CN108339912A - 一种不锈钢高压共轨的生产方法 - Google Patents

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周安明
沈祺
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    • B21K29/00—Arrangements for heating or cooling during processing

Abstract

本发明提供一种不锈钢高压共轨的生产方法，采用CAD/CAE软件模拟分析高压共轨的锻造成形过程，根据模拟结果对高压共轨模具的结构参数进行调整完善，直到得出完善的模具结构的参数；利用上一步得出的模具结构参数，进行模具的制造生产，制造出模具；将不锈钢棒料通过中频加热炉快速加热至预设定的温度；将第三步加热后的原棒料放入第二步中制造的模具联合作用获得所需高压共轨零件的热态毛坯；将第四步生产的热态高压共轨毛坯放置于温冷可控的专用风冷设备中以预设定的速度移动即可完成高压共轨零件的锻造成形。利用专业模拟软件分析锻造成行过程，完善模具的设计从而预先发现缺陷，避免因质量问题导致的间接成本。

Description

一种不锈钢高压共轨的生产方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢高压共轨的生产方法。
背景技术
随着汽车向低能耗与高环保方向的不断发展，各大知名主机厂开始寻找探究其它方法和采取其它有效技术措施主动地减少和控制污染物的排放，高压共轨电喷技术随之应运而生。共轨式电控燃油喷射技术有助于减少柴油/汽油机的尾气排放量，并具有改善噪声、降低燃油消耗等方面的综合性能。
高压共轨是汽车发动机电控燃油喷射系统中不可或缺的重要零部件，其常规制造方法为分段式机械加工而后通过焊接组合成完整零件。其缺点是工艺周期长、焊接部位在高压高热高湿环境下容易泄露而造成失效。
对于奥氏体不锈钢材质的高压共轨，其不良的焊接性能更难满足在高压高热高湿环境下的性能安全要求。此外常规奥氏体不锈钢零件锻造成形后直接采用水冷方式快速冷却以避开温度敏感脆性，对专业化的自动生产线而言，建造配合水冷生产线投资成本与能耗较高。这些都是制造奥氏体不锈钢高压共轨整体需要解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种不锈钢高压共轨的生产方法，提出直接整体锻造成形奥氏体不锈钢高压共轨毛坯，通过少量的机械加工即可获得整体零件。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种不锈钢高压共轨的生产方法，其步骤为：
第一步：建模，采用CAD/CAE软件模拟分析高压共轨的锻造成形过程，根据模拟结果对高压共轨模具的结构参数进行调整完善，直到得出完善的模具结构的参数；
第二步：制造模具，利用上一步得出的模具结构参数，进行模具的制造生产，制造出奥氏体不锈钢高压共轨零件锻造成形所需的预锻与精锻模具、切边与冷校正模具；
第三步：制备高压共轨的原材料，将检验合格的奥氏体不锈钢棒料通过中频加热炉快速加热至预设定的温度；
第四步：制备高压共轨，将第三步加热后的原棒料放入第二步中制造的模具联合作用获得所需高压共轨零件的热态毛坯；
第五步：冷却，将第四步生产的热态高压共轨毛坯放置于温冷可控的专用风冷设备中以预设定的速度移动即可完成高压共轨零件的锻造成形；
第六步：精加工，将经过冷校正的高压共轨毛坯采用相应的CNC加工以获得满足高压高热高湿环境下连续工作的奥氏体不锈钢高压共轨零件。
优选地，在第一步中，对CAD/CAE软件中的初始模拟参数温度设置为1150℃，模拟选用设备1600吨热模锻，模具材料选择H13，拟过程中工件与模具之间选择简单热传递，工件与模具之间的摩擦系数设为0.4。
优选地，在第三步中，奥氏体不锈钢棒料由室温下直接加热升温至预定的温度，其加热速率为55-60℃/s，预定的温度为1180-1240℃。
优选地，在第四步中，在制造高压共轨中模具的闭合间隙为1.7-1.9mm。
优选地，在第五步中，高压共轨毛坯在风冷设备中的冷却速度为8-13℃/s，高压共轨毛坯的温度从1000-1100℃降至200-220℃，风冷设备的监控入口温度不低于950℃。
本发明提出直接整体锻造成形奥氏体不锈钢高压共轨毛坯，通过少量的机械加工即可获得整体零件。本方法生产出的高压共轨可以极大地提升高压共轨在高压高热高湿环境下的工作性能要求，避免因焊接部位在特定环境下产生泄露失效造成的安全事故；而通过将奥氏体不锈钢零件锻后水冷方式变更为温冷可控的专用风冷线进行冷却用以降低制造投资成本。
如上所述，本发明提供的一种不锈钢高压共轨的生产方法，具有以下有益效果：本发明通过直接锻造成形结合少量CNC加工的奥氏体不锈钢高压共轨相比较于分段式焊接组合高压共轨而言，可极大提高燃油喷射压力使得燃油充分燃烧，从而提高了动力性有效节省汽车燃油能耗，且有效减少废气排放；同时可在较高喷射压力工作环境下降低由于焊接部位易泄露导致的安全事故。此外，锻造工艺直接采用温冷可控的专用风冷线冷却可有效降低专业自动化连续生产的投资制造成本。利用专业模拟软件分析锻造成行过程，完善模具的设计从而预先发现缺陷，避免因质量问题导致的间接成本。
附图说明
图1为生产不锈钢高压共轨的模具图。
图2为采用CAD/CAE软件建模模拟高压共轨零件锻造成形所需的预锻与精锻模具的性能测试图。
图3为采用CAD/CAE软件建模模拟高压共轨零件锻造成形所需的预锻与精锻模具的平均应力测试图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图3所示，本发明提供一种不锈钢高压共轨的生产方法，其步骤为：
第一步：建模，采用CAD/CAE软件模拟分析高压共轨的锻造成形过程，根据模拟结果对高压共轨模具的结构参数进行调整完善，直到得出完善的模具结构的参数；图1至图3是建好的模具结构图以及设置参数模拟得到的数据。
第二步：制造模具，利用上一步得出的模具结构参数，进行模具的制造生产，制造出奥氏体不锈钢高压共轨零件锻造成形所需的预锻与精锻模具、切边与冷校正模具；
第三步：制备高压共轨的原材料，将检验合格的奥氏体不锈钢棒料通过中频加热炉快速加热至预设定的温度；
第四步：制备高压共轨，将第三步加热后的原棒料放入第二步中制造的模具联合作用获得所需高压共轨零件的热态毛坯；
第五步：冷却，将第四步生产的热态高压共轨毛坯放置于温冷可控的专用风冷设备中以预设定的速度移动即可完成高压共轨零件的锻造成形；
第六步：精加工，将经过冷校正的高压共轨毛坯采用相应的CNC加工以获得满足高压高热高湿环境下连续工作的奥氏体不锈钢高压共轨零件。
在本实施例中，在第一步中，对CAD/CAE软件中的初始模拟参数温度设置为1150℃，模拟选用设备1600吨热模锻，模具材料选择H13，拟过程中工件与模具之间选择简单热传递，工件与模具之间的摩擦系数设为0.4。
在本实施例中，模具制造加工过程非关键工序，模具制造加工完毕后需要检测验收
在本实施例中，在第三步中，奥氏体不锈钢棒料由室温下直接加热升温至预定的温度，其加热速率为55-60℃/s，预定的温度为1180-1240℃；
在本实施例中，在第四步中，在制造高压共轨中模具的闭合间隙为1.7-1.9mm。
在本实施例中，在第五步中，高压共轨毛坯在风冷设备中的冷却速度为8-13℃/s，高压共轨毛坯的温度从1000-1100℃降至200-220℃，风冷设备的监控入口温度不低于950℃。
本发明提出直接整体锻造成形奥氏体不锈钢高压共轨毛坯，通过少量的机械加工即可获得整体零件。本方法生产出的高压共轨可以极大地提升高压共轨在高压高热高湿环境下的工作性能要求，避免因焊接部位在特定环境下产生泄露失效造成的安全事故；而通过将奥氏体不锈钢零件锻后水冷方式变更为温冷可控的专用风冷线进行冷却用以降低制造投资成本。
综上所述，本发明提供一种不锈钢高压共轨的生产方法，本发明通过直接锻造成形结合少量CNC加工的奥氏体不锈钢高压共轨相比较于分段式焊接组合高压共轨而言，可极大提高燃油喷射压力使得燃油充分燃烧，从而提高了动力性有效节省汽车燃油能耗，且有效减少废气排放；同时可在较高喷射压力工作环境下降低由于焊接部位易泄露导致的安全事故。此外，锻造工艺直接采用温冷可控的专用风冷线冷却可有效降低专业自动化连续生产的投资制造成本。利用专业模拟软件分析锻造成行过程，完善模具的设计从而预先发现缺陷，避免因质量问题导致的间接成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种不锈钢高压共轨的生产方法，其特征在于：其步骤为：
第一步：建模，采用CAD/CAE软件模拟分析高压共轨的锻造成形过程，根据模拟结果对高压共轨模具的结构参数进行调整完善，直到得出完善的模具结构的参数；
第二步：制造模具，利用上一步得出的模具结构参数，进行模具的制造生产，制造出奥氏体不锈钢高压共轨零件锻造成形所需的预锻与精锻模具、切边与冷校正模具；
第三步：制备高压共轨的原材料，将检验合格的奥氏体不锈钢棒料通过中频加热炉快速加热至预设定的温度；
第四步：制备高压共轨，将第三步加热后的原棒料放入第二步中制造的模具联合作用获得所需高压共轨零件的热态毛坯；
第五步：冷却，将第四步生产的热态高压共轨毛坯放置于温冷可控的专用风冷设备中以预设定的速度移动即可完成高压共轨零件的锻造成形；
第六步：精加工，将经过冷校正的高压共轨毛坯采用相应的CNC加工以获得满足高压高热高湿环境下连续工作的奥氏体不锈钢高压共轨零件。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢高压共轨的生产方法，其特征在于：在第一步中，对CAD/CAE软件中的初始模拟参数温度设置为1150℃，模拟选用设备1600吨热模锻，模具材料选择H13，拟过程中工件与模具之间选择简单热传递，工件与模具之间的摩擦系数设为0.4。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢高压共轨的生产方法，其特征在于：在第三步中，奥氏体不锈钢棒料由室温下直接加热升温至预定的温度，其加热速率为55-60℃/s，预定的温度为1180-1240℃。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢高压共轨的生产方法，其特征在于：在第四步中，在制造高压共轨中模具的闭合间隙为1.7-1.9mm。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢高压共轨的生产方法，其特征在于：在第五步中，高压共轨毛坯在风冷设备中的冷却速度为8-13℃/s，高压共轨毛坯的温度从1000-1100℃降至200-220℃，风冷设备的监控入口温度不低于950℃。
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