CN109158836B - 一种长轴含孔型转向臂及其精密成型工艺 - Google Patents

一种长轴含孔型转向臂及其精密成型工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN109158836B
CN109158836B CN201811074762.0A CN201811074762A CN109158836B CN 109158836 B CN109158836 B CN 109158836B CN 201811074762 A CN201811074762 A CN 201811074762A CN 109158836 B CN109158836 B CN 109158836B
Authority
CN
China
Prior art keywords
forging
steering arm
long
temperature
upsetting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811074762.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109158836A (zh
Inventor
周佑才
王青青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunshan Zhongcheng Precision Forging Co ltd
Original Assignee
Kunshan Zhongcheng Precision Forging Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunshan Zhongcheng Precision Forging Co ltd filed Critical Kunshan Zhongcheng Precision Forging Co ltd
Priority to CN201811074762.0A priority Critical patent/CN109158836B/zh
Publication of CN109158836A publication Critical patent/CN109158836A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109158836B publication Critical patent/CN109158836B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06—Steering by rudders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

本发明涉及一种长轴含孔型转向臂及其精密成型工艺，采用“下料‑中频感应加热‑局部镦粗‑压扁‑锻造‑冲孔、切边‑整形‑调质‑喷丸”一体化的长轴含孔型转向臂成形技术；所述锻造进一步包括预锻和精锻，很好地解决了连接端部不易成型以及连接端部内孔难以控制形状的问题；对坯料一次加热后，采用余热逐步进行压扁‑锻造‑冲孔、切边‑整形等工艺，减少了加热次数，提高了工件成形效率及精度；调质工序能够使锻件得到较好的金相组织，较均匀的珠光体+铁素体1级、晶粒度8级；本发明还对棒料毛坯的材料进行了设计优化，使最终得到的长轴含孔型转向臂的力学性能良好，具有良好的强韧性匹配，硬度达到22HRC以上。

Description

一种长轴含孔型转向臂及其精密成型工艺
技术领域
本发明涉及一种长轴含孔型转向臂及其精密成型工艺，属于轮船零部件制造技术领域。
背景技术
转向臂是动力转向器的关键传动件，为了使转向臂轴能与其它转向齿轮进行啮合，在转向臂轴上需要设置轮齿。目前，很多船舶转向系统的转向臂为长轴含孔型结构，其包括转向臂轴及设置在转向臂轴一端膨大的连接端部，所述连接端部的中部为边缘具有轮齿的内孔。轮船转向臂的工作环境恶劣，尺寸精度要求高，但由于连接端部部分相对转向臂轴的宽度较大，且连接端部的形状极其复杂，锻造成形难度大，成品率低。
然而，长轴含孔型转向臂的传统成型工艺采用圆柱形钢坯直接模锻得到锻件，该工艺良品率较低，连接端部的尺寸精度差，内孔区域易出现缺陷，并且锻件整体的力学性能不稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有长轴含孔型转向臂的锻造成形难度大、成品率低的技术问题，提供一种长轴含孔型转向臂及其精密成型工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种长轴含孔型轮船转向臂的锻造工艺，包括如下步骤：
加热：将棒料毛坯使用中频感应加热至1150℃～1200℃；
局部镦粗：将棒料毛坯的一端插进模孔中，另一端进行轴向镦粗处理，镦粗温度控制在1100℃～1150℃，模孔直径满足转向臂转向臂轴所需的尺寸；
压扁：对棒料毛坯的镦粗部分进行压扁矫正，压扁温度控制在1050℃～1100℃，得到预成形胚料；
锻造成形：将预成形的胚料进行锻造成形，锻造成形温度为850℃～1050℃；
冲孔、切边：对锻造成形后的锻件进行冲孔、切边，得到净锻件，温度控制在750℃～850℃；
调质：将净锻件冷却至室温后，再加热到840-860℃，保温2-5小时，淬火，再进行620-680℃回火处理，此操作能够获得致密的组织和良好的力学性能；
喷丸：对调质后的工件进行表面喷丸处理，以去除表面氧化皮，提升工件疲劳强度，制得长轴含孔型转向臂。
优选地，所述锻造包括预锻和精锻，预锻和精锻均为开式模锻，通过预锻得到转向臂外边缘带有飞边的预锻件，通过精锻得到转向臂外边缘带有飞边及内孔带有连皮的终锻件，通过预锻和精锻使锻件整体外形合理成型，连接端部的复杂轮廓部分充填完整。
优选地，所述预锻温度控制在950℃～1050℃，所述精锻温度控制在850℃～950℃。
优选地，所述棒料毛坯包含如下重量份的组分：0.46～0.54wt％碳，0.17～0.37wt％硅,0.50～0.80wt％锰，0.90～1.20wt％铬，0.15～0.3wt％钼，0.85～1.3wt％镍，1.5～2.3wt％钨，0.7～1.3wt％钴，其余为铁。
优选地，对锻件进行冲孔、切边后还包括对净锻件连接端部的内孔进行整形的过程，温度控制在650℃～750℃，整形工艺利用的是锻件余热，无需二次加热，同时能够保证锻件获得较好的整形效果。
优选地，进行镦粗处理的棒料毛坯一端的长度为棒料毛坯总长度的70-80％，棒料毛坯镦粗后的长度为镦粗前长度的75-85％；镦粗工艺采用含有上模和下模的模具，将棒料毛坯竖直插进下模孔中，下模具孔型腔可采用与圆相近形状，如椭圆形、方形等，能够适用于不同截面原材料的需求，上模具可采用平板相近的形状，如带凸台的板等，可以减少锻造上模具受到的应力集中，提高锻造过程的稳定性。
优选地，所述喷丸的丸粒直径为φ0.6-0.8mm。
本发明还提供一种采用上述工艺制备的长轴含孔型转向臂，包括转向臂轴及设置在转向臂轴一端膨大的连接端部，所述连接端部的中部为边缘具有轮齿的内孔。
本发明的有益效果是：
(1)本发明为“下料-中频感应加热-局部镦粗-压扁-锻造-冲孔、切边-整形-调质-喷丸”一体化的长轴含孔型转向臂成形技术，所述锻造进一步包括预锻和精锻，很好地解决了连接端部不易成型以及连接端部内孔难以控制形状的问题，大大增加了成品率，提高了锻件的综合质量，减少了生产成本。
(2)本发明在对坯料一次加热后，采用余热逐步进行压扁-锻造-冲孔、切边-整形等工艺，对每个工序选择合适的温度，减少了加热次数，提高了工件成形效率及精度。
(3)本发明的长轴含孔型转向臂成形工艺中的调质工序，能够使锻件得到较好的金相组织，较均匀的珠光体+铁素体1级、晶粒度8级；本发明还对棒料毛坯的材料进行了设计优化，使最终得到的长轴含孔型转向臂的力学性能良好，具有良好的强韧性匹配，硬度达到22HRC以上，模具长轴含孔型转向臂寿命长。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明长轴含孔型转向臂的结构示意图；
图2是本发明实施例1调质后锻件的金相组织图。
图中的附图标记为：1-转向臂轴，2-连接端部。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种长轴含孔型轮船转向臂的锻造工艺，包括如下步骤：
加热：将φ45的棒材锯切为φ45x154mm的棒料毛坯，将棒料毛坯使用中频感应加热至1150℃；所述棒料毛坯包含如下重量份的组分：0.46wt％碳，0.37wt％硅,0.50wt％锰，1.20wt％铬，0.15wt％钼，1.3wt％镍，1.5wt％钨，1.3wt％钴，其余为铁。
局部镦粗：将棒料毛坯的一端插进模孔中，将棒料毛坯由154mm轴向镦粗至124mm，镦粗温度控制在1100℃～1150℃，模孔深度为39cm，模孔直径满足转向臂轴所需的尺寸；
压扁：对棒料毛坯的镦粗部分由45mm压扁到35mm，压扁温度控制在1050℃～1100℃，得到预成形胚料；
预锻：对预成形胚料进行预锻，得到转向臂外边缘带有飞边的预锻件，预锻温度控制在950℃～1050℃；
精锻：对预锻件进行精锻，得到转向臂外边缘带有飞边及内孔带有连皮的终锻件，精锻温度控制在850℃～950℃；
冲孔、切边：对锻造成形后的锻件进行冲孔、切边，得到净锻件，温度控制在750℃～850℃；
整形：对冲孔、切边后的转向臂轮齿进行整形，温度控制在650℃～750℃；
调质：将整形后的锻件冷却至室温后，再加热到840℃，保温5小时，淬火，再进行620℃回火处理；在锻件上取样，经过机械打磨、抛光、腐蚀后，利用光学金相显微镜对其金相组织进行检测，检测结果如图2所示。
喷丸：对调质后的工件进行表面喷丸处理10分钟，采用丸粒直径φ0.6-0.8mm，制得长轴含孔型转向臂(如图1所示)。
实施例2
一种长轴含孔型轮船转向臂的锻造工艺，包括如下步骤：
加热：将φ45的棒材锯切为φ45x154mm的棒料毛坯，将棒料毛坯使用中频感应加热至1200℃；所述棒料毛坯包含如下重量份的组分：0.54wt％碳，0.17wt％硅,0.80wt％锰，0.90wt％铬，0.3wt％钼，0.85wt％镍，2.3wt％钨，0.7wt％钴，其余为铁。
局部镦粗：将棒料毛坯的一端插进模孔中，将棒料毛坯由154mm轴向镦粗至115.5mm，镦粗温度控制在1100℃～1150℃，模孔深度为31cm，模孔直径满足转向臂轴所需的尺寸；
压扁：对棒料毛坯的镦粗部分由45mm压扁到35mm，压扁温度控制在1050℃～1100℃，得到预成形胚料；
预锻：对预成形胚料进行预锻，得到转向臂外边缘带有飞边的预锻件，预锻温度控制在950℃～1050℃；
精锻：对预锻件进行精锻，得到转向臂外边缘带有飞边及内孔带有连皮的终锻件，精锻温度控制在850℃～950℃；
冲孔、切边：对锻造成形后的锻件进行冲孔、切边，得到净锻件，温度控制在750℃～850℃；
整形：对冲孔、切边后的转向臂轮齿进行整形，温度控制在650℃～750℃；
调质：将整形后的锻件冷却至室温后，再加热到860℃，保温2小时，淬火，再进行680℃回火处理；
喷丸：对调质后的工件进行表面喷丸处理15分钟，采用丸粒直径φ0.6-0.8mm，制得长轴含孔型转向臂(如图1所示)。
实施例3
一种长轴含孔型轮船转向臂的锻造工艺，包括如下步骤：
加热：将φ45的棒材锯切为φ45x154mm的棒料毛坯，将棒料毛坯使用中频感应加热至1200℃；所述棒料毛坯包含如下重量份的组分：0.5wt％碳，0.27wt％硅,0.60wt％锰，1.0wt％铬，0.25wt％钼，1.2wt％镍，1.8wt％钨，1.1wt％钴，其余为铁。
局部镦粗：将棒料毛坯的一端插进模孔中，将棒料毛坯由154mm轴向镦粗至131mm，镦粗温度控制在1100℃～1150℃，模孔深度为46cm，模孔直径满足转向臂轴所需的尺寸；
压扁：对棒料毛坯的镦粗部分由45mm压扁到35mm，压扁温度控制在1050℃～1100℃，得到预成形胚料；
预锻：对预成形胚料进行预锻，得到转向臂外边缘带有飞边的预锻件，预锻温度控制在950℃～1050℃；
精锻：对预锻件进行精锻，得到转向臂外边缘带有飞边及内孔带有连皮的终锻件，精锻温度控制在850℃～950℃；
冲孔、切边：对锻造成形后的锻件进行冲孔、切边，得到净锻件，温度控制在750℃～850℃；
整形：对冲孔、切边后的转向臂轮齿进行整形，温度控制在650℃～750℃；
调质：将整形后的锻件冷却至室温后，再加热到850℃，保温3小时，淬火，再进行650℃回火处理；
喷丸：对调质后的工件进行表面喷丸处理15分钟，采用丸粒直径φ0.6-0.8mm，制得长轴含孔型转向臂(如图1所示)。
效果例
根据国标GB/T 228.1-2010和GB-T229-2007测试试样室温拉伸及冲击性能，测试结果如表1所示。
表1实施例1-3获得转向臂的力学性能
Figure BDA0001800488720000081
由表1各实施例产品的力学性能参数可知，该方法制得长轴含孔型转向臂的力学性能优异，具有良好的强韧性匹配。
本发明加热步骤所述的棒料毛坯尺寸，可根据不同锻件的尺寸做改动，以适应不同转向臂的需要；本发明还可以通过改变锻造过程中尺寸及模具参数，以制造不同尺寸的长轴含孔型转向臂。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种长轴含孔型轮船转向臂的锻造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
加热：将棒料毛坯使用中频感应加热至1150℃～1200℃；
局部镦粗：将棒料毛坯的一端插进模孔中，另一端进行轴向镦粗处理，镦粗温度控制在1100℃～1150℃；
压扁：对棒料毛坯的镦粗部分进行压扁矫正，压扁温度控制在1050℃～1100℃，得到预成形胚料；
锻造成形：将预成形的胚料进行锻造成形，锻造成形温度为850℃～1050℃；所述锻造包括预锻和精锻，预锻和精锻均为开式模锻，通过预锻得到转向臂外边缘带有飞边的预锻件，通过精锻得到转向臂外边缘带有飞边及内孔带有连皮的终锻件；所述预锻温度控制在950℃～1050℃，所述精锻温度控制在850℃～950℃；
冲孔、切边：对锻造成形后的锻件进行冲孔、切边，得到净锻件，温度控制在750℃～850℃，之后对净锻件连接端部内孔进行整形，温度控制在650℃～750℃；
调质：将净锻件冷却至室温后，再加热到840-860℃，保温2-5小时，淬火，再进行620-680℃回火处理；
喷丸：对调质后的工件进行表面喷丸处理，制得长轴含孔型转向臂；
所述棒料毛坯包含如下重量份的组分：0.46～0.54wt％碳，0.17～0.37wt％硅,0.50～0.80wt％锰，0.90～1.20wt％铬，0.15～0.3wt％钼，0.85～1.3wt％镍，1.5～2.3wt％钨，0.7～1.3wt％钴，其余为铁。
2.根据权利要求1所述的长轴含孔型轮船转向臂的锻造工艺，其特征在于，进行镦粗处理的棒料毛坯一端的长度为棒料毛坯总长度的70-80％，棒料毛坯镦粗后的长度为镦粗前长度的75-85％。
3.根据权利要求1或2所述的长轴含孔型轮船转向臂的锻造工艺，其特征在于，所述喷丸的丸粒直径为φ0.6-0.8mm。
CN201811074762.0A 2018-09-14 2018-09-14 一种长轴含孔型转向臂及其精密成型工艺 Active CN109158836B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811074762.0A CN109158836B (zh) 2018-09-14 2018-09-14 一种长轴含孔型转向臂及其精密成型工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811074762.0A CN109158836B (zh) 2018-09-14 2018-09-14 一种长轴含孔型转向臂及其精密成型工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109158836A CN109158836A (zh) 2019-01-08
CN109158836B true CN109158836B (zh) 2020-09-22

Family

ID=64879518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811074762.0A Active CN109158836B (zh) 2018-09-14 2018-09-14 一种长轴含孔型转向臂及其精密成型工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109158836B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110252917B (zh) * 2019-06-18 2020-11-17 湖北三环锻造有限公司 获得良好金属流线的转向节臂锻造工艺
CN111843404A (zh) * 2020-07-15 2020-10-30 浙江跃进锻造有限公司 一种车用转向横拉杆臂制造工艺
CN114633077A (zh) * 2022-04-07 2022-06-17 东风（十堰）汽车锻钢件有限公司 一种转向垂臂的加工方法
CN115194082A (zh) * 2022-06-27 2022-10-18 浙江万鼎精密科技股份有限公司 一种高精度轻量化带槽离合器片锻件及其加工方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102489659A (zh) * 2011-11-16 2012-06-13 日照市七星汽车部件有限公司 转向节锻造方法
CN102554086A (zh) * 2012-01-17 2012-07-11 四川新筑精坯锻造有限公司 九孔圆锚圈热锻闭式正挤压的锻造方法
CN105414444A (zh) * 2016-01-18 2016-03-23 湖北万鑫精密铸锻股份有限公司 一种整体式汽车牵引支座的锻造工艺

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6056833A (ja) * 1983-09-08 1985-04-02 Ishikawa Tekko Kk 内径テ−パセレ−シヨンの加工方法
CN102049569B (zh) * 2010-11-24 2013-09-25 沙市久隆汽车动力转向器有限公司 加工转向臂花键轴留齿工艺
CN103302226B (zh) * 2012-03-16 2015-07-15 上海瑞尔实业有限公司 一种汽车底盘悬架系统前上臂零件的精密锻造工艺
CN204895562U (zh) * 2015-09-02 2015-12-23 安徽三伟模锻有限公司 一种齿牙安装型叉车右转向节锻件结构
CN107020884A (zh) * 2017-04-25 2017-08-08 盐城市荣南机械制造有限公司 喷药机前桥转向臂

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102489659A (zh) * 2011-11-16 2012-06-13 日照市七星汽车部件有限公司 转向节锻造方法
CN102554086A (zh) * 2012-01-17 2012-07-11 四川新筑精坯锻造有限公司 九孔圆锚圈热锻闭式正挤压的锻造方法
CN105414444A (zh) * 2016-01-18 2016-03-23 湖北万鑫精密铸锻股份有限公司 一种整体式汽车牵引支座的锻造工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN109158836A (zh) 2019-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109158836B (zh) 一种长轴含孔型转向臂及其精密成型工艺
CN106825345B (zh) 基于闭式温锻的整体式结合齿齿轮的实现方法
CN104759843B (zh) 一种法兰生产工艺
CN102837165B (zh) 大功率采煤机末级传动齿轮的制造方法
JP5015050B2 (ja) 熱加工で改良された加工領域を有する工具およびこうした工具の形成方法
CN103707020B (zh) 农机装备传动箱中使用的内花键齿轮的加工工艺
CN105057988B (zh) 合金线材制备涡轮密封环的方法
CN104646975B (zh) 轮边减速器齿圈及其制造方法
CN103707019B (zh) 农机装备传动箱中使用的内花键齿轮齿坯的加工工艺
CN103350179A (zh) C250马氏体时效钢低压涡轮轴的锻造成形方法
CN106111876B (zh) 一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法
CN103350180A (zh) C250马氏体时效钢风扇轴的锻造成形方法
CN111687369B (zh) 一种压裂泵用石油阀块的锻造方法
CN108044324A (zh) 汽车自动变速器太阳轮制造工艺及其冷锻挤压凹模
CN102728772A (zh) 一种大型船用曲轴的锻造方法
CN105734471B (zh) 一种超细晶铜材料均匀化制备方法
CN207547509U (zh) 一种冷锻挤压凹模
CN108326215B (zh) 一种轻薄类结合齿闭式锻造工艺
CN105057998B (zh) 汽车dct自动变速器外输入轴ⅱ精锻坯制备方法
EP2786814A1 (en) Method for manufacturing seamless pipe
CN114309383B (zh) 细晶18-8型不锈钢厚壁环锻件的锻造工艺方法
CN114472782B (zh) 输出齿轮轴锻造工艺
CN207195485U (zh) 新能源汽车滑动啮合套及其反挤凹模
CN107504156A (zh) 农用拖拉机主离合器及其制造工艺
CN108273953A (zh) 汽车dct变速器输入外轴深孔冷锻坯成形工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant