CN105108457A - 整体被动盘的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整体被动盘的加工方法，具体包括以下步骤：（1）下料预镦坯；（2）摆碾成型：将步骤（1）中所得到的预镦坯件先依次经过一次退火处理、一次表面磷化处理和一次润滑处理工艺，然后将预镦坯件放入摆碾机进行摆动碾压，形成上端为盘状件的冷摆碾件；（3）翻边成型：将步骤（2）中所得到的冷摆碾件先依次经过二次退火处理、二次表面磷化处理和二次润滑处理工艺，然后进行翻边成型；（4）渗碳镀锌圆磨：将步骤（3）中所得到的翻边件依次经过机加工、挤压齿、渗碳和热处理、镀锌和圆磨工艺形成整体被动盘工件。该制作成型工艺制得了一体成型的整体被动盘，提高了工件的强度，同时节省了材料和人力，省时省力，节省了设备的占用。
Description
技术领域
本发明属于精密锻造成型技术领域，尤其是涉及一种整体被动盘的加工方法。
背景技术
目前市场上大部分的被动盘都是分体的，采用焊接的方式把连接套和盘体连接起来。也有少部分是整体的，但是那些整体的都是用大块的材料经过切削加工而成。
由于焊接总存在缺陷，而且两个产品的同轴度不好。在使用的过程当中就会出现断裂，机器工作时抖动得厉害。目前市场上也有少部分的被动盘是整体的，但这些整体被动盘的都是采用大块的料经过切削加工成型，这样就浪费了大量的材料，而且设备的占用相当高。
因此，有必要开发一种制作整体被动盘的加工方法，使被动盘既不存在焊接的缺陷，在使用的过程当中也不会出现断裂，同时在材料方面，也大大的节约了材料，在这个同时，也节约了劳动力、设备的占用。
发明内容
本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种成本低、用料少、省时省力且不存在焊接的整体被动盘的加工方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该整体被动盘的加工方法，具体包括以下步骤：
（1）下料镦坯：通过带锯床对圆钢下料，将圆钢下成棒状的下料件；下料件的尺寸规格为φ20~22*85~90mm；通过机械自动上料装置将下料件加入高频感应加热炉，加热温度为800~900℃，加热后的下料件进行预镦坯，采用200T液压机成型；先将下料件放到第一压力机下镦头上，压力机施加压力下，上镦头下压，对下料件进行物料分流同时去除加热时产生的氧化皮，将下料件镦成上端面有凸台的预镦坯件；
（2）摆碾成型：将步骤（1）中所得到的预镦坯件先依次经过一次退火处理、一次表面磷化处理和一次润滑处理工艺，然后将预镦坯件放入摆碾机进行摆动碾压，将预镦坯件上端的凸台在锥形模具作用下高度减小，直径增大，形成上端为盘状件的冷摆碾件；所述一次退火处理是先将预镦坯件置于退火炉内，加热至800~900℃，保温至少3h，然后先炉冷至200℃，再在空气中冷却至室温；所述一次表面磷化处理是经过一次退火后的预镦坯件放到锌砷系磷化液的磷化槽里进行一次表面磷化处理，磷化处理的温度为50~65℃，磷化时间为190~230秒；
（3）翻边成型：将步骤（2）中所得到的冷摆碾件先依次经过二次退火处理、二次表面磷化处理和二次润滑处理工艺，然后将冷摆碾件进行翻边成型，将冷摆碾件上端的盘状件的边缘按一定尺寸向内垂直呈90°翻边成型，形成上端为圆柱形状的翻边件；
（4）渗碳镀锌圆磨：将步骤（3）中所得到的翻边件依次经过机加工、拉齿、渗碳和热处理、镀锌和圆磨工艺形成整体被动盘工件，所述机加工包括精车大端工艺、精车小端工艺和拉花键工艺，依次形成精车大端件、精车小端件和拉花键件。
本发明进一步改进在于，所述整体被动盘工件是一个整体成型的，生产过程是一个热锻、冷压复合成型工艺，预镦坯过程是个热锻过程，摆碾和翻边都是冷成型过程。
通过上述技术方案，通过一个热锻、冷压复合成型工艺，预镦坯过程是个热锻过程，摆碾和翻边都是冷成型过程，制得了一体成型的整体被动盘，实现了对整体被动盘工件的整体塑性成形的目的，使产品精密净成型；该制作成型工艺无需分体式加工再组合且不存在焊接缺陷，在使用过程中不会出现断裂，且同轴度更好，避免了整体被动盘工件在使用过程中脱离解体的故障，因此提高了整体被动盘工件的强度、耐磨性与牢固性，相比现有的一体成型工艺节省了材料和人力，省时省力，同时节省了设备的占用，适合广泛推广使用。
本发明进一步改进在于，所述步骤（2）中的所述一次表面磷化处理前先对预镦坯件进行脱脂处理，使用弱碱性脱脂剂溶液对欲表面磷化处理的预镦坯件进行除油处理，脱脂剂用量为除油溶剂总量的4%，其余为水，处理温度为30~50℃，处理时间为3~5min；脱脂处理后将预镦坯件进行水洗以去除脱脂剂。该脱脂处理可以去除钢材表面的油脂，有利于后续加工。
本发明进一步改进在于，所述步骤（2）中的一次表面磷化处理和所述步骤（3）中的二次表面磷化处理中，所采用的磷化处理剂，由以下组份按重量份数组成：磷酸锌8份、磷酸锰7份、磷酸铵6份、硫酸1.5份、氯化锌4份、五氟化砷0.12份、硝酸锌2份、水56份。
本发明进一步改进在于，所述步骤（3）中的所述二次退火处理是先将冷摆碾件置于退火炉内，加热至700~800℃，保温至少3h，然后先炉冷至250℃，再在空气中冷却至室温。
本发明进一步改进在于，所述步骤（4）中的渗碳和热处理工艺的渗碳层深度为0.2~0.4mm，渗透区表面硬度为50~60HRC，具体包括以下步骤：
1）强渗碳：把翻边件加热到1000～1100℃的处理温度，碳势1.0~1.2，进行2~2.5h强渗碳；
2）扩散：升温至1100~1150℃，碳势为0.6~0.7，进行1.5~2.5h渗碳扩散；
3）二次渗碳：保持扩散的温度1100～1150℃，碳势1.0~1.2，进行1~1.5h二次渗碳；
4）二次扩散：升温至1200～1250℃，碳势0.6~0.7，进行1.5~2h二次扩散；
5）淬火：二次扩散后将温度冷却到1000~1100℃，碳势0.6~0.7，保温40~90min后，将翻边件在900～950℃进行油淬，在60~120℃的油中淬火冷却；
6）除油：清洗去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在50～58℃；
7）回火：采用170~220℃，回火2.5~3.5h。这样的渗碳和热处理工艺可以防止钢材料的强度降低，同时可以缩短渗碳和热处理工艺的时间。
本发明进一步改进在于，所述步骤（4）中的镀锌工艺的镀锌层至少为6μm，进行24小时中性盐雾试验后，表面质量不小于3级。
本发明进一步改进在于，所述步骤（4）中的圆磨工艺为外圆磨，圆磨直径为15mm，形成外圆磨件。
本发明进一步改进在于，该整体被动盘的总长为67.7±0.2mm，盘体的直径为54±0.3mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过一个热锻、冷压复合成型工艺，预镦坯过程是个热锻过程，摆碾和翻边都是冷成型过程，制得了一体成型的整体被动盘，实现了对整体被动盘工件的整体塑性成形的目的，使产品精密净成型；该制作成型工艺无需分体式加工再组合且不存在焊接缺陷，在使用过程中不会出现断裂，且同轴度更好，避免了整体被动盘工件在使用过程中脱离解体的故障，因此提高了整体被动盘工件的强度、耐磨性与牢固性，相比现有的一体成型工艺节省了材料和人力，省时省力，同时节省了设备的占用，适合广泛推广使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细说明：
图1是本发明的整体被动盘的结构示意图；
图2是本发明的整体被动盘成型过程中各个步骤的结构变化示意图；
图3是本发明的整体被动盘的预镦坯成型及模具示意图；
图4是本发明的整体被动盘的冷摆辗成型及模具示意图；
图5是本发明的整体被动盘的翻边成型及模具示意图；
其中：1-连接套；2-盘体；A-下料件；B-预镦坯件；C-冷摆辗件；D-翻边件；E-精车大端件；F-精车小端件；G-拉花键件；H-外圆磨件。
具体实施方式
实施例：如图1-2所示，该整体被动盘成品的大小为总长67.7mm，被动盘直径54+0.3mm。该整体被动盘的加工方法，具体包括以下步骤：
（1）下料预镦坯：如图3所示，通过带锯床对圆钢下料，将圆钢下成下料件；下料件的尺寸规格为φ20-0.2*88-0.4mm；通过机械自动上料装置将预镦坯件加入高频感应加热炉，加热温度为1000℃，加热后的下料件进行预镦坯，采用200T液压机成型；先将下料件放到第一压力机下镦头上，压力机施加压力下，上镦头下压，对下料件进行物料分流同时去除加热时产生的氧化皮，将下料件镦成上端面有凸台的预镦坯件；
（2）摆碾成型：如图4所示，将步骤（1）中所得到的预镦坯件先依次经过一次退火处理、一次表面磷化处理和一次润滑处理工艺，然后将预镦坯件放入摆碾机进行摆动碾压，将预镦坯件上端的凸台在锥形模具作用下高度减小，直径增大，形成上端为盘状件的冷摆碾件；所述一次退火处理是先将预镦坯件置于退火炉内，加热至780℃，保温3h，然后先炉冷至200℃，再在空气中冷却至室温；所述一次表面磷化处理是经过一次退火后的预镦坯件放到锌砷系磷化液的磷化槽里进行一次表面磷化处理，磷化处理的温度为60℃，磷化时间为200秒；所采用的磷化处理剂，由以下组份按重量份数组成：磷酸锌8份、磷酸锰7份、磷酸铵6份、氯化锌4份、五氟化砷0.12份、硝酸锌2份、水56份。一次表面磷化处理前先对预镦坯件进行脱脂处理，使用弱碱性脱脂剂溶液对欲表面磷化处理的预镦坯件进行除油处理，脱脂剂用量为除油溶剂总量的4%，其余为水，处理温度为40℃，处理时间为4min；脱脂处理后将预镦坯件进行水洗以去除脱脂剂；
（3）翻边成型：如图5所示，将步骤（2）中所得到的冷摆碾件先依次经过二次退火处理、二次表面磷化处理和二次润滑处理工艺，然后将冷摆碾件进行翻边成型，将冷摆碾件上端的盘状件的边缘按一定尺寸向内垂直呈90°翻边成型，形成上端为长方形状的翻边件；其中二次退火处理是先将冷摆碾件置于退火炉内，加热至800℃，保温4h，然后先炉冷至250℃，再在空气中冷却至室温；二次表面磷化处理所采用的磷化处理剂，由以下组份按重量份数组成：磷酸锌8份、磷酸锰7份、磷酸铵6份、氯化锌4份、五氟化砷0.12份、硝酸锌2份、水56份。
（4）渗碳镀锌圆磨：将步骤（3）中所得到的翻边件依次经过机加工、挤压齿、渗碳和热处理、镀锌和圆磨工艺形成整体被动盘工件，所述机加工包括精车大端工艺、精车小端工艺和拉花键工艺；其中渗碳和热处理工艺的渗碳层深度为0.2~0.4mm，渗透区表面硬度为55±0.5HRC，渗碳和热处理工艺具体包括以下步骤：
1）强渗碳：把翻边件加热到1050℃的处理温度，碳势1.1，进行2.5h强渗碳；
2）扩散：升温至1150℃，碳势为0.76，进行2h渗碳扩散；
3）二次渗碳：保持扩散的温度1150℃，碳势1.0，进行1h二次渗碳；
4）二次扩散：升温至1200℃，碳势0.7，进行1.5h二次扩散；
5）淬火：二次扩散后将温度冷却到1000℃，碳势0.7，保温80min后，将翻边件在900℃进行油淬，在90℃的油中淬火冷却；
6）除油：清洗去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在55℃；
7）回火：采用200℃，回火3h。
其中镀锌工艺的镀锌层为6μm，进行24小时中性盐雾试验后，表面质量不小于3级；圆磨工艺为外圆磨，圆磨直径为15mm，同轴度控制在0.2mm以内。
该整体被动盘工件是一个整体成型的，生产过程是一个热锻、冷压复合成型工艺，预镦坯过程是个热锻过程，摆碾和翻边都是冷成型过程。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (9)
1.一种整体被动盘的加工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）下料镦坯：通过带锯床对圆钢下料，将圆钢下成棒状的下料件；下料件的尺寸规格为φ20~22*85~90mm；通过机械自动上料装置将下料件加入高频感应加热炉，加热温度为800~900℃，加热后的下料件进行预镦坯，采用200T液压机成型；先将下料件放到第一压力机下镦头上，压力机施加压力下，上镦头下压，对下料件进行物料分流同时去除加热时产生的氧化皮，将下料件镦成上端面有凸台的预镦坯件；
（2）摆碾成型：将步骤（1）中所得到的预镦坯件先依次经过一次退火处理、一次表面磷化处理和一次润滑处理工艺，然后将预镦坯件放入摆碾机进行摆动碾压，将预镦坯件上端的凸台在锥形模具作用下高度减小，直径增大，形成上端为盘状件的冷摆碾件；所述一次退火处理是先将预镦坯件置于退火炉内，加热至800~900℃，保温至少3h，然后先炉冷至200℃，再在空气中冷却至室温；所述一次表面磷化处理是经过一次退火后的预镦坯件放到锌砷系磷化液的磷化槽里进行一次表面磷化处理，磷化处理的温度为70~85℃，磷化时间为190~230秒；
（3）翻边成型：将步骤（2）中所得到的冷摆碾件先依次经过二次退火处理、二次表面磷化处理和二次润滑处理工艺，然后将冷摆碾件进行翻边成型，将冷摆碾件上端的盘状件的边缘按一定尺寸向内垂直呈90°翻边成型，形成上端为圆柱形状的翻边件；
（4）渗碳镀锌圆磨：将步骤（3）中所得到的翻边件依次经过机加工、拉齿、渗碳和热处理、镀锌和外圆磨工艺形成整体被动盘工件，所述机加工包括精车大端工艺、精车小端工艺和拉花键工艺，依次形成精车大端件、精车小端件和拉花键件。
2.如权利要求1所述的整体被动盘的加工方法，其特征在于，所述整体被动盘工件是一个整体成型的，生产过程是一个热锻、冷压复合成型工艺，预镦坯过程是个热锻过程，摆碾和翻边都是冷成型过程。
3.如权利要求1所述的整体被动盘的加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中的所述一次表面磷化处理前先对预镦坯件进行脱脂处理，使用弱碱性脱脂剂溶液对欲表面磷化处理的预镦坯件进行除油处理，脱脂剂用量为除油溶剂总量的4%，其余为水，处理温度为30~50℃，处理时间为3~5min；脱脂处理后将预镦坯件进行水洗以去除脱脂剂。
4.如权利要求1所述的整体被动盘的加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中的一次表面磷化处理和所述步骤（3）中的二次表面磷化处理中，所采用的磷化处理剂，由以下组份按重量份数组成：磷酸锌8份、磷酸锰7份、磷酸铵6份、氯化锌4份、五氟化砷0.12份、硝酸锌2份、水56份。
5.如权利要求4所述的整体被动盘的加工方法，其特征在于，所述步骤（3）中的所述二次退火处理是先将冷摆碾件置于退火炉内，加热至700~750℃，保温至少3h，然后先炉冷至250℃，再在空气中冷却至室温。
6.如权利要求5所述的整体被动盘的加工方法，其特征在于，所述步骤（4）中的渗碳和热处理工艺的渗碳层深度为0.2~0.4mm，渗透区表面硬度为50~60HRC，具体包括以下步骤：
1）强渗碳：把翻边件加热到1000～1100℃的处理温度，碳势1.0~1.2，进行2~2.5h强渗碳；
2）扩散：升温至1100~1150℃，碳势为0.6~0.7，进行1.5~2.5h渗碳扩散；
3）二次渗碳：保持扩散的温度1100～1150℃，碳势1.0~1.2，进行1~1.5h二次渗碳；
4）二次扩散：升温至1200～1250℃，碳势0.6~0.7，进行1.5~2h二次扩散；
5）淬火：二次扩散后将温度冷却到1000~1100℃，碳势0.6~0.7，保温40~90min后，将翻边件在900～950℃进行油淬，在60~120℃的油中淬火冷却；
6）除油：清洗去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在50～58℃；
7）回火：采用170~220℃，回火2.5~3.5h。
7.如权利要求6所述的整体被动盘的加工方法，其特征在于，所述步骤（4）中的镀锌工艺的镀锌层至少为6μm，进行24小时中性盐雾试验后，表面质量不小于3级。
8.如权利要求7所述的整体被动盘的加工方法，其特征在于，所述步骤（4）中的圆磨工艺为外圆磨，圆磨直径为15mm，形成外圆磨件。
9.如权利要求8所述的整体被动盘的加工方法，其特征在于，该整体被动盘的总长为67.7±0.2mm，盘体的直径为54±0.3mm。
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