CN107350740A - 一种高强度高尺寸精度同轴度好的精磨棒冷拉拔生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强度、高精度的冷拔精磨棒生产工艺，采用连铸连轧工艺生产的棒材，棒材经冷拉拔后不圆度得到较大幅度提高，同时提高了棒材强度，获得所需的力学性能，且表面形成一层加工硬化层，可提高棒材表面耐磨性，经粗磨、精磨加工后得到尺寸精度h7、三点不圆度小于公差之半，表面粗糙度满足≤Ra0.2μm的精磨棒材。

Description

一种高强度高尺寸精度同轴度好的精磨棒冷拉拔生产工艺

技术领域

本发明涉及一种冷拔精磨棒的生产方法，材料经冷拉拔和磨削加工后，生产出具备一定的力学性能、尺寸精度高、同轴度好和表面质量优的精磨棒材。

背景技术

精磨棒材一般应用于生产活塞杆、油缸杆、轴销类零件等，作为往复式运动或滑动的关键部件，对尺寸精度、同轴度和表面质量要求很高，其加工精度的高低直接影响到汽缸、液压缸、连接部件等的使用寿命，如油缸杆基本特征是细长轴，工作中同油缸配合做相对运动，油缸杆的不圆度决定了与油缸的密封程度，表面硬度和粗糙度决定了油缸杆耐磨性，为提高使用寿命加工工艺至关重要。

精磨棒材的精磨加工是制造精磨棒的关键工序，但是精磨加工对棒材的要求很高，尤其是不圆度，不圆度差的棒材是无法进行精磨的，甚至连粗磨都无法实现。

精磨杆零件一般采用车削加工的方式进行生产，棒材两端需夹持或镗中心孔，加工完成后再切掉头尾，生产效率较低，针对较长棒材如果加工方法不当，很容易引起棒材变形很难达到其同轴度要求，且棒材的强度也难以得到保证，甚至产生废品。

目前也出现了冷拉拔工艺生产棒材，但是需要配合退火处理，产品的直线度仍无法满足要求。

本申请的冷拔精磨棒生产工艺，可实现拉拔、精磨工序连续生产效率高，棒材经冷拉拔后不圆度得到较大幅度提高，同时提高了棒材强度，获得所需的力学性能，且表面形成一层加工硬化层，可提高棒材表面耐磨性，经粗磨、精磨加工后得到尺寸精度h7、不圆度好、表面质量优的精磨棒材。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种改进的精磨棒冷拉拔生产工艺，无需中间热处理，可实现连续生产，显著提高冷拉拔后棒材不圆度，且表面形成一层加工硬化层，提高耐磨性，拉拔后的产品满足精磨的加工要求，最终经粗磨、精磨加工后得到尺寸精度高、同轴度好、表面质量优的精磨棒材。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种高强度高尺寸精度同轴度好的精磨棒的冷拉拔生产工艺，主要步骤如下，

1）选材：选取所需钢种的黑皮轧材，对轧材按表面0.2mm Max缺陷探伤和内部Φ2mm平底孔超声波探伤，探伤合格的轧材按要求长度下料，并对轧材进行端部削尖、表面抛丸处理，为冷拉拔做准备；

2）拉拔：根据棒材热轧下线性能及成品力学性能要求，设定合适的冷拉拔减面率，采用一次拉拔成型，避免多次拉拔增加退火工艺，选择对应孔径的拉拔眼模，眼模孔径公差控制在（0/-0.01mm）以内，一道次减面率控制在15～30%范围内，拉拔速度5-15m/min，注意拉拔过程棒材表面质量控制。

3）矫直和车皮：对拉拔材预矫直及平头，然后进行车皮处理，去除拉拔产生的表面麻点，减少后续磨削道次，提高生产效率；

4）精矫直：依次采用两辊矫直、局部压力矫，提高拉拔材直线度，整支棒材弯曲跳动控制在0.2mm/m以内；

5）磨削：精矫直后的棒材送到无芯磨床进行粗磨+精磨，达到尺寸公差要求，尺寸精度在h7以内，不圆度小于公差之半；

6）抛光：棒材表面无可见加工痕迹和螺旋纹存在，表面粗糙度≤Ra0.2μm。

进一步地，所述步骤2）中冷拉拔减面率的设置满足拉拔后棒材的屈服强度提高90%以上，抗拉强度提高率为20%以上。

优选地，每支棒材以头、尾顶接方式连续经过磨床，防止棒材进出磨床时端部出现小尺，经两道粗磨、一道精磨后达到h7级尺寸精度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）本申请针对精磨棒加工难度高的生产现况，采用一次性拉拔的工艺，没有中间热处理，棒材经过拉拔后获得所需的力学性能，可代替调质，防止淬火弯曲、开裂等缺陷，表面质量好，强度高。

2）拉拔时产生的加工硬化作用，增强了棒材表面硬度及耐磨性，三点不圆度也得到明显提高，同轴度好。

3）相对传统加工工艺，采用本申请的“拉拔—矫直—车皮—精矫直—磨削—抛光—入库”生产工艺流程，自动化程度高，提高了生产效益。

附图说明

图1为本发明实施例1棒材精矫直后旋转跳动测量示意图；

图2为本发明实施例1棒材拉拔前后力学性能变化。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例

材料选用ASTM A29标准中1018钢：

1）选料：选取Φ36mm黑皮轧材逐支进行探伤，表面按≤0.3mm缺陷深度漏磁探伤，内部按ASTM A388标准FBH=1.6mm超声波探伤，对探伤合格轧材按要求长度下料，并对轧材进行端部削尖、表面抛丸等处理，为冷拉拔做准备。

2）拉拔：根据成品的力学性能要求，设定冷拉拔减面率16%，选择对应Φ33mm孔径的拉拔眼膜进行拉拔，拉拔速度8m/min，拉拔后经检验力学性能满足Rp_0.2≥483Mpa，Rm≥552Mpa，A≥14%要求。

3）车皮及矫直：对拉拔材预矫直，直线度控制≤1mm/m，总直线度≤0.1%L（L为棒材总长度），并切除拉拔棒材头、尾，然后进行车皮处理，尺寸精度按h9控制，主要为了去除拉拔后表面麻点等缺陷，减少后续磨削道次，提高生产效率。

车皮材采用两辊矫直和局部压力矫手段，控制棒材直线度，整支棒材弯曲跳动控制在0.2mm/m以内。

4）磨削：精矫直后的棒材，采用无芯磨床进行粗磨+精磨，每支棒材以头、尾顶接方式连续经过磨床，以防止棒材进出磨床时端部出现小尺，经两道粗磨、一道精磨后达到h7级尺寸精度，最后进行抛光处理，表面无可见加工痕迹和螺旋纹存在，经检验表面粗糙度≤Ra0.2μm，三点不圆度≤0.012mm。

精磨棒拉拔前后强度的变化见图2（取两支样，结果为平均值），拉拔前屈服强度为290MPa，抗拉强度为491 MPa，拉拔后屈服强度为595 MPa，抗拉强度为632 Mpa。

本申请精磨棒的生产工艺，可实现连续生产效率高，冷拉拔后棒材不圆度得到较大幅度提高，且表面形成一层加工硬化层，可提高耐磨性，经粗磨、精磨加工后得到尺寸精度高、不圆度好、表面质量优的精磨棒材。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高强度高尺寸精度同轴度好的精磨棒的冷拉拔生产工艺，其特征在于：主要步骤如下，

1）选材：选取所需钢种的黑皮轧材，对轧材按表面0.2mm Max缺陷探伤和内部Φ2mm平底孔超声波探伤，探伤合格的轧材按要求长度下料，并对轧材进行端部削尖、表面抛丸处理，为冷拉拔做准备；

2）拉拔：根据棒材热轧下线性能及成品力学性能要求，设定合适的冷拉拔减面率，采用一次拉拔成型，避免多次拉拔增加退火工艺，选择对应孔径的拉拔眼模，眼模孔径公差控制在（0/-0.01mm）以内，一道次减面率控制在15～30%范围内，拉拔速度5～15m/min，注意拉拔过程棒材表面质量控制;

3）矫直和车皮：对拉拔材预矫直及平头，然后进行车皮处理；

4）精矫直：依次采用两辊矫直、压力矫，提高拉拔材直线度，整支棒材弯曲跳动控制在0.2mm/m以内；

5）磨削：精矫直后的棒材送到无芯磨床进行粗磨+精磨，达到尺寸公差要求，尺寸精度在h7以内，不圆度小于公差之半；

6）抛光：棒材表面无可见加工痕迹和螺旋纹存在，表面粗糙度≤Ra0.2μm。

2.根据权利要求1所述的高强度高尺寸精度同轴度好的精磨棒的冷拉拔生产工艺，其特征在于：所述步骤2）中冷拉拔减面率的设置满足拉拔后棒材的屈服强度提高90%以上，抗拉强度提高率为20%以上。

3.根据权利要求1所述的高强度高尺寸精度同轴度好的精磨棒的冷拉拔生产工艺，其特征在于：每支棒材以头、尾顶接方式连续经过磨床，经两道粗磨、一道精磨后达到h7级尺寸精度。