CN109351899B - 一种大型多筋盆状锻件的成形方法 - Google Patents

一种大型多筋盆状锻件的成形方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于锻压成形领域，具体涉及一种大型多筋盆状锻件的成形方法。本发明的技术方案如下：一种大型多筋盆状锻件的成形方法，大型多筋盆状锻件的高度为60‑70mm，大型多筋盆状锻件的内部底面设有八条窄筋，采用闭式模锻成形，锻模包括上模和下模，所述下模设有八条成型槽，所述窄筋在所述下模的成型槽内成形，所述上模的模腔深度比大型多筋盆状锻件的高度大10‑12mm。本发明提供的大型多筋盆状锻件的成形方法，采用闭式模锻生产，解决了筋部充满及啃伤问题，简化了模具制造和生产过程，节省了切边模及过多毛边料的消耗，提升了锻件表面质量。

Description

一种大型多筋盆状锻件的成形方法
技术领域
本发明属于锻压成形领域，具体涉及一种大型多筋盆状锻件的成形方法。
背景技术
内腔有多条加强筋的大型盆状零件，一般采用铸造成形，考虑到零件组织性能及冶金质量要求，后改进为模锻成形。在模锻锤设备上进行锻造时锻件的筋部不易充满且易出现折叠啃伤等缺陷。如附图1所示，常规方法是采用开式模锻，将盆形底部依靠下模成形，在侧壁高度中部分模，以方便盆沿部位的充满。常规成形方式由于上锤头的摆动，每次打击时造成筋部的啃伤，在盆底出现折叠缺陷。同时开式模锻成形时多余金属形成飞边，需要增加一套切边模，在模锻结束后进行切边工序。对于该大型薄壁的盆形锻件，切边时会造成锻件变形，影响最终锻件尺寸。而且毛边处金属流线在切边后被剪断，也会降低最终锻件力学性能。
发明内容
本发明提供一种大型多筋盆状锻件的成形方法，采用闭式模锻生产，解决了筋部充满及啃伤问题，简化了模具制造和生产过程，节省了切边模及过多毛边料的消耗，提升了锻件表面质量。
本发明的技术方案如下：
一种大型多筋盆状锻件的成形方法，大型多筋盆状锻件的高度为60-70mm，大型多筋盆状锻件的内部底面设有八条窄筋，采用闭式模锻成形，锻模包括上模和下模，所述下模设有八条成型槽，所述窄筋在所述下模的成型槽内成形，所述上模的模腔深度比大型多筋盆状锻件的高度大10-12mm。
所述的大型多筋盆状锻件的成形方法，其优选方案为，所述下模的中心设有月牙型定位槽。
所述的大型多筋盆状锻件的成形方法，其优选方案为，所述上模内壁为6°拔模斜度，所述下模外壁为3°和6°的组合拔模斜度。
所述的大型多筋盆状锻件的成形方法，具体包括如下步骤：
1)下料：依据大型多筋盆状锻件的体积计算出需求的料段的直径和长度，用锯床将锻棒切割成料段；
2)制坯：将所述料段加热，镦粗，制成坯饼；
3)模锻：所述上模与所述下模预热至250℃～300℃；将所述坯饼加热，加热温度1150～1180℃，保温时间15～60分钟；将加热后的所述坯饼10秒内放置在所述下模上，所述坯饼的中心与所述下模的中心重合偏差不超过5mm；用喷枪的高压气体吹除所述坯饼的氧化皮，所述上模与所述下模进行水基石墨润滑，通过模锻锤设备进行锻打成形，锤击力度先轻后重，直至所述上模与所述下模接触，间隙不大于1mm，获得大型多筋盆状锻件；
4)热处理：将大型多筋盆状锻件进行回火处理，加热温度740±10℃，保温300～360分钟，然后空冷；然后将大型多筋盆状锻件进行调质处理，获得硬度HB(d)＝3.4～3.75。
所述的大型多筋盆状锻件的成形方法，其优选方案为，所述步骤1)中，依据大型多筋盆状锻件的体积计算出需求的料段的直径和长度，其直径为100mm，其长度为204±2mm。
所述的大型多筋盆状锻件的成形方法，其优选方案为，所述步骤2)中，将所述料段放入电炉或油炉中进行加热，预热温度800～900℃，保温时间50～100分钟；随后升温到1180℃，保温30～120分钟；取出加热后的所述料段，送至自由锻锤或压力机设备进行镦粗，制成坯饼；所述坯饼高度控制在40±2，并保证直径规整，其椭圆度小于10mm。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用反向闭式模锻成形，锻件倒扣在下模上，盆形锻件的八条窄筋在下模膛中成形，防止在上模打击过程中造成啃伤、折叠等缺陷，不再经过切边工序即获得锻件。
2、坯饼的厚度和外径对终锻件成形具有较大影响；若厚度尺寸较小，则筋部不易充满，且侧壁壁厚无法满足加工要求；若厚度尺寸较大，金属不易流动到侧壁部位，导致侧壁高度尺寸无法满足机加要求；将坯饼厚度设计为40±2，可以满足终锻成形的要求，且此时荒坯外径最小为225mm，能够覆盖住下模的成型槽部位，保证锻件筋部的成形。
3、提高坯饼加热温度，增加金属流动性，降低变形抗力，将加热温度调整到1150～1180℃，随着成形过程进行，盆形底部温度逐渐降低，达到停锻温度800℃时，停止成形，最终产品高度尺寸可达到65～70mm，满足产品尺寸要求。
4、上模的模腔深度比大型多筋盆状锻件的高度大10-12mm，便于容纳多余金属或周面不均匀的金属，减小金属流动阻力，便于上下模具打靠。
5、下模中设有月牙型定位槽，锻件会打出一个半圆形定位柱，保证在多次锤击过程中每条窄筋在其固定的成型槽中成形，杜绝因筋槽均布的模具制造误差而造成的啃伤缺陷。
6、锻件侧壁部位上模内壁为6°拔模斜度，下模外壁为3°和6°的组合拔模斜度，锻打的过程中锻件较好的停留在下模上，不易跳起，节省成形时间并利于保证锻件质量。
附图说明
图1为常规方法采用开式模锻成形大型多筋盆状锻件的示意图；
图2为料段镦粗制成坯饼示意图；
图3为大型多筋盆状锻件的产品示意图；
图4为图3的剖面左视图；
图5为锻模结构图；
图6为下模俯视图；
图7为本发明闭式模锻成形大型多筋盆状锻件的示意图。
图中：1为上模，2为下模，3为坯饼，4为料段，5为窄筋，6为成型槽，7为月牙型定位槽，21为上砧，22为下砧，31为开式模锻带有凹槽及毛边仓的上模，32为开式模锻成型盆底的下模。
具体实施方式
如图1-7所示，大型多筋盆状锻件的高度为66.4mm，内部底面设有八条窄筋5，锻模包括上模1和下模2，所述下模2设有八条成型槽6，所述窄筋5在所述下模2的成型槽6内成形，所述上模1的模腔深度比大型多筋盆状锻件的高度大11.4mm；所述下模2的中心设有月牙型定位槽7，所述上模1内壁为6°拔模斜度，所述下模2外壁为3°和6°的组合拔模斜度，所述下模2外壁的6°拔模斜度高度为40mm。
大型多筋盆状锻件的成形方法，采用闭式模锻成形，具体包括如下步骤：
1)下料：依据大型多筋盆状锻件的体积计算出需求的料段的直径和长度，用锯床将锻棒切割成料段4，其直径为100mm，其长度为204±2mm；
2)制坯：将所述料段4放入电炉或油炉中进行加热，预热温度850℃，保温时间80分钟；随后升温到1180℃，保温90分钟；取出加热后的所述料段4，送至自由锻锤或压力机设备进行镦粗，制成坯饼3；所述坯饼3高度控制在40±2，并保证直径规整，其椭圆度小于10mm；
3)模锻：所述上模1与所述下模2预热至280℃；将所述坯饼3加热，加热温度1180℃，保温时间30分钟；将加热后的所述坯饼3，在10秒内放置在所述下模2上，所述坯饼3的中心与所述下模2的中心重合偏差不超过5mm；用喷枪的高压气体吹除所述坯饼3的氧化皮，所述上模1与所述下模2进行水基石墨润滑，通过模锻锤设备进行锻打成形，锤击力度先轻后重，直至所述上模1与所述下模2接触，间隙不大于1mm，获得大型多筋盆状锻件；
4)热处理：将大型多筋盆状锻件进行回火处理，加热温度740±10℃，保温300～360分钟，然后空冷；然后将大型多筋盆状锻件进行调质处理，获得硬度HB(d)＝3.4～3.75。

Claims (3)

1.一种大型多筋盆状锻件的成形方法，大型多筋盆状锻件的高度为60-70 mm，大型多筋盆状锻件的内部底面设有八条窄筋，其特征在于，采用闭式模锻成形，锻模包括上模和下模，所述下模设有八条成型槽，所述窄筋在所述下模的成型槽内成形，所述上模的模腔深度比大型多筋盆状锻件的高度大10-12 mm；所述下模的中心设有月牙型定位槽；所述上模内壁为6°拔模斜度，所述下模外壁为3°和6°的组合拔模斜度；具体包括如下步骤：
1）下料：依据大型多筋盆状锻件的体积计算出需求的料段的直径和长度，用锯床将锻棒切割成料段；
2）制坯：将所述料段加热，镦粗，制成坯饼；
3）模锻：所述上模与所述下模预热至250℃～300℃；将所述坯饼加热，加热温度1150～1180℃，保温时间15～60分钟；将加热后的所述坯饼10秒内放置在所述下模上，所述坯饼的中心与所述下模的中心重合偏差不超过5mm；用喷枪的高压气体吹除所述坯饼的氧化皮，所述上模与所述下模进行水基石墨润滑，通过模锻锤设备进行锻打成形，锤击力度先轻后重，直至所述上模与所述下模接触，间隙不大于1mm，获得大型多筋盆状锻件；
4）热处理：将大型多筋盆状锻件进行回火处理，加热温度740±10℃，保温300～360分钟，然后空冷；然后将大型多筋盆状锻件进行调质处理，获得硬度HB(d)=3.4～3.75。
2.根据权利要求1所述的大型多筋盆状锻件的成形方法，其特征在于，所述步骤1）中，依据大型多筋盆状锻件的体积计算出需求的料段的直径和长度，其直径为100mm，其长度为204±2mm。
3.根据权利要求1所述的大型多筋盆状锻件的成形方法，其特征在于，所述步骤2）中，将所述料段放入电炉或油炉中进行加热，预热温度800～900℃，保温时间50～100分钟；随后升温到1180℃，保温30～120分钟；取出加热后的所述料段，送至自由锻锤或压力机设备进行镦粗，制成坯饼；所述坯饼高度控制在40±2mm，并保证直径规整，其椭圆度小于10mm。
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