CN109483177B - 一种球头销的生产工艺 - Google Patents

一种球头销的生产工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN109483177B
CN109483177B CN201811593802.2A CN201811593802A CN109483177B CN 109483177 B CN109483177 B CN 109483177B CN 201811593802 A CN201811593802 A CN 201811593802A CN 109483177 B CN109483177 B CN 109483177B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ball stud
green body
crude green
quenching
metal
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
CN201811593802.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109483177A (zh
Inventor
童服仁
林童
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.)
Zhejiang Tongshi Automobile Parts Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Tongshi Automobile Parts 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 Zhejiang Tongshi Automobile Parts Co Ltd filed Critical Zhejiang Tongshi Automobile Parts Co Ltd
Priority to CN201811593802.2A priority Critical patent/CN109483177B/zh
Publication of CN109483177A publication Critical patent/CN109483177A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109483177B publication Critical patent/CN109483177B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C21D1/28—Normalising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints

Abstract

本发明公开了一种球头销的生产工艺，涉及机械加工技术，用于解决普通球头销容易断裂的问题，包括以下步骤：（1）选材下料；（2）锻打强化，将步骤（1）中的金属原材加热到700~750℃后进行热锻打；（3）粗坯塑形，将锻打完成的金属再次加热到850~890℃，然后用模具滚压塑形；（4）粗坯打磨；（5）热处理；（6）后处理；本发明具有以下优点和效果：热锻滚压成型的球头销不容易在制造的过程中因工艺问题而产生开裂，使其不容易在使用过程中在开裂处因应力集中而发生断裂，并且这种成型方式能够在保留芯部韧性的同时，使球头销具有较高的表面硬度，使其不容易在使用过程中出现疲劳损伤，从而使更加不容易发生断裂。

Description

一种球头销的生产工艺
技术领域
本发明涉及机械加工技术，特别涉及一种球头销的生产工艺。
背景技术
球头销是汽车独立悬架系统中被广泛采用的零部件，悬架系统中的控制臂或推力杆的端部通常安装有球头销，用于与其他零部件相连，从而在控制的过程中实现车轮的上下跳动和转向运动。
目前，授权公告号为CN103600013B的中国发明专利公开了一种金属件的冷镦成型工艺，工序包括：a)金属棒材落料定位；b)墩粗；c)球头成型；d)球面冷镦击孔；f)球面冷镦穿孔。
由于球头销是悬架系统中连接受力的主要部件，因此其强度必须足够强才行，否则很容易在使用的过程中发生开裂，而采用上述冷镦工艺制造的球头销，在冷镦的过程中一旦力道控制不好，就很容易导致球头销上产生裂纹，那么球头销在使用的过程中外物施加给球头销的应力就容易在裂纹处集中，因此容易导致球头销发生断裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种球头销的生产工艺，能够减少球头销在加工过程中所产生的开裂，使其在使用的过程中不容易产生应力集中，从而使得球头销不容易发生断裂。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种球头销的生产工艺，包括以下步骤：
(1)选材下料，在制造粗坯之前首先要先选取金属原材料，然后将其加热到700～750℃；
(2)锻打强化，对步骤(1)中加热好的金属进行热锻打，在锻打的过程中，当金属的面积扩大为原来两倍左右时，将其对折，并且每完成一组锻打作业都需要将金属回炉重新加热；
(3)粗坯塑形，将步骤(2)中锻打完成的金属再次加热到850～890℃，然后取出后迅速用模具对其进行反复滚压搓动，使其形成球头销粗坯；
(4)粗坯打磨，先对步骤(3)中成型的粗坯进行粗打磨，然后再进行精打磨，并在打磨完成后对粗坯进行探伤；
(5)热处理，粗坯在打磨完成后还需要进行热处理，以提高其表面硬度；
热处理过程分为正火、淬火和回火三道工序，这三道工序按照先后顺序依次进行，首先是正火，正火的温度控制在200℃以下，达到预设温度后取出，空冷至室温；淬火温度为850～880℃之间，采用淬火剂进行冷却；回火温度为450～580℃，并在回火的过程中对球头销粗坯做时效处理；
(6)后处理，完成热处理工序后，先用砂纸除去球头销粗坯表面的氧化层，然后进行精打磨，最后做抛光处理。
通过采用上述方案，采用热锻打的方式加工球头销的粗坯，能够去除金属原材料的杂质，提高金属原材料的强度以及韧性，并且热锻打的方式也不容易造成金属开裂；滚压搓动成型的方式相比起切削加工的方式来说不容易对金属原材料造成损伤，使得球头销粗坯成型后不容易产生伤口，那么其在后期使用的过程中就不容易在伤口处产生应力集中，也就不容易发生断裂；随后的打磨是为了提高球头销的配合精度，而探伤则是为了检测是否在打磨过程中产生裂纹，有裂纹的产品需要进行报废重新成型；之后的热处理则能够提高球头销表面的硬度，提高其耐用度，使其不容易在使用过程中因疲劳破坏产生点蚀，这样应力就不容易在破坏部位产生应力集中，从而使得其更加不容易在使用过程中发生断裂；
正火的目的是细化晶粒，淬火则是为了提高金属材料的表面硬度，而回火则是为了消除淬火过程中可能产生的热应力，降低其脆性，随后的时效则是为了提升金属的韧性，从而使得其不容易在使用的过程中发生脆断。
本发明的进一步设置为：步骤(2)中的锻打强化工序操作过程中，每折叠15次算一组锻打作业，总共需要重复10组以上，才算完成强化操作。
通过采用上述方案，由于在锻打的过程中会反复对金属进行折叠，因此在这个过程中与金属不相容的一些杂质就会在敲击之下从金属上脱落，并且反复地折叠锻打也能够使金属中的各种合金元素均匀分散开，从而提高金属的整体强度。
本发明的进一步设置为：金属原材料在锻打的过程中需要撒上硼砂作为除杂剂。
通过采用上述方案，硼砂的主要成分为四硼酸钠，其与氧的结合能力要强于金属原子，因此能够在金属锻打的过程中起到隔绝氧气的作用，从而降低金属的氧化程度；并且硼砂还具有促进金属中杂质析出的作用，使得金属中的杂质能够被清除地更加彻底，从而进一步提高金属的强度。
本发明的进一步设置为：步骤(3)中用模具对金属进行滚压搓动的过程中，需要往金属表面泼洒硼砂。
通过采用上述方案，前述的硼砂主要用于除杂，这里的硼砂除了抗氧化及除杂外，还兼具润滑的作用，能够减少金属和模具之间的摩擦，从而使得球头销粗坯更加容易成型。
本发明的进一步设置为：步骤(4)中的探伤，首先是用粒径在10um以下的石墨粉对球头销粗坯进行揉搓，然后用毛刷刷去球头销表面多余的石墨粉，最后用放大镜观察球头销粗坯的表面是否有黑线。
通过采用上述方案，当球头销粗坯的表面具有裂纹时，石墨粉会进入这些缝隙内，毛刷在清理多余石墨粉的过程中是清理不到这些部位的，因此石墨粉在缝隙中聚集后就会形成一条黑线，使用放大镜就能够观察到，若球头销粗坯表面无黑线时，则说明球头销粗坯未出现开裂现象，即符合性能要求。
本发明的进一步设置为：淬火过程共分五次进行，首先是一次淬火，将球头销粗坯加热到850℃，从炉内取出后迅速浸入淬火剂内进行冷却至200℃左右后回炉；二次淬火将粗坯加热到880℃，同样将其从炉内取出后迅速浸入淬火剂中冷却至200℃左右后继续回炉；三次淬火和四次淬火的操作过程和二次淬火相同；五次淬火将粗坯加热到870℃，然后将其从炉内取出，向其喷淋淬火剂，直至其冷却至室温。
通过采用上述方案，在淬火的过程中金属的冷却速度通常较快，很难通过一次淬火就达到指定的淬火深度，所以在工业上通常采用分步淬火的工艺，第一次淬火的温度可以稍低，后面几次淬火，由于金属表层被淬硬了，因此后面的几次淬火难度越来越大，淬火深度也越来越难以控制，因此需要分多次进行，并且需要稍微提高淬火温度，促进淬火层的深入，而最后一次淬火采用喷淋的方式则是因为直接浸入淬火剂进行冷却的方式会使催化剂瞬间产生汽化，这些汽化的蒸汽会将淬火剂推开，阻碍金属与淬火剂之间的接触而对金属的淬透造成不利影响，采用喷淋淬火的话，淬火剂被汽化后会直接向周边空气中逸散开，不容易在金属表面形成气膜，从而提高金属的淬透性。
本发明的进一步设置为：第五次淬火的喷淋过程分为初冷、中冷和终冷三个阶段，初冷阶段以4-6L/min·m2的速度进行喷淋，待球头销粗坯冷却到600-700℃后切换为中冷模式；中冷阶段以7-9L/min·m2的速度进行喷淋，待球头销粗坯冷却到300-400℃后切换为终冷模式；终冷阶段以9-11L/min·m2的速度进行喷淋，直到球头销粗坯冷却至室温。
由于少了气膜对金属与淬火剂之间的阻隔，那么喷淋冷却的方式其降温速度将会远远快于浸没淬火的方式，这样就容易导致金属产生较大的内应力，通过采用上述方案，采用分段冷却的方式，能够减少单位时间内金属的温度变化值，减小金属淬火过程中所产生的内应力，从而降低金属的冷脆性。
本发明的进一步设置为：回火过程中的时效处理，首先将球头销粗坯以450～580℃保温2h，然后在炉内冷却至室温，整个冷却过程需持续1h左右。
通过采用上述方案，时效处理能够使金属内部的应力充分释放，并且细化芯部的晶粒，使球头销粗坯具有更高的热稳定性，以及使芯部保持良好的抗冲击韧性，从而使得球头销在使用过程中受弯曲应力作用时不容易发生断裂。
本发明的进一步设置为：所述淬火剂中含有Cr、Mn离子以及石墨粉。
通过采用上述方案，淬火剂中含有的这些成分能够在金属淬火的过程中渗入金属表面，Cr元素能够提高金属的淬透性，并增加金属的硬度以及抗腐蚀性，其是不锈钢材料能够防锈的关键合金元素；Mn元素是良好的脱氧剂和脱硫剂，能够在金属热加工成型过程中促使金属中的硫析出，并且它还能够减弱由于硫所引起的钢的热脆性，从而盖上钢的热加工性能；石墨粉的主要成分是碳，碳在金属中的一大作用就是提高金属的硬度，通常情况下含碳量越高，金属硬度越高，因此碳渗入金属表面后能够提高金属表层的硬度，使得金属不容易在使用的过程中出现疲劳损伤，从而使球头销不容易从损伤出发生断裂。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.热锻滚压成型的球头销不容易在制造的过程中因工艺问题而产生开裂，使其不容易在使用过程中在开裂处因应力集中而发生断裂，并且这种成型方式能够在保留芯部韧性的同时，使球头销具有较高的表面硬度，使其不容易在使用过程中出现疲劳损伤，从而使更加不容易发生断裂；
2.热处理能够有效提高金属材料的表面硬度，使球头销具有更高的耐磨性及抗拉强度，使其不容易在使用过程中出现损伤，从而使其不容易发生断裂；
3.分阶段进行喷淋冷却的淬火方式能够避免球头销粗坯在淬火过程中因瞬间温度变化过快而产生较大内应力的情况，减小球头销的热脆性，从而使得球头销不容易发生开裂。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种球头销的生产工艺，包括以下步骤：
(1)选材下料，在制造粗坯之前首先要先选取钢作为金属原材料，然后将其加热到700～750℃；
(2)锻打强化，对步骤(1)中加热好的金属进行热锻打，锻打操作分组进行，在锻打的过程中，当金属原材料的面积在锻打之下增大到原来的两倍左右时，需要将其对折，并以对折的次数作为分组依据，每对折15次为一组，每完成一组锻打操作，都需要将金属回炉重新加热，总共需要进行10组以上的锻打才算完成强化作业，并且每对折一次，都需要往金属上泼洒硼砂，以刚好覆盖金属为宜。
硼砂的主要成分为四硼酸钠，其与氧的结合能力要强于金属原子，因此能够在金属锻打的过程中起到隔绝氧气的作用，并且硼砂还具有促进金属中杂质析出的作用，使得金属中的杂质能够被清除地更加彻底，因此其在冶金、焊接及热处理行业具有广泛引用。
(3)粗坯塑形，将步骤(2)中锻打完成的金属再次加热到850～890℃，然后取出后先往球头销上泼洒硼砂，然后趁热迅速用模具对其进行反复滚压搓动，使其形成球头销粗坯。
(4)粗坯打磨，先对步骤(3)中成型的粗坯进行粗打磨，然后再进行精打磨，并在打磨完成后对粗坯进行探伤。
探伤步骤首先是用粒径在10um以下的石墨粉对球头销粗坯进行揉搓，然后用毛刷刷去球头销表面多余的石墨粉，最后用放大镜观察球头销粗坯的表面是否有黑线。
当球头销粗坯的表面具有裂纹时，石墨粉会进入这些缝隙内，毛刷在清理多余石墨粉的过程中是清理不到这些部位的，因此石墨粉在缝隙中聚集后就会形成一条黑线，使用放大镜就能够观察到，若球头销粗坯表面无黑线时，则说明球头销粗坯未出现开裂现象，即符合性能要求，从而达到探伤的目的。
(5)热处理，粗坯在打磨完成后还需要进行热处理，以提高其表面硬度。热处理过程分为正火、淬火和回火三道工序，这三道工序按照先后顺序依次进行。
首先是正火，正火的温度控制在200℃以下，达到预设温度后取出，空冷至室温。
在淬火的过程中金属的冷却速度通常较快，很难通过一次淬火就达到指定的淬火深度，因此这里将金属的淬火过程分五次进行。首先是一次淬火，将球头销粗坯加热到850℃，从炉内取出后迅速浸入淬火剂内进行冷却至200℃左右后回炉；二次淬火将粗坯加热到880℃，同样将其从炉内取出后迅速浸入淬火剂中冷却至200℃左右后继续回炉；三次淬火和四次淬火的操作过程和二次淬火相同；五次淬火将粗坯加热到870℃，然后将其从炉内取出，向其喷淋淬火剂，并且球头销粗坯的淬火温度误差必须控制在±10℃以内。
喷淋过程分为初冷、中冷和终冷三个阶段，初冷阶段以5L/min·m2的速度进行喷淋，待球头销粗坯冷却到600-700℃后切换为中冷模式；中冷阶段以8L/min·m2的速度进行喷淋，待球头销粗坯冷却到300-400℃后切换为终冷模式；终冷阶段以10L/min·m2的速度进行喷淋，直到球头销粗坯冷却至室温。
这种喷淋的操作方式，能够在最大程度上促使淬火剂均匀渗透。喷淋淬火能够促使淬火剂均匀渗透的原因是什么？钢材在进行淬火作业的时候，其加热后的温度可达800℃以上，浸入淬火剂中后，会瞬间导致淬火剂大量汽化，众所周知蒸汽的密度远小于液体，淬火剂中的水汽化后会产生膨胀，将淬火剂推开，隔绝淬火剂与钢材之间的接触，那么淬火剂中的矿物元素就没办法渗入钢材中去。
而采用喷淋的方式进行淬火，虽然淬火剂同样会瞬间汽化，但是钢材的周遭是空气，没有其他物质阻挡，那么这些汽化的水会向边缘逸散开，喷淋过来的淬火剂仍能与钢材产生接触，因此淬火剂中的矿物元素就能够比较好地渗入钢材中去，从而促使淬火剂均匀渗透。
淬火所用淬火剂需要事先进行调制，添加的有重铬酸钠、硫酸锰、石墨粉，配制淬火剂所用的水一定要选择山泉水或井水，这类水矿物质含量高，对于金属淬火有很好的硬化作用，重铬酸钠、硫酸锰及石墨粉在山泉水中的添加量需要根据所选钢材的成分、牌号来调整具体的添加量。以石墨粉为例，含碳量高的钢材，那么配制淬火剂时石墨粉的添加量就要相应减少，如果是含碳量低的钢材，那么石墨粉的添加量就要相应增加，重铬酸钠和硫酸锰的添加情况也是一样。
回火温度为450～580℃，并在回火的过程中对球头销粗坯做时效处理。时效有两方面作用，一是降低钢材表面淬火后的硬度，另一方面就是促使钢材内部晶粒的细化，从而提升钢材的综合性能。
举个简单的例子，钢材刚淬完火的洛氏硬度HRC为61的话，那么经过回火以及时效处理后，其硬度会可以降到58，虽然硬度降低了，但是钢材的韧性却会提高，相比起HRC61时更不容易因弯曲受力而发生脆断，从总体性能上反而更好，这就是时效的作用。
时效处理首先是将球头销粗坯以450～580℃保温2h，然后在炉内冷却至室温，整个冷却过程需持续1h左右。
(6)后处理，完成热处理工序后，先用砂纸除去球头销粗坯表面的氧化层，然后进行精打磨，最后做抛光处理。
钢材分阶段喷淋的具体速率，是通过以下实验获得的：
实施例1：球头销分初冷和终冷两个阶段进行冷却淬火，初冷阶段以5L/min·m2的喷淋速度对球头销进行喷淋，待球头销冷却到600-700摄氏度后切换为8L/min·m2的终冷喷淋速度对球头销进行喷淋，直到球头销冷却至室温。
实施例2：球头销分初冷、中冷和终冷三个阶段进行冷却淬火，初冷阶段以3L/min·m2的喷淋速度对球头销进行喷淋，待球头销冷却到600-700摄氏度后切换为6L/min·m2的中冷喷淋速度进行喷淋，然后在球头销冷却到300-400摄氏度后切换为8L/min·m2的终冷喷淋速度进行喷淋，直至球头销冷却至室温。
实施例3：球头销分初冷、中冷和终冷三个阶段进行冷却淬火，初冷阶段以4L/min·m2的喷淋速度对球头销进行喷淋，待球头销冷却到600-700摄氏度后切换为7L/min·m2的中冷喷淋速度进行喷淋，然后在球头销冷却到300-400摄氏度后切换为9L/min·m2的终冷喷淋速度进行喷淋，直至球头销冷却至室温。
实施例4：球头销分初冷、中冷和终冷三个阶段进行冷却淬火，初冷阶段以5L/min·m2的喷淋速度对球头销进行喷淋，待球头销冷却到600-700摄氏度后切换为8L/min·m2的中冷喷淋速度进行喷淋，然后在球头销冷却到300-400摄氏度后切换为10L/min·m2的终冷喷淋速度进行喷淋，直至球头销冷却至室温。
实施例5：球头销分初冷、中冷和终冷三个阶段进行冷却淬火，初冷阶段以6L/min·m2的喷淋速度对球头销进行喷淋，待球头销冷却到600-700摄氏度后切换为9L/min·m2的中冷喷淋速度进行喷淋，然后在球头销冷却到300-400摄氏度后切换为11L/min·m2的终冷喷淋速度进行喷淋，直至球头销冷却至室温。
实施例6：球头销分初冷、中冷和终冷三个阶段进行冷却淬火，初冷阶段以7L/min·m2的喷淋速度对球头销进行喷淋，待球头销冷却到600-700摄氏度后切换为10L/min·m2的中冷喷淋速度进行喷淋，然后在球头销冷却到300-400摄氏度后切换为12L/min·m2的终冷喷淋速度进行喷淋，直至球头销冷却至室温。
实施例7：球头销分初冷、中冷、二次中冷和终冷四个阶段进行冷却淬火，初冷阶段以5L/min·m2的喷淋速度对球头销进行喷淋，待球头销冷却到600-700摄氏度后切换为8L/min·m2的中冷喷淋速度进行喷淋，然后在球头销冷却到300-400摄氏度后切换为10L/min·m2的二次中冷喷淋速度进行喷淋，最后在球头销冷却到200-300摄氏度后切换为12L/min·m2的终冷喷淋速度进行喷淋，直至球头销冷却至室温。
上述实施例中，每一组实施例所选取的球头销数量均设置为100个，将球头销进行上述实施例处理后首先用探伤仪器对球头销进行探伤，检测球头销是否有开裂现象，然后以工件的截面积除以工件的长度来计算工件的劲度系数(在实际中也有称钢度系数，代表的是钢材抗弯曲及抗拉伸的强度)，最后在万能试验机上对球头销进行弯折测试，直至球头销发生断裂为止，得出的表征数据见表1：
表1球头销开裂数量、开裂程度及钢度系数数据记录表
对比表1中实施例1和实施例4的数据可知，球头销从分两个阶段进行冷却增加到分三个阶段进行冷却时，其开裂情况明显减少，说明分段数量的增加能够在一定程度上减少钢材内热应力的产生。继续对比表1中实施例1、实施例4和实施例7的数据可知，球头销的冷却阶段数量达到三个以上后，再继续细分球头销的冷却阶段已经对球头销强度的影响不大，这是因为当钢材的温度下降到200-300摄氏度时，即使是对钢材进行热处理，淬火的深度也很微小，达不到能够明显提升钢材强度的效果，并且在热处理领域有一个公知常识，热处理的工序数量越多，成本就越大，因此综合经济效益以及产品性能考虑，选择将球头销的热处理分为三个阶段进行最为合理。
最后再对比表1中实施例2到实施例6的数据可知，随着喷淋强度的提高，球头销的钢度系数先呈上升趋势，这是因为喷淋强度的提高，促进了球头销内部晶粒的细化，而晶粒越细，钢材的结构强度就越高，韧性也越强；但当三个阶段的喷淋强度分别大于5L/min·m2、8L/min·m2和10L/min·m2以后，球头销开始出现开裂，开裂程度随着喷淋强度的提高而加剧；并且此时球头销的钢度系数也开始下降，这是因为出现开裂后，当球头销受力时，这些开裂处会产生应力集中，使裂缝扩大，进而发生断裂，因此从球头销的使用性能方面考虑，将球头销的冷却过程设置为初冷以5L/min·m2、中冷以8L/min·m2、终冷以10L/min·m2的喷淋强度进行冷却降温为最优喷淋淬火方式。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种球头销的生产工艺，包括以下步骤：
(1)选材下料，在制造粗坯之前首先要先选取金属原材料，然后将其加热到700～750℃；
(2)锻打强化，对步骤(1)中加热好的金属进行热锻打，在锻打的过程中，当金属的面积扩大为原来两倍左右时，将其对折，并且每完成一组锻打作业都需要将金属回炉重新加热；
(3)粗坯塑形，将步骤(2)中锻打完成的金属再次加热到850～890℃，然后取出后迅速用模具对其进行反复滚压搓动，使其形成球头销粗坯；
(4)粗坯打磨，先对步骤(3)中成型的粗坯进行粗打磨，然后再进行精打磨，并在打磨完成后对粗坯进行探伤；
(5)热处理，粗坯在打磨完成后还需要进行热处理，以提高其表面硬度；
热处理过程分为正火、淬火和回火三道工序，这三道工序按照先后顺序依次进行，首先是正火，正火的温度控制在200℃以下，达到预设温度后取出，空冷至室温；淬火温度为850～880℃之间，采用淬火剂进行冷却；回火温度为450～580℃，并在回火的过程中对球头销粗坯做时效处理；
(6)后处理，完成热处理工序后，先用砂纸除去球头销粗坯表面的氧化层，然后进行精打磨，最后做抛光处理。
2.根据权利要求1所述的一种球头销的生产工艺，其特征在于：步骤(2)中的锻打强化工序操作过程中，每折叠15次算一组锻打作业，总共需要重复10组以上，才算完成强化操作。
3.根据权利要求2所述的一种球头销的生产工艺，其特征在于：金属原材料在锻打的过程中需要撒上硼砂作为除杂剂。
4.根据权利要求1所述的一种球头销的生产工艺，其特征在于：步骤(3)中用模具对金属进行滚压搓动的过程中，需要往金属表面泼洒硼砂。
5.根据权利要求1所述的一种球头销的生产工艺，其特征在于：步骤(4)中的探伤，首先是用粒径在10um以下的石墨粉对球头销粗坯进行揉搓，然后用毛刷刷去球头销表面多余的石墨粉，最后用放大镜观察球头销粗坯的表面是否有黑线。
6.根据权利要求1所述的一种球头销的生产工艺，其特征在于：淬火过程共分五次进行，首先是一次淬火，将球头销粗坯加热到850℃，从炉内取出后迅速浸入淬火剂内进行冷却至200℃左右后回炉；二次淬火将粗坯加热到880℃，同样将其从炉内取出后迅速浸入淬火剂中冷却至200℃左右后继续回炉；三次淬火和四次淬火的操作过程和二次淬火相同；五次淬火将粗坯加热到870℃，然后将其从炉内取出，向其喷淋淬火剂，直至其冷却至室温。
7.根据权利要求6所述的一种球头销的生产工艺，其特征在于：第五次淬火的喷淋过程分为初冷、中冷和终冷三个阶段，初冷阶段以4-6L/min·m2的速度进行喷淋，待球头销粗坯冷却到600-700℃后切换为中冷模式；中冷阶段以7-9L/min·m2的速度进行喷淋，待球头销粗坯冷却到300-400℃后切换为终冷模式；终冷阶段以9-11L/min·m2的速度进行喷淋，直到球头销粗坯冷却至室温。
8.根据权利要求1所述的一种球头销的生产工艺，其特征在于：回火过程中的时效处理，首先将球头销粗坯以450～580℃保温2h，然后在炉内冷却至室温，整个冷却过程需持续1h左右。
9.根据权利要求1所述的一种球头销的生产工艺，其特征在于：所述淬火剂中含有Cr、Mn离子以及石墨粉。
CN201811593802.2A 2018-12-25 2018-12-25 一种球头销的生产工艺 Active CN109483177B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811593802.2A CN109483177B (zh) 2018-12-25 2018-12-25 一种球头销的生产工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811593802.2A CN109483177B (zh) 2018-12-25 2018-12-25 一种球头销的生产工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109483177A CN109483177A (zh) 2019-03-19
CN109483177B true CN109483177B (zh) 2019-11-05

Family

ID=65711942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811593802.2A Active CN109483177B (zh) 2018-12-25 2018-12-25 一种球头销的生产工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109483177B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110883283B (zh) * 2019-11-22 2020-12-25 浙江童氏汽车部件股份有限公司 一种球销的制造工艺
CN111906239A (zh) * 2020-07-13 2020-11-10 张小刚 一种钢锻工件撒硼砂设备
CN112935711A (zh) * 2021-01-26 2021-06-11 安徽中鼎减震橡胶技术有限公司 一种汽车用球销的加工工艺
CN114799915A (zh) * 2022-05-16 2022-07-29 泉州市亿源工程机械有限公司 一种挖掘机斗齿销自动生产线

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87104894A (zh) * 1986-07-14 1988-01-27 埃默森电气公司 密封终端组件销及生产方法和设备
CN101032794A (zh) * 2006-05-19 2007-09-12 上海采埃孚伦福德底盘技术有限公司 球销加工工艺
CN101279354A (zh) * 2008-05-15 2008-10-08 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 连接销类锻件的制造方法
CN102900754A (zh) * 2012-08-29 2013-01-30 绍兴文理学院 一种汽车转向拉杆接头总成生产工艺流程
CN103047441A (zh) * 2012-12-24 2013-04-17 苏州赛华仪控股份有限公司 一种高温高压截止阀用阀杆及加工方法
CN103071753A (zh) * 2012-08-22 2013-05-01 昌利锻造有限公司 球阀阀杆的锻造方法
CN107255115A (zh) * 2017-08-11 2017-10-17 江西积裕实业有限公司 一种汽车直拉杆球头总成

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1584661A (en) * 1978-05-25 1981-02-18 Supra Automative Ltd Ball pins
CN101391368A (zh) * 2008-10-30 2009-03-25 江苏森威精锻有限公司 深孔类销套零件的加工方法
FR2944331B1 (fr) * 2009-04-09 2011-11-25 Jtekt Europe Sas Procede de fabrication d'une biellette de direction

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87104894A (zh) * 1986-07-14 1988-01-27 埃默森电气公司 密封终端组件销及生产方法和设备
CN101032794A (zh) * 2006-05-19 2007-09-12 上海采埃孚伦福德底盘技术有限公司 球销加工工艺
CN101279354A (zh) * 2008-05-15 2008-10-08 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 连接销类锻件的制造方法
CN103071753A (zh) * 2012-08-22 2013-05-01 昌利锻造有限公司 球阀阀杆的锻造方法
CN102900754A (zh) * 2012-08-29 2013-01-30 绍兴文理学院 一种汽车转向拉杆接头总成生产工艺流程
CN103047441A (zh) * 2012-12-24 2013-04-17 苏州赛华仪控股份有限公司 一种高温高压截止阀用阀杆及加工方法
CN107255115A (zh) * 2017-08-11 2017-10-17 江西积裕实业有限公司 一种汽车直拉杆球头总成

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汽车球头销模锻工艺方案;罗晴岚;《汽车工艺与材料》;20050630 *
球头销生产工艺的革新;温炳华;《广东工学院学报》;19950630;第123-126页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109483177A (zh) 2019-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109483177B (zh) 一种球头销的生产工艺
JP4448208B2 (ja) ステンレス鋼ボルトの製造方法
CN102248189B (zh) 由高碳钢的整体带形成的刀片
TWI606124B (zh) 冷間加工用機械構造用鋼及其製造方法
CN1966755B (zh) 酸洗性优异的弹簧用钢丝材
CN106964948A (zh) 一种船用齿轮的加工工艺
CN107282839A (zh) 一种锻件的锻造工艺
CN104190828A (zh) 高残余应力气门弹簧的生产工艺
JP2007538203A (ja) 二部構造のボールピンのための球要素及び球要素の製造方法
CN113695500A (zh) 一种齿轮轴锻造工艺
CN113653573B (zh) 一种航天发动机燃烧室内壁毛坯的制造方法
CN110218855B (zh) 一种克服刀片热处理变形的方法
CN111850254B (zh) 一种防止花键轴中频淬火变形的方法
CN108430661A (zh) 热轧加工用辊及其制造方法
JPS6223930A (ja) 高強度平歯車の製造方法
CN112108598A (zh) 一种变形高温合金叶片锻件及其模锻方法
JPS6364488B2 (zh)
JP2007270345A (ja) 輸送機器用部材の製造方法
JPH07112235A (ja) 耐遅れ破壊特性の優れた高強度ボルトの製造方法
JP3716454B2 (ja) 温間ホビングによる高強度、高靭性金型の製造方法
TWI815504B (zh) 冷軋鋼板、鋼製零件、冷軋鋼板的製造方法以及鋼製零件的製造方法
TWI808699B (zh) 機械構造零件用鋼線及其製造方法
JP3226781B2 (ja) 疲労強度に優れた非調質鍛造品の製造方法
JP3671205B2 (ja) 熱間鍛造品の製造方法
JP4529640B2 (ja) ステンレス鋼管の製造方法

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