CN103071690B - 一种车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法，包括以下步骤：(1)锯切圆钢进行下料，得到坯料；(2)清理坯料表面，去除杂质，并对坯料进行润滑处理；(3)对坯料进行加热；(4)对加热后的坯料进行温挤压，形成大径杯体零件；(5)将大径杯体零件冷却；(6)对大径杯体零件进行喷丸处理；(7)对大径杯体零件进行磷化皂化处理；(8)对大径杯体零件进行冷挤压，成型小径杯体零件并整形；(9)对挤压后的小径杯体零件进行机加工，得到车用回转厚壁壳体零件。与现有技术相比，本发明具有生产工艺紧凑、材料利用率高、零件力学性能好、生产成本低等优点。

Description

一种车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法
技术领域
本发明涉及金属材料塑性加工技术，尤其是涉及一种车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法。
背景技术
制造业中经常有一些材料强度较高，形状复杂的异形零件，工作中需要承受较高载荷，在系统中起重要作用，这些零件对尺寸精度和力学性能有较高要求。但零件材料的高强度和形状的复杂性又决定了其制造的困难。这类零件传统的成形工艺一般有两种：采用原材料直接切削加工；热锻外形后切削加工。
对于第一种方法，零件力学性能难以达到要求，而且材料的利用率很低，考虑到高强度材料的高昂价格，将使产品的成本很高，在日益激烈的市场竞争中己基本被淘汰。目前国内大部分采用的是第二种方法。这种方法加热温度高，使材料的变形抗力大大降低，塑性变形过程较为容易，但其缺点依然明显。首先，虽然经过塑性加工，使产品的力学性能比第一种有所提高，但由于加热温度高，成形时工件伴有严重的氧化、脱碳、过热、过烧等现象，从而影响到产品的使用质量。其次，虽然经过锻造与切削加工相结合，使产品的材料利用率较第一种有较大提高，但仍然不能满足现代社会因原材料日益短缺对“绿色制造”的迫切要求。因此，寻求一种材料利用率高、产品力学性能好的精密成形技术制造形状复杂的高强度零件已成为现代制造业所广泛关注的问题。
近年来，挤压成形技术在国内得到较大的发展。冷挤压工艺材料利用率高，产品的表面质量、尺寸精度、机械性能都很好，但难以成形形状复杂的高强度零件。温挤压技术克服了冷挤压成形力高、成形性差的弊端，而且还避免了热成形能耗大、易产生加热缺陷、加工余量大、劳动条件差、产品质量不高等缺点，是成形形状复杂的高强度零件的有效方法之一。对于一些表面质量要求较高的高强度异形零件，还可以考虑采用温冷复合技术，即先进行温挤压，然后进行冷挤整形。采用这种方法，集中了温挤变形抗力小、表面氧化较少(相对热挤压)和冷挤尺寸精度高和表面质量好的优点。
采用冷温复合塑性成形技术取代现有的机加工及热锻技术进行车用回转厚壁壳体零件加工及批量化生产将会带来巨大的经济和社会效益。该成形技术比传统机加工技术成本低，生产率高，成形精度高，而且取代热锻技术可以进一步节省能耗，减少工序数、大幅度降低生产成本。采用该技术生产的零件可以很好的满足国内外汽车公司的技术要求及市场需求，从而给企业带来巨大的经济效益。另外该技术有显著的节材、节能作用，符合现代“绿色制造”要求，具有巨大的社会效益。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生产工艺紧凑、材料利用率高、零件力学性能好、生产成本低的车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法，包括以下步骤：
(1)锯切圆钢进行下料，得到坯料；
(2)清理坯料表面，去除杂质，并对坯料进行润滑处理；
(3)对坯料进行加热；
(4)对加热后的坯料进行温挤压，令坯料整体达到零件基本尺寸，形成大径杯体零件；
(5)将大径杯体零件冷却；
(6)对大径杯体零件进行喷丸处理；
(7)对大径杯体零件进行磷化皂化处理；
(8)对大径杯体零件进行冷挤压，成型小径杯体零件并整形；
(9)对挤压后的小径杯体零件进行机加工，得到车用回转厚壁壳体零件。
步骤(2)所述的对坯料进行润滑处理的具体方法为：先将坯料加热到200℃～300℃，再涂覆润滑剂，晾干。
所述的润滑剂为水基石墨润滑剂。
步骤(3)所述的对坯料进行加热的方法为：利用中频感应炉将坯料加热至800℃～1000℃。
由于温挤压形成的大径杯体零件表面有氧化皮，因此在温挤压后进行喷丸或抛丸处理，喷丸或抛丸处理的时间为1～3小时。
步骤(7)所述的磷化皂化处理的工艺条件为：首先在大径杯体零件上采用化学方法制成一层磷化膜，膜的厚度为10～20μm，然后在大径杯体零件表面采用硬脂酸钠或肥皂进行浸润，整个磷化皂化处理时间为20～40分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
(1)本发明的工艺紧凑，操作方便；
(2)本发明采用温挤压与冷挤压结合的方法，集中了温挤变形抗力小、表面氧化较少(相对热挤压)和冷挤尺寸精度高和表面质量好的优点，制得的零件力学性能好；
(3)本发明比传统机加工技术成本低，材料利用率高，成形精度高，节省能耗；
(4)本发明所需的设备易得，不需要太大吨位的设备，应用范围广泛。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法，其工艺流程如图1所示，该方法包括以下步骤：(1)锯切圆钢进行下料，得到坯料；(2)清理坯料表面，去除杂质，并对坯料进行润滑处理；(3)对坯料进行加热；(4)对加热后的坯料进行温挤压，令坯料整体达到零件基本尺寸，形成大径杯体零件；(5)将大径杯体零件冷却；(6)对大径杯体零件进行喷丸处理；(7)对大径杯体零件进行磷化皂化处理；(8)对大径杯体零件进行冷挤压，成型小径杯体零件并整形；(9)对挤压后的小径杯体零件进行机加工，得到车用回转厚壁壳体零件。
步骤(3)对坯料进行加热的方法为：利用中频感应炉将坯料加热至800℃。由于温挤压形成的大径杯体零件表面有氧化皮，因此在温挤压后进行喷丸或抛丸处理，喷丸或抛丸处理的时间为1小时。步骤(7)磷化皂化处理的工艺条件为：首先在大径杯体零件上采用化学方法制成一层磷化膜，膜的厚度为10μm，然后在大径杯体零件表面采用硬脂酸钠或肥皂进行浸润，整个磷化皂化处理时间为20分钟。
实施例2
一种车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法，其工艺流程如图1所示，该方法包括以下步骤：(1)锯切圆钢进行下料，得到坯料；(2)清理坯料表面，去除杂质，并对坯料进行润滑处理；(3)对坯料进行加热；(4)对加热后的坯料进行温挤压，令坯料整体达到零件基本尺寸，形成大径杯体零件；(5)将大径杯体零件冷却；(6)对大径杯体零件进行喷丸处理；(7)对大径杯体零件进行磷化皂化处理；(8)对大径杯体零件进行冷挤压，成型小径杯体零件并整形；(9)对挤压后的小径杯体零件进行机加工，得到车用回转厚壁壳体零件。
其中，步骤(2)对坯料进行润滑处理的具体方法为：先将坯料加热到300℃，再涂覆水基石墨润滑剂，晾干。步骤(3)对坯料进行加热的方法为：利用中频感应炉将坯料加热至1000℃。由于温挤压形成的大径杯体零件表面有氧化皮，因此在温挤压后进行喷丸或抛丸处理，喷丸或抛丸处理的时间为3小时。步骤(7)磷化皂化处理的工艺条件为：首先在大径杯体零件上采用化学方法制成一层磷化膜，膜的厚度为20μm，然后在大径杯体零件表面采用硬脂酸钠或肥皂进行浸润，整个磷化皂化处理时间为40分钟。
实施例3
一种车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法，其工艺流程如图1所示，该方法包括以下步骤：(1)锯切圆钢进行下料，得到坯料；(2)清理坯料表面，去除杂质，并对坯料进行润滑处理；(3)对坯料进行加热；(4)对加热后的坯料进行温挤压，令坯料整体达到零件基本尺寸，形成大径杯体零件；(5)将大径杯体零件冷却；(6)对大径杯体零件进行喷丸处理；(7)对大径杯体零件进行磷化皂化处理；(8)对大径杯体零件进行冷挤压，成型小径杯体零件并整形；(9)对挤压后的小径杯体零件进行机加工，得到车用回转厚壁壳体零件。
其中，步骤(2)对坯料进行润滑处理的具体方法为：先将坯料加热到250℃，再涂覆水基石墨润滑剂，晾干。步骤(3)对坯料进行加热的方法为：利用中频感应炉将坯料加热至900℃。由于温挤压形成的大径杯体零件表面有氧化皮，因此在温挤压后进行喷丸或抛丸处理，喷丸或抛丸处理的时间为2小时。步骤(7)磷化皂化处理的工艺条件为：首先在大径杯体零件上采用化学方法制成一层磷化膜，膜的厚度为15μm，然后在大径杯体零件表面采用硬脂酸钠或肥皂进行浸润，整个磷化皂化处理时间为30分钟。

Claims (4)

1.一种车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)锯切圆钢进行下料，得到坯料；
(2)清理坯料表面，去除杂质，并对坯料进行润滑处理；
(3)对坯料进行加热；
(4)对加热后的坯料进行温挤压，形成大径杯体零件；
(5)将大径杯体零件冷却；
(6)对大径杯体零件进行喷丸或抛丸处理；
(7)对大径杯体零件进行磷化皂化处理；
(8)对大径杯体零件进行冷挤压，成型小径杯体零件并整形；
(9)对挤压后的小径杯体零件进行机加工，得到车用回转厚壁壳体零件；
步骤(2)所述的对坯料进行润滑处理的具体方法为：先将坯料加热到200℃～300℃，再涂覆润滑剂，晾干；
步骤(6)所述的喷丸或抛丸处理的时间为1～3小时。
2.根据权利要求1所述的一种车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法，其特征在于，所述的润滑剂为水基石墨润滑剂。
3.根据权利要求1所述的一种车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法，其特征在于，步骤(3)所述的对坯料进行加热的方法为：利用中频感应炉将坯料加热至800℃～1000℃。
4.根据权利要求1所述的一种车用回转厚壁壳体零件冷温复合挤压成形方法，其特征在于，步骤(7)所述的磷化皂化处理的工艺条件为：首先在大径杯体零件上采用化学方法制成一层磷化膜，膜的厚度为10～20μm，然后在大径杯体零件表面采用硬脂酸钠或肥皂进行浸润，整个磷化皂化处理时间为20～40分钟。
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