CN104493426A - 履带端联器内六方螺栓的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种履带端联器内六方螺栓的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：制备毛坯；将毛坯中频加热，热挤压内六方孔，成型温度800-850℃，挤压力800-900KN，挤压速度5-10mm/s，冲后去除毛刺；软化热处理；表面处理与润滑，分为三个阶段：酸洗除锈、磷化处理和皂化处理；冷挤压内六方螺栓外形，冷挤压力1200-1400KN，挤压速度4-5mm/s；切削加工。本发明的有益之处在于：实现了高强度合金钢材料的挤压近净成型，为端联器内六方螺栓的批量制造提供了一条合理、可行途径；挤压前通过进行软化处理，降低了内六方螺栓的变形抗力，提高了塑性，更利于挤压和保护模具；对坯料表面进行磷化/皂化润滑处理，有效降低了坯料和模具之间的摩擦阻力。

Description

履带端联器内六方螺栓的制造方法

技术领域

本发明涉及一种制造方法，具体涉及一种履带端联器内六方螺栓的制造方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

目前，基于高强度合金钢履带端联器内六方螺栓的制造方法主要是切削加工。

切削加工主要包括以下工序：

下料→车端面→打中心孔→车外圆→切断→钻孔→车端面→车外形→车螺纹→拉六方孔→修毛刺。

由此可见，切削加工存在制造周期长、制造效率低、制造成本高、原材料浪费严重、人工劳动强度高等不足。

近年随着生产规模的不断壮大，对端联器内六方螺栓的需求量非常大，年需求量在60万件左右。若继续采用切削加工方法制造内六方螺栓，则很难满足需求，难以实现高强度合金钢履带端联器内六方螺栓的批量制造。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种制造周期短、效率高、人工劳动强度低、且能够稳定、可靠地批量制造履带端联器内六方螺栓的方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种履带端联器内六方螺栓的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、采用锯床切割制备毛坯；

(2)、将毛坯中频加热，然后热挤压内六方孔，冲后去除毛刺；

(3)、对毛坯做软化热处理；

(4)、对毛坯做表面处理与润滑；

(5)、冷挤压内六方螺栓外形；

(6)、切削加工。

前述的履带端联器内六方螺栓的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，热挤压内六方孔时，成型温度为800-850℃，挤压力为800-900KN，挤压速度为5-10mm/s。

前述的履带端联器内六方螺栓的制造方法，其特征在于，在步骤(4)中，前述表面处理与润滑分为三个阶段：

(4a)、酸洗除锈；

(4b)、磷化处理；

(4c)、皂化处理。

的履带端联器内六方螺栓的制造方法，其特征在于，在步骤(5)中，冷挤压内六方螺栓外形时，冷挤压力为1200-1400KN，挤压速度为4-5mm/s。

本发明的有益之处在于：

1、基于挤压近净成型工艺制造端联器内六方螺栓，在国内尚无先例，该工艺技术先进、立意新颖，属于原创性和探索性研究，研究成果对端联器内六方螺栓的批量制造具有实质性的改进；

2、实现了高强度合金钢材料的挤压近净成型，为端联器内六方螺栓的批量制造提供了一条合理、可行途径；

3、挤压前通过进行软化退火处理，降低了端联器内六方螺栓的变形抗力，提高了塑性，更利于挤压和保护模具；

4、端联器内六方螺栓在冷挤成型过程中，通过对金属表面进行磷化/皂化润滑处理，有效降低了金属坯料和模具之间的摩擦阻力，提高了模具的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的制造方法的主要流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明的履带端联器内六方螺栓的制造方法，包括以下步骤：

第一步：采用锯床切割制备毛坯。

毛坯制备的好坏不仅会影响挤压件的成型质量，还会影响挤压模具的使用寿命。因此，下料时必须保证毛坯切割端面平整、圆度小于0.5mm、平面度不大于0.6mm。

采用锯床切割制备毛坯，可以保证毛坯端面质量能达到挤压要求。

第二步：将毛坯中频加热，然后热挤压内六方孔，冲后去除毛刺。

热挤压过程中，坯料温度、挤压力和挤压速度对挤压成型质量的影响很大。温度太高，坯料挤压后表面氧化严重；温度太低，坯料变形抗力大，对模具损耗大。因此，必须将坯料加热到一个合理的温度区间。综合试验结果考虑，热挤压内六方孔时，成型温度为800-850℃，挤压力为800-900KN，挤压速度为5-10mm/s。

热挤压内六方孔的过程如下：

1、用螺栓将热挤压模具固定在压力机上；

2、将下好料的毛坯放入中频炉内加热到850℃，保温30min；

3、用加热的铜块将模具预热到150-180℃；

4、在模具的内表面涂上油剂石墨润滑剂；

5、把加热好的毛坯放置在模具内；

6、启动压力机，对毛坯加载，使其成型；

7、成型后，将工件顶出。

第三步：对毛坯做软化热处理。

采用常规的热处理工艺(包括加热、保温、冷却三个过程)，对毛坯做软化热处理。

端联器内六方螺栓材料强度高、变形抗力大、形变硬化敏感性十分强烈。因此，挤压前通过合理的软化热处理工艺，可以降低材料的变形抗力，提高塑性，减少形变硬化敏感性。经检测，退火后坯料硬度仅为HB155-165。

第四步：对毛坯做表面处理与润滑。

坯料在挤压时会产生剧烈的塑性变形，单位挤压力很大，特别是钢的挤压，最大单位挤压力可达2500MPa。在这么高的单位压力下，如果没有良好的润滑，坯料容易与模具型腔焊合，导致挤压力急剧增加，使模具使用寿命大大下降。

另外，在很高的单位压力下，一般所涂刷的润滑剂会被完全挤掉，起不到润滑作用。因此，在挤压前需要对毛坯进行表面处理，以获得表面支承层，以便在后续润滑处理时，起到储存润滑剂的作用。

在本发明的方法中，对毛坯做表面处理与润滑分为三个阶段：酸洗除锈、磷化处理和皂化处理，其中，

酸洗除锈：采用常规方法，毛坯经酸洗后表面的锈迹被除去，利于后续的磷化处理；

磷化处理：采用常规方法，毛坯经过磷化处理后，在表面形成了磷化层，该磷化层能够很好的吸收、储藏润滑剂。

皂化处理：采用常规方法，毛坯经过皂化处理后，可以获得有效的润滑剂，避免了坯料与模具型腔焊合。

第五步：冷挤压内六方螺栓外形。

在内六方螺栓外形冷挤压过程中，对挤压成型质量影响重要的两个工艺参数是挤压力和挤压速度。综合试验结果考虑，冷挤压内六方螺栓外形时，冷挤压力为1200-1400KN，挤压速度为4-5mm/s。

根据试验分析结果，对端联器内六方螺栓挤压工艺流程、工艺参数进行了调整和优化，最终实现了全部工艺参数的优化组合，成功试制出1210个样件。

冷挤压内六方螺栓外形的过程如下：

1、用螺栓将冷挤压模具固定在压力机上；

2、将润滑处理好的挤压毛坯放置在模具内；

3、启动压力机，对毛坯加载，使其成型；

4、成型后，将工件顶出。

在热挤压成型内六方孔时，由于温度变化、氧化等因素，导致热挤压成型后内六方孔形状、尺寸与设计要求有少量偏差。因此，在冷挤压成型外形的同时，还可以增加一道内六方孔精整工序。

根据拟订的挤压成型工艺方案，我们进行了多次挤压工艺试验，并对挤压关键工序进行了归纳总结。在制订挤压件图时，对产品做了以下处理：

(1)螺纹M30×1.5、圆角R5、R2放在挤压后进行机加工。

(2)考虑到挤压毛坯体积存在误差，以及液压机生产时行程控制精度不高。因此，挤压成型后，在长度上预留了2-3mm的修边余量。

(3)外圆尺寸与内六方通孔尺寸的公差要求不严，可直接挤压成型。因此，可不留加工余量或留极少量的加工余量。

在本发明的方法中，挤压件分两次成型，第一次通过热挤压成型内六方孔，第二次通过冷挤压成型外形。经验证，分两次成型大大提高了挤压件成型的稳定性。

第六步：切削加工。

加工上端面、下端面、退刀槽、倒角及螺纹达到产品图纸尺寸。

对试制出的螺栓进行抽样检测。检测结果表明：

(1)、产品外形尺寸、表面粗糙度均符合图纸设计要求；

(2)、产品硬度为HRC40-42，符合图纸设计要求；

(3)、解剖渗透探伤测试，未发现裂纹、流线折叠缺陷。

由此可见，本发明的制造方法实现了高强度合金钢材料的挤压近净成型，为端联器内六方螺栓的批量制造提供了一条合理、可行的途径。

需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.履带端联器内六方螺栓的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、采用锯床切割制备毛坯；

(2)、将毛坯中频加热，然后热挤压内六方孔，冲后去除毛刺；

(3)、对毛坯做软化热处理；

(4)、对毛坯做表面处理与润滑；

(5)、冷挤压内六方螺栓外形；

(6)、切削加工。

2.根据权利要求1所述的履带端联器内六方螺栓的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，热挤压内六方孔时，成型温度为800-850℃，挤压力为800-900KN，挤压速度为5-10mm/s。

3.根据权利要求1所述的履带端联器内六方螺栓的制造方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述表面处理与润滑分为三个阶段：

(4a)、酸洗除锈；

(4b)、磷化处理；

(4c)、皂化处理。

4.根据权利要求1所述的履带端联器内六方螺栓的制造方法，其特征在于，在步骤(5)中，冷挤压内六方螺栓外形时，冷挤压力为1200-1400KN，挤压速度为4-5mm/s。