明能够针对蒙乃尔合金材料较软，硬度低的特点，加工出符合要求的该材料泵轴。

Description

一种蒙乃尔合金材料泵轴加工方法

技术领域

本发明属于泵轴加工工艺领域，具体涉及一种蒙乃尔合金材料泵轴加工方法。

背景技术

蒙乃尔合金(NCU28-2.5-1.5)具有较好的耐蚀、耐高温性能，被广泛用于制造耐热、耐蚀的设备和部件，例如泵轴。但该合金一般采用热处理退火，因此硬度较低，而通常设计的泵轴则要求安放轴瓦部位的硬度要达到HV450～500，为此需采取局部表面处理，使之硬度增加，提高耐磨性和抗咬性。目前，一般对碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢采取表面淬火、表面镀硬铬等方法增加硬度，但由于蒙乃尔合金较软，硬度低，基于该材料的特殊性，上述表面淬火、表面镀铬的方法不能使用，这给加工带来一定难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适于蒙乃尔合金材料泵轴的加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种蒙乃尔合金材料泵轴加工方法，具体包括以下步骤：

A、泵轴在下料时要加长留有做拉伸试验和化学成份试样用料；

B、热处理退火后，粗车外圆见光

随后进行超声波探伤；

C、半精车后留出余量，并进行第一次热处理去应力；

D、精车后在泵轴两端各打一带螺纹的C型中心孔，然后在泵轴两端安装由中碳钢或合金钢调质制成的堵头，该堵头前端设有与泵轴端部的C型中心孔螺纹适配的螺柱，堵头中间是60°的锥体，锥体经螺柱螺纹旋紧后与C型中心孔的60°锥面贴合，与泵轴形成牢固的一体，堵头的外圆柱面加工有两个能够通过扳手旋紧堵的平面，堵头的后端还开设有B型中心孔；

E、以泵轴两端堵头的B型中心孔为加工基准设于磨床顶尖上，进行磨削；

F、在泵轴的安放轴瓦部位采用高能等离子喷镀316L奥氏体不锈钢，喷镀后进行第二次热处理去应力；

G、去应力处理后进行精磨。

在粗车时，粗车深度范围为1～2mm，以避免切削力过大顶弯工件。

在磨削工序中，还需要满足以下条件：

选择具有较大气孔的砂轮，大气孔砂轮的具体组织号为9～10，且修砂轮的金刚石要锋利，砂轮钝后及时进行修整；

采用至少一个中心孔托架以增加系统刚性；

冷却液要充足，对泵轴进行充分的冷却；

切削深度为粗磨0.01～0.02，精磨0.005～0.01；工件旋转速度40～50转/分，以减少切削力；

随时用百分表打泵轴的外圆跳动，以控制跳动量，若跳动量较大可采用渐进法加以控制。

在所述的第一次热处理去应力之前，先在泵轴上加工焊接台，并采用焊接吊环方式，进行第一次热处理去应力。

在所述的第二次热处理去应力之前，先在泵轴右端加工出M60×2-6h的螺纹，利用此螺纹进行安装吊具和螺母，以进行第二次热处理去应力。

采用上述技术方案，该蒙乃尔合金材料泵轴加工方法通过先拉伸试验和化学成份试样，然后进行粗车、精车、喷镀安放轴瓦部位、两次去应力、粗磨及精磨等步骤，在磨削前还在泵轴两端开孔，安装由中碳钢或合金钢调质制成的堵头，以避免与磨床顶尖发生咬合现象。采用本发明能够针对蒙乃尔合金材料较软，硬度低的特点，加工出符合要求的该材料泵轴。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：

图1为本发明蒙乃尔合金材料泵轴的结构图；

图2为本发明加工方法的流程框图；

图3为本发明的C型中心孔的剖视图；

图4为本发明的堵头的结构图；

图5是图4的右视图。

具体实施方式

如图1-图2所示，本发明的蒙乃尔合金材料泵轴加工方法，具体包括以下步骤：

A、泵轴1在下料时要加长留有做拉伸试验和化学成份试样用料。

B、由于泵轴图样要求做无损探伤，因此在热处理退火后，粗车外圆见光

随后进行超声波探伤，在粗车时，粗车深度范围为1～2mm，以避免切削力过大顶弯工件。

C、在理化试验报告合格后，半精车后留出余量，并进行第一次热处理去应力；在第一次热处理去应力之前，还需要先在泵轴上加工焊接台，并采用焊接吊环方式，进行第一次热处理去应力。

D、特别要注意的是泵轴的磨削基准中心孔的问题，由于蒙乃尔材料硬度较低，若以现有方式用泵轴自身的中心孔作为最终加工基准的话，易与磨床顶尖发生咬合现象，因为磨床顶尖的硬度较硬，并大多数顶尖头部是镶硬质合金的，从而会造成磨削加工无法正常进行，往往使泵轴的中心孔发生变形，失去原有的精度，致使磨削出的泵轴精度达不到要求。结合图3、4、5所示，因此，在精车后在泵轴1两端各打一带螺纹的C型中心孔2，然后在泵轴1两端安装由中碳钢或合金钢调质制成的堵头3，该堵头3前端设有与泵轴1端部的C型中心孔2螺纹适配的螺柱31，堵头3中间是60°的锥体32，锥体32经螺柱31螺纹旋紧后与C型中心孔2的60°锥面21贴合，与泵轴1形成牢固的一体，堵头3的外圆柱面加工有两个能够通过扳手旋紧堵的平面33，堵头3的后端还开设有B型中心孔34；由于此堵头3为中碳钢或合金钢调质制成，硬度较高，比较耐磨，完全可防止与磨床顶尖咬死现象。通过上述平面可用扳手轻松旋紧堵头3，使用时擦净B型中心孔34和堵头3。B型中心孔34的打孔方式为，将堵头3直接用扳手扳紧于泵轴1上，然后在车床上采用夹一头，架一头找正加工的方法，来打堵头的B型中心孔34，两端堵头3的B型中心孔34加工方法相同。

E、以泵轴1两端堵头3的B型中心孔34为加工基准，并设于磨床上使得顶尖设于B型中心孔34内，然后进行磨削。

F、在泵轴1的安放轴瓦部位(在图1中的A部)采用高能等离子喷镀316L奥氏体不锈钢(该316L是一种美国标准的奥氏体不锈钢，相当于我国00Cr17Ni14Mo2，其它材料也可喷镀，但硬度太高很难加工，通过多次反复试验，采用316L喷镀为最佳)，喷镀后进行第二次热处理去应力，在所述的第二次热处理去应力之前，先在泵轴1右端加工出M60×2-6h的螺纹，利用此螺纹进行安装吊具和螺母，以进行第二次热处理去应力。在喷镀后安排再一次去应力是为了防止喷镀后产生的残余应力影响以后的加工和使用，因为喷镀有一定的热量，能够产生残余应力，所以要再次去应力，达到尽量去除残余应力的目的；

G、去应力处理后进行半精磨、精磨外圆以及倒角等。

当然，在磨削工序中，还需要满足以下条件：

选择具有较大气孔的砂轮，大气孔砂轮的具体组织号为9～10，且修砂轮的金刚石要锋利，砂轮钝后及时进行修整；

采用至少一个中心孔托架4以增加系统刚性；

冷却液要充足，对泵轴进行充分的冷却；

切削深度为粗磨0.01～0.02，精磨0.005～0.01；工件旋转速度40～50转/分，以减少切削力；

随时用百分表打泵轴的外圆跳动，以控制跳动量，若跳动量较大可采用渐进法予以解决；(渐进法即以中心孔为圆心磨削外圆，中心孔的精度(圆度、同轴度)反应到外圆的关系是小于1∶1；以外圆为基准修整中心孔理论也是一样的。因此我们根据此理论多次修整中心孔直到达到要求为止)。

另外，为保证加工精度，所有加工的部位均应采用粗、精加工分开的原则。

综上所述，采用本发明的加工方法能够充分考虑到蒙乃尔合金材料本身较软，硬度低的加工难点，采取以上工艺措施和采用适宜的磨削工艺，可加工出完全符合图样要求的蒙乃尔合金材料的泵轴。

但是，本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护的范围。

Claims (5)

1.一种蒙乃尔合金材料泵轴加工方法，其特征在于，

具体包括以下步骤：

A、泵轴在下料时要加长留有做拉伸试验和化学成份试样用料；

B、热处理退火后，粗车外圆见光

随后进行超声波探伤；

C、半精车后留出余量，并进行第一次热处理去应力；

D、精车后在泵轴两端各打一带螺纹的C型中心孔，然后在泵轴两端安装由中碳钢或合金钢调质制成的堵头，该堵头前端设有与泵轴端部的C型中心孔螺纹适配的螺柱，堵头中间是60°的锥体，锥体经螺柱螺纹旋紧后与C型中心孔的60°锥面贴合，与泵轴形成牢固的一体，堵头的外圆柱面加工有两个能够通过扳手旋紧堵的平面，堵头的后端还开设有B型中心孔；

E、以泵轴两端堵头的B型中心孔为加工基准设于磨床顶尖上，进行磨削；

F、在泵轴的安放轴瓦部位采用高能等离子喷镀316L奥氏体不锈钢，喷镀后进行第二次热处理去应力；

G、去应力处理后进行精磨。

2.根据权利要求1所述的蒙乃尔合金材料泵轴加工方法，其特征在于：

在粗车时，粗车深度范围为1～2mm。

3.根据权利要求1所述的蒙乃尔合金材料泵轴加工方法，其特征在于，

在磨削工序中，还需要满足以下条件：

选择具有较大气孔的砂轮，大气孔砂轮的具体组织号为9～10，且砂轮的金刚石要锋利，砂轮钝后及时进行修整；

采用至少一个中心孔托架以增加系统刚性；

冷却液要充足，对泵轴进行充分的冷却；

切削深度为粗磨0.01～0.02，精磨0.005～0.01；工件旋转速度40～50转/分，以减少切削力；

随时用百分表打泵轴的外圆跳动，以控制跳动量，若跳动量较大可采用渐进法予以解决。

4.根据权利要求1所述的蒙乃尔合金材料泵轴加工方法，其特征在于，

在所述的第一次热处理去应力之前，先在泵轴上加工焊接台，并采用焊接吊环方式，进行第一次热处理去应力。

5.根据权利要求1所述的蒙乃尔合金材料泵轴加工方法，其特征在于，

在所述的第二次热处理去应力之前，先在泵轴右端加工出M60×2-6h的螺纹，利用此螺纹进行安装吊具和螺母，以进行第二次热处理去应力。

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