CN105215641A - 锁栓的锻造加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锁栓的锻造加工方法，该锁栓的锻造加工方法，切边工艺后增加一个扭曲工艺，由平面分模替代立体分模；包括如下步骤：下料→加热→制坯→成型→切边→扭曲→打磨→喷丸→发出；通过在原工艺的基础上增加了一个扭曲工艺，采用平面分模代替了立体分模，降低了锻造的复杂系数，降低了模具的制造难度，降代了成本。采用该优化后的工艺，使煅件更容易实现；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。
Description
技术领域
本发明属于精密锻造成型技术领域，尤其是涉及一种锁栓的锻造加工方法。
背景技术
目前，在锻造行业中，对于形状复杂类锻件，工艺的优化能够从复杂变为简单或较简单，合理的工艺能够使生产更加流畅，产品质量容易得到保证。对于复杂的锁栓锻造件，目前采用的工艺路线：下料--加热--制坯--成型--切边--打磨--喷丸--发出；对于形状复杂类锻件来说，往往不同的思路有不同的工艺，不同的工艺就有不同的模具设计，往往出现的结果是各有利弊。比如在分模方式中，采用平面分模替代立体分模，就可以降低锻造复杂系数，降低模具制造难度，降低成本。对于形状复杂类锻件的难度进行分步化解，使锻件由复杂向简单方向发展。由于这类复杂的锁栓锻造件的产品要求较高，难度较大，因此采用工艺优化后锻件容易实现。
因此，有必要开发一种工艺简单、成本低、用料少、省时省力且产品质量高的适合于复杂锻造件的锁栓的锻造加工方法。
发明内容
本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种工艺简单、成本低、用料少、省时省力且产品质量高的适合于复杂锻造件的锁栓的锻造加工方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该锁栓的锻造加工方法，切边工艺后增加一个扭曲工艺，由平面分模替代立体分模；包括如下步骤：下料→加热→制坯→成型→切边→扭曲→打磨→喷丸→发出；具体工序如下：
（1）下料加热预镦坯：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φ205~210*155~160mm；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1000T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，获得两端为弧形伞状头中间为圆盘且头与圆盘通过圆柱相连接的预镦坯件；
（2）制坯成型切边：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热模锻压力机，将预镦坯件两端的弧形伞状头在锥形模具作用下直径减小，削减中间圆盘的一端的形成坯件；所述一次退火处理是先将预镦坯件置于退火炉内，加热至1000~1200℃，保温至少4h，然后先炉冷至150~200℃，再在空气中冷却至室温然后进行冷轧，得到坯件；坯件再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，然后将坯件采用机床进行切边；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200~250秒；
（3）扭曲：将坯件进行扭曲，扭曲的角度为45~50°，然后再依次经过渗碳和热处理工艺，得到扭曲成型的工件；
（4）打磨喷丸发出：将扭曲成型的工件依次经过机加工打磨和喷丸，然后送入下一道工序；所述打磨包括圆磨和倒角打磨；通过喷丸对其表面进行处理得到成品工件发出。
本发明进一步改进在于，该锁栓的锻造加工过程是一个整体成型的过程，生产过程是一个热锻、冷压复合成型工艺。
通过上述技术方案，本发明通过一个热锻、冷压复合成型工艺，制坯过程是个热锻过程，扭曲过程是冷成型过程，制得了一体成型的锁栓，通过在原工艺的基础上增加了一个扭曲工艺，采用平面分模代替了立体分模，降低了锻造的复杂系数，降低了模具的制造难度，降代了成本。采用该优化后的工艺，使煅件更容易实现；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28~46℃，处理时间为4~8min；脱脂处理后将预镦坯件进行水洗以去除脱脂剂。
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、盐酸1.5份，氯化锌4份、五氟化砷0.12份、硫酸锌2份、水56份。
本发明进一步改进在于，所述步骤（2）中的所述二次退火处理是先将坯件置于退火炉内，加热至800~900℃，保温至少4h，然后先炉冷至200℃，再在空气中冷却至室温。
本发明进一步改进在于，所述步骤（3）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：把扭曲成型的工件加热到1100℃的处理温度，碳势1.2，进行2h强渗碳；
2）扩散：升温至1150℃，碳势为0.81，进行2h渗碳扩散；
3）二次渗碳：保持扩散的温度1150℃，碳势0.92，进行1h二次渗碳；
4）二次扩散：升温至1200℃，碳势0.65，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0.74，保温70min后，将扭曲成型的工件在920℃进行油淬，在89℃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℃；
7）回火：采用200℃，回火3h。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（2）中切边工艺的残留飞边不大于0.7。
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5~8mm，形成外圆磨件。
本发明进一步改进在于，该锁栓的总长为202±0.2mm。
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，制坯过程是个热锻过程，扭曲过程是冷成型过程，制得了一体成型的锁栓，采用平面分模代替了立体分模，降低了锻造的复杂系数，降低了模具的制造难度，降代了成本。采用该优化后的工艺，使复杂煅造件更容易实现；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，适用于复杂锻造件，适合于广泛推广使用。
具体实施方式
实施例：该锁栓成品的大小为总长202mm。该锁栓的锻造加工方法，切边工艺后增加一个扭曲工艺，由平面分模替代立体分模；包括如下步骤：下料→加热→制坯→成型→切边→扭曲→打磨→喷丸→发出；具体工序如下：
（1）下料加热预镦坯：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φ210*160mm；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900℃，加热后的下料件进行预镦坯，采用1000T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，获得两端为弧形伞状头中间为圆盘且头与圆盘通过圆柱相连接的预镦坯件；
（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热模锻压力机，将预镦坯件两端的弧形伞状头在锥形模具作用下直径减小，削减中间圆盘的一端的形成坯件；所述一次退火处理是先将预镦坯件置于退火炉内，加热至1000~1200℃，保温至少4h，然后先炉冷至150~200℃，，再在空气中冷却至室温然后进行冷轧，得到坯件；坯件再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，然后将坯件采用机床进行切边；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80℃，磷化时间为230秒；一次表面磷化处理和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、盐酸1.5份，氯化锌4份、五氟化砷0.12份、硫酸锌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38℃，处理时间为6min；脱脂处理后将预镦坯件进行水洗以去除脱脂剂；其中二次退火处理是先将坯件置于退火炉内，加热至900℃，保温4h，然后先炉冷至200℃，再在空气中冷却至室温；切边工艺的残留飞边不大于0.7；
（3）将坯件进行扭曲，扭曲的角度为49°，然后再依次经过渗碳和热处理工艺，得到扭曲成型的工件；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：把扭曲成型的工件加热到1100℃的处理温度，碳势1.2，进行2h强渗碳；
2）扩散：升温至1150℃，碳势为0.81，进行2h渗碳扩散；
3）二次渗碳：保持扩散的温度1150℃，碳势0.92，进行1h二次渗碳；
4）二次扩散：升温至1200℃，碳势0.65，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0.74，保温70min后，将扭曲成型的工件在920℃进行油淬，在89℃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℃；
7）回火：采用200℃，回火3h。
（4）打磨喷丸发出：将扭曲成型的工件依次经过机加工打磨和喷丸，然后送入下一道工序；所述打磨包括圆磨和倒角打磨；通过喷丸对其表面进行处理得到成品工件发出；其中，圆磨工艺为外圆磨，圆磨直径为6mm，同轴度控制在0.2mm以内。
上面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)
1.一种锁栓的锻造加工方法，其特征在于，在切边工艺后增加一个扭曲工艺，由平面分模替代立体分模；具体包括如下步骤：下料→加热→制坯→成型→切边→扭曲→打磨→喷丸→发出；具体工序如下：
（1）下料加热预镦坯：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φ205~210*155~160mm；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1000T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，获得两端为弧形伞状头中间为圆盘且头与圆盘通过圆柱相连接的预镦坯件；
（2）制坯成型切边：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热模锻压力机，将预镦坯件两端的弧形伞状头在锥形模具作用下直径减小，削减中间圆盘的一端的形成坯件；所述一次退火处理是先将预镦坯件置于退火炉内，加热至1000~1200℃，保温至少4h，然后先炉冷至150~200℃，再在空气中冷却至室温然后进行冷轧，得到坯件；坯件再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，然后将坯件采用机床进行切边；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200~250秒；
（3）扭曲：将坯件进行扭曲，扭曲的角度为45~50°，然后再依次经过渗碳和热处理工艺，得到扭曲成型的工件；
（4）打磨喷丸发出：将扭曲成型的工件依次经过机加工打磨和喷丸，然后送入下一道工序；所述打磨包括圆磨和倒角打磨；通过喷丸对其表面进行处理得到成品工件发出。
2.如权利要求1所述的锁栓的锻造加工方法，其特征在于，该锁栓的锻造加工过程是一个整体成型的过程，生产过程是一个热锻、冷压复合成型工艺，其中扭曲成型是一个冷压成型工艺。
3.如权利要求1所述的锁栓的锻造加工方法，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28~46℃，处理时间为4~8min；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所述的锁栓的锻造加工方法，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、盐酸1.5份，氯化锌4份、五氟化砷0.12份、硫酸锌2份、水56份。
5.如权利要求4所述的锁栓的锻造加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中的所述二次退火处理是先将坯件置于退火炉内，加热至800~900℃，保温至少4h，然后先炉冷至200℃，再在空气中冷却至室温。
6.如权利要求5所述的锁栓的锻造加工方法，其特征在于，所述步骤（3）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：把扭曲成型的工件加热到1100℃的处理温度，碳势1.2，进行2h强渗碳；
2）扩散：升温至1150℃，碳势为0.81，进行2h渗碳扩散；
3）二次渗碳：保持扩散的温度1150℃，碳势0.92，进行1h二次渗碳；
4）二次扩散：升温至1200℃，碳势0.65，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0.74，保温70min后，将扭曲成型的工件在920℃进行油淬，在89℃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℃；
7）回火：采用200℃，回火3h。
7.如权利要求6所述的锁栓的锻造加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中切边工艺的残留飞边不大于0.7。
8.如权利要求7所述的锁栓的锻造加工方法，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5~8mm，形成外圆磨件。
9.如权利要求8所述的锁栓的锻造加工方法，其特征在于，该锁栓的总长为202±0.2mm。
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