CN103921074A - 一种用于vvt上的阀体的锻造工艺 - Google Patents

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鄭博文
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/001—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass valves or valve housings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Abstract

本发明公开了一种用于VVT上的阀体的锻造工艺，包括以下步骤：先挤压成型，形成粗胚；再将上述粗胚进行热处理；接着润滑锻造；最后采用CNC加工成型；本发明较采用粉末冶金成形的产品单重减少一半，成本减少1/3，在保证锻造模具精度的同时，解决了模具材料在连续作业情况下出现变形的情况，耐磨性增强。

Description

一种用于VVT上的阀体的锻造工艺
技术领域
本发明涉及一种锻造加工工艺，尤其涉及一种用于VVT上的阀体的锻造工艺。 
背景技术
目前为提高汽车发动机动力性，减少油耗和降低排污的要求，各大汽车工厂均投入大量人力、物力进行技术开发。发动机可变气门正时技术（VVT）是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术（VVT）可以提高进气冲量，使冲量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。目前用于发动机可变气门正时技术（VVT）上的一个阀体在欧洲采用粉末冶金制作，成本高，单重重。目前有人提出采用铝合金压铸制作，但是采用铸造耐磨性不够。 
故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。 
发明内容
针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种用于VVT上的阀体的锻造工艺，在达到精度要求的同时，减轻质量，增加耐磨性。 
为实现上述发明目的，本发明提供的一种用于VVT上的阀体的锻造工艺，包括以下步骤： 
(a)准备工序：选择锻造阀体所需要的铝锭；
(b)预成型工序：将铝锭进行熔炼，熔炼温度为700-780℃，采用DC铸造的方法对熔炼后的铝锭进行铸造，形成粗坯；
(c)热处理工序：将步骤(b)中所述的粗坯加热至525-535℃，恒温加热1.5-2.5h后，采用自然时效将粗坯冷却完成热处理；
或者将步骤(b)中所述的粗坯加热至170-180℃，恒温加热5.5-6.5h后，采用人工时效将粗坯冷却完成热处理；
(d)润滑锻造：对经过热处理的粗坯表面先作皂化处理，再作润滑处理；
(e)成型工序：油压机对铝材作锻压处理，然后采用CNC加工铝材，阀体成型；
(f)包装出货。
所述步骤（b）中的DC铸造，其具体步骤为： 
(b1)将铝锭加热到450-470℃，采用DC铸造机对铝锭进行挤压，挤压力度为2000-2150UST，挤压速度为3.5-4.5mm/s；
(b2)对铝锭作在线水淬处理；
(b3)锯切机将铝锭切割成需要的长度。
所述步骤（b）中的熔炼，其具体步骤为： 
（21）在使用前将所用环绕石英坩埚烘烤至500℃；
（22）将所述铝锭置入环绕石英坩埚内，抽出空气，充入惰性气体；
（23）采用中高频电源进行加热。
所述步骤(d)中的皂化处理，包括步骤：脱脂、水洗、碱洗、二道水洗、除灰、水洗。 
  所述步骤(d)中的润滑处理，为采用乳化液涂抹铝材表面，所述的乳化液为PROSOL67、A-100HR和LRZ-88中的一种或多种。 
所述步骤（e）中的CNC加工，其CNC加工刀具表面覆有金刚砂涂层。 
所述步骤（e）中的CNC加工后，采用冷却液对加工表面进行冲刷冷却，所述冷却液配方由重量比为：15%苯甲酸钠、10%聚乙二醇、3%钼酸钠、20%丙三醇和其余为水组成。 
本发明相比现有技术，存在的优点有：经过预成型工序，将阀体挤压成型，形成粗胚；再经过热处理工序，增加其粗胚强度；之后进行的润滑锻造，提高粗胚精度；采用挤压制品再经过精锻加工，较采用粉末冶金成形的产品单重减少一半，成本减少1/3，在保证锻造模具精度的同时，解决了模具材料在连续作业情况下出现变形的情况，耐磨性增强；在熔炼过程中，采用中高频电源进行加热节约能耗且加热效率高，提高生产加工效率；在CNC加工结束后，采用水基型冷却液对铝材和加工刀具进行冷却，对被加工的铝材和加工刀具具有良好的保护作用，确保加工精度和刀具的使用寿命，本发明具有良好的社会效益和经济效益。 
具体实施方式
以下实施例中的乳化液PROSOL67、A-100HR和LRZ-88，均可在市场上购得，所用冷却液配方由重量比为：15%苯甲酸钠、10%聚乙二醇、3%钼酸钠、20%丙三醇和其余为水组成。 
实施例1： 
选择锻造阀体所需要的铝锭；将铝锭进行熔炼，在使用前将所用环绕石英坩埚烘烤至500℃；将所述铝锭置入环绕石英坩埚内，抽出空气，充入惰性气体；采用中高频电源进行加热，熔炼温度为700℃，之后采用DC铸造的方法对熔炼后的铝锭进行铸造：首先将铝锭加热到450℃，采用DC铸造机对铝锭进行挤压，挤压力度为2000UST，挤压速度为3.5mm/s，紧接着对铝锭作在线水淬处理，最后锯切机将铝锭切割成需要的长度，形成粗坯；
将上述粗坯加热至525℃，恒温加热1.5h后，采用自然时效将粗坯冷却完成热处理；
对经过热处理的粗坯表面先作皂化处理，其步骤为：脱脂、水洗、碱洗、二道水洗、除灰、水洗。将经过皂化处理的粗胚再作润滑处理，采用乳化液涂抹铝材表面，采用的乳化液为PROSOL67；
油压机对铝材作锻压处理，然后采用表面覆有金刚砂涂层的加工刀具铝材进行加工，CNC加工完成后，采用冷却液对其加工表面进行冲刷冷却，之后阀体成型，最后包装出货。
  
实施例2：
将实施例1中经DC铸造形成的粗胚加热至170℃，恒温加热5.5h后，采用人工时效将粗坯冷却完成热处理；
再对经过热处理的粗坯表面先作皂化处理，其步骤为：脱脂、水洗、碱洗、二道水洗、除灰、水洗。将经过皂化处理的粗胚再作润滑处理，采用乳化液涂抹铝材表面，采用的乳化液为A-100HR；
油压机对铝材作锻压处理，然后采用表面覆有金刚砂涂层的加工刀具铝材进行加工，CNC加工完成后，采用冷却液对其加工表面进行冲刷冷却，之后阀体成型，最后包装出货
实施例3：
选择锻造阀体所需要的铝锭；将铝锭进行熔炼，在使用前将所用环绕石英坩埚烘烤至500℃；将所述铝锭置入环绕石英坩埚内，抽出空气，充入惰性气体；采用中高频电源进行加热，熔炼温度为740℃，之后采用DC铸造的方法对熔炼后的铝锭进行铸造：首先将铝锭加热到460℃，采用DC铸造机对铝锭进行挤压，挤压力度为2075UST，挤压速度为4.0mm/s，紧接着对铝锭作在线水淬处理，最后锯切机将铝锭切割成需要的长度，形成粗坯；
将上述粗坯加热至530℃，恒温加热2.0h后，采用自然时效将粗坯冷却完成热处理；
对经过热处理的粗坯表面先作皂化处理，其步骤为：脱脂、水洗、碱洗、二道水洗、除灰、水洗。将经过皂化处理的粗胚再作润滑处理，采用乳化液涂抹铝材表面，采用的乳化液为LRZ-88；
油压机对铝材作锻压处理，然后采用表面覆有金刚砂涂层的加工刀具铝材进行加工，CNC加工完成后，采用冷却液对其加工表面进行冲刷冷却，之后阀体成型，最后包装出货
实施例4
将实施例3中经DC铸造形成的粗胚加热至175℃，恒温加热6.0h后，采用人工时效将粗坯冷却完成热处理；
再对经过热处理的粗坯表面先作皂化处理，其步骤为：脱脂、水洗、碱洗、二道水洗、除灰、水洗。将经过皂化处理的粗胚再作润滑处理，采用乳化液涂抹铝材表面，采用的乳化液为PROSOL67和A-100HR混合；
油压机对铝材作锻压处理，然后采用表面覆有金刚砂涂层的加工刀具铝材进行加工，CNC加工完成后，采用冷却液对其加工表面进行冲刷冷却，之后阀体成型，最后包装出货
实施例5
选择锻造阀体所需要的铝锭；将铝锭进行熔炼，在使用前将所用环绕石英坩埚烘烤至500℃；将所述铝锭置入环绕石英坩埚内，抽出空气，充入惰性气体；采用中高频电源进行加热，熔炼温度为780℃，之后采用DC铸造的方法对熔炼后的铝锭进行铸造：首先将铝锭加热到470℃，采用DC铸造机对铝锭进行挤压，挤压力度为2150UST，挤压速度为4.5mm/s，紧接着对铝锭作在线水淬处理，最后锯切机将铝锭切割成需要的长度，形成粗坯；
将上述粗胚加热至535℃，恒温加热2.5h后，采用自然时效将粗坯冷却完成热处理；
对经过热处理的粗坯表面先作皂化处理，其步骤为：脱脂、水洗、碱洗、二道水洗、除灰、水洗。将经过皂化处理的粗胚再作润滑处理，采用乳化液涂抹铝材表面，采用的乳化液为A-100HR和LRZ-88混合；
油压机对铝材作锻压处理，然后采用表面覆有金刚砂涂层的加工刀具铝材进行加工，CNC加工完成后，采用冷却液对其加工表面进行冲刷冷却，之后阀体成型，最后包装出货
    实施例6
将实施例5中经DC铸造形成的粗胚加热至185℃，恒温加热6.5h后，采用人工时效将粗坯冷却完成热处理；
再对经过热处理的粗坯表面先作皂化处理，其步骤为：脱脂、水洗、碱洗、二道水洗、除灰、水洗。将经过皂化处理的粗胚再作润滑处理，采用乳化液涂抹铝材表面，采用的乳化液为PROSOL67、 A-100HR和LRZ-88混合；
油压机对铝材作锻压处理，然后采用表面覆有金刚砂涂层的加工刀具铝材进行加工，CNC加工完成后，采用冷却液对其加工表面进行冲刷冷却，之后阀体成型，最后包装出货
以上实施例中，两种热处理工序可以相互替换。

Claims (6)

1.一种用于VVT上的阀体的锻造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(a)准备工序：选择锻造阀体所需要的铝锭；
(b)预成型工序：将铝锭进行熔炼，熔炼温度为700-780℃，采用DC铸造的方法对熔炼后的铝锭进行铸造，形成粗坯；
(c)热处理工序：将步骤(b)中所述的粗坯加热至525-535℃，恒温加热1.5-2.5h后，采用自然时效将粗坯冷却完成热处理；
或者将步骤(b)中所述的粗坯加热至170-180℃，恒温加热5.5-6.5h后，采用人工时效将粗坯冷却完成热处理；
(d)润滑锻造：对经过热处理的粗坯表面先作皂化处理，再作润滑处理；
(e)成型工序：油压机对铝材作锻压处理，然后采用CNC加工铝材，阀体成型；
(f)包装出货；
所述步骤（b）中的DC铸造，其具体步骤为：
(b1)将铝锭加热到450-470℃，采用DC铸造机对铝锭进行挤压，挤压力度为2000-2150UST，挤压速度为3.5-4.5mm/s；
(b2)对铝锭作在线水淬处理；
(b3)采用锯切机将铝锭切割成需要的长度。
2. 根据权利要求1所述的一种用于VVT上的阀体的锻造工艺，其特征在于：所述步骤（b）中的熔炼，其具体步骤为：
（21）在使用前将所用环绕石英坩埚烘烤至500℃；
（22）将所述铝锭置入环绕石英坩埚内，抽出空气，充入惰性气体；
（23）采用中高频电源进行加热。
3.根据权利要求1所述的一种用于VVT上的阀体的锻造工艺，其特征在于：所述步骤(d)中的皂化处理，包括步骤：脱脂、水洗、碱洗、二道水洗、除灰、水洗。
4.  根据权利要求1所述的一种用于VVT上的阀体的锻造工艺，其特征在于：所述步骤(d)中的润滑处理，为采用乳化液涂抹铝材表面，所述的乳化液为PROSOL67、A-100HR和LRZ-88中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种用于VVT上的阀体的锻造工艺，其特征在于：所述步骤（e）中的CNC加工，其CNC加工刀具表面覆有金刚砂涂层。
6. 根据权利要求1或5所述的一种用于VVT上的阀体的锻造工艺，其特征在于：所述步骤（e）中的CNC加工后，采用冷却液对加工表面进行冲刷冷却，所述冷却液配方由重量比为：15%苯甲酸钠、10%聚乙二醇、3%钼酸钠、20%丙三醇和其余为水组成。
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