CN109746360A - 一种提高模锻件尺寸精度的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种提高模锻件尺寸精度的制造方法，其包括以下步骤：将锻件胚料抛丸后加热至850℃‑900℃；预锻成形；将预锻件放入网带炉中进行回火处理；对预锻件进行终锻成形；以及将终锻件置入加热炉保温1‑1.5h，随后出炉整框空冷。本发明的锻件制造方法，适用于多道工序的温挤压或温‑冷结合挤压的锻造加工过程，终锻后锻件热应变量小、残余应力较小，锻件的尺寸精度较高；锻件内部晶粒细化金相组织性能好，提高锻件后续冷精整加工精度，提高产品质量；而且可以降低终锻和后续冷精整加工难度，延长终锻与冷精整模具使用寿命，优化生产工艺，降低了生产成本。

Description

一种提高模锻件尺寸精度的制造方法

技术领域

本发明涉及金属精密锻造技术领域，特别涉及温挤压或温-冷挤压结合工艺中，工件需要经过预锻与终锻多道锻造工序时如何提高模锻件尺寸精度的制造方法。

背景技术

近年来, 随着日趋白热化的国际市场竞争形势推动的产业转型升级的工业发展趋势，先进机械工业制造业也在飞速发展, 提高零部件精度与性能、 实现设计过程的高效率、低成本与生产工艺的低能耗已成为制造业提高市场竞争力的唯一途径。沿袭多年的普通切削加工技术以及传统的锻造技术已难以满足目前的生产要求。传统锻造技术是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，通过锻造可以消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，因此锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。

按照锻造温度，锻造可以分为冷锻、温段以及热锻。其中温锻是指在钢的再结晶温度以下且高于常温的锻造，采用温锻工艺可以提高锻件的精度和质量，同时又没有冷锻那样大的成形力，一般适用于对质量和精度要求较高的部件的锻造成型。对于适应一些特殊的应用需求，有的锻件需要使用温挤压或温-冷挤压结合工艺，且需要经过多道制造工序，这就对锻件的尺寸精度提出了很高的要求。以往在模锻的制造过程中，我们往往只通过提高模具的精度来确保锻件尺寸的精度，并未特别注意到从锻件制备过程中控制锻件的尺寸精度。由于预锻和终锻温度较高且形变较大，终锻完成后的锻件会由于锻件内部晶粒粗大和较大的残余应力，从而产生热应变和应力集中，对锻件尺寸精度产生极大的不利影响，并且易发生脱碳和过烧的情况，既影响产品的质量有降低生产效率。传统的锻造方法并未在制造工艺过程中进行更加合理的控制，不能有效的提高锻件尺寸精度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷，提供一种提高模锻件尺寸精度的制造方法，通过此方法，经过对预锻件进行热处理后，可以使得预锻件粗大晶粒细化且消除部分残余应力从而减少终锻时的热应变量，提高锻件尺寸精度、提高锻件后续冷精整加工精度，并延长终锻与冷精整模具使用寿命，提高生产时的质量和良率，降低废品率以降低生产成本。

为达到本发明的目的，本发明的一种提高模锻件尺寸精度的制造方法包括以下步骤：

S1、将锻件胚料抛丸后置入加热炉加热至850℃-900℃；

S2、预锻成形；

S3、将预锻件放入网带炉中进行回火处理，设定温度为560℃±20℃回火保温0.5-1.5小时；

S4、对预锻件进行终锻成形；以及，

S5、将终锻件置入680℃加热炉保温1-1.5h，随后出炉整框空冷。

优选的，所述的制造方法还包括对终锻后的锻件进行抛丸和磷皂化处理。

再优选的，所述的制造方法还包括对磷皂化处理后的锻件进行冷精整加工的步骤。

再优选的，在所述的步骤S1中，锻件坯料的加热温度为870-890℃。

再优选的，在所述的步骤S3中，预锻件的回火处理温度为550-570℃，时间为1.0-1.3小时。

再优选的，所述的锻件为三柱槽壳挤压件，其包括轴端10，直径为D1；三柱槽壳端40，直接为D3；与三柱槽壳端40相接的肩部30，肩部30的夹角为φ；以及将肩部30和轴端10连接的连接部20，直径为D2；在所述的步骤S2的预锻步骤中，包括两次预锻，即先进行第一次预锻，正挤轴端，正挤后轴端的直径为D1；然后将正挤后的锻件进行第二次预锻，将三柱槽壳端镦粗及形成肩部坯件。

再优选的，在第二次预锻时，镦粗直径D3’为D3的92%-97%，肩部夹角φ1为φ的70%-80%。

本发明的提高模锻件尺寸精度的制造方法，适用于多道工序的温挤压或温-冷结合挤压的锻造加工过程，终锻后锻件热应变量小、残余应力较小，锻件的尺寸精度较高；锻件内部晶粒细化金相组织性能好，提高锻件后续冷精整加工精度，提高产品质量；而且可以降低终锻和后续冷精整加工难度，延长终锻与冷精整模具使用寿命，优化生产工艺，降低了生产成本。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：

图1为采用本发明的制造方法加工的一实施例的三柱槽壳挤压件的半剖结构示意图；

图2所示为图1的三柱槽壳挤压件的左视图；

图3所示为采用本发明的制造方法进行所述的三柱槽壳挤压件加工的工步示意简图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的制造方法进行详细的说明，但本发明不应仅限于所述的实施例。

本实施例选用的锻件为三柱槽壳挤压件，其结构如图1和图2所示，包括轴端10，直径为D1；三柱槽壳端40，直接为D3；与三柱槽壳端40相接的肩部30，肩部30的夹角为φ；以及将肩部30和轴端10连接的连接部20，直径为D2；锻件材料为55#钢。

参照图3，所述实施例的一种三柱槽壳挤压件的制造方法的具体步骤为：

S1、如图3（a）所示，根据锻件的设计尺寸选用适合尺寸的圆棒下料；

S2、对下料完的胚料进行抛丸处理，随后置入中频感应加热炉加热至850℃；

S3、将加热后的胚料进行第一次预锻，正挤轴端，正挤后轴端的直径为D1；

S4、将正挤后的产品进行第二次预锻，将三柱槽壳端镦粗及形成肩部坯件，镦粗直径D3’及肩部夹角φ1比成品的直径D3和夹角尺寸φ略小，优选的，D3’为D3的92%-97%，φ1为φ的70%-80%，如图3（c）所示；

S5、将镦粗好的锻件置入网带炉进行回火处理，网带炉设定温度为560℃±20℃并保温0.5-1.5h；此步骤中，由于锻件与空气及模具接触存在一定的热衰减，此时的锻件温度约为750℃，将镦粗好的锻件置入网带炉进行回火处理，网带炉设定温度为560℃±20℃并保温0.5-1.5h，经回火处理后，可以消除镦粗后锻件内部部分的残余应力并且可以使得锻件晶粒细化，降低终锻所产生的热应变量；

S6、将冷却保温处理后的锻件进行终锻，反挤后的锻件尺寸为产品的设计尺寸；如图3（d）所示；

S7、将终锻件置入井式加热炉以680℃保温1-1.5h，随后出炉整框空冷；

S8、对冷却后的锻件进行抛丸处理；

S9、将抛丸处理后的锻件进行磷皂化处理；以及，

S10、对磷皂化处理过的锻件进行最终的冷精整得到成品锻件。

本发明的锻件坯料在预锻后，放入网带炉进行回火处理，可以消除预锻过程中产生的残余应力并且使得预锻后的锻件内部晶粒细化，从而减小终锻时由于晶粒粗大和残余应力产生的热应变量过大对锻件尺寸精度的影响，保证最终锻件成品的尺寸精度。

本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种提高模锻件尺寸精度的制造方法，其特征在于，所述的制造方法包括以下步骤：

S1、将锻件胚料抛丸后置入加热炉加热至850℃-900℃；

S2、预锻成形；

S3、将预锻件放入网带炉中进行回火处理，设定温度为560℃±20℃回火保温0.5-1.5小时；

S4、对预锻件进行终锻成形；以及，

S5、将终锻件置入680℃加热炉保温1-1.5h，随后出炉整框空冷。

2.如权利要求1所述的一种提高模锻件尺寸精度的制造方法，其特征在于，所述的制造方法还包括对终锻后的锻件进行抛丸和磷皂化处理。

3.如权利要求2所述的一种提高模锻件尺寸精度的制造方法，其特征在于，所述的制造方法还包括对磷皂化处理后的锻件进行冷精整加工的步骤。

4.如权利要求1或2或3所述的一种提高模锻件尺寸精度的制造方法，其特征在于，在所述的步骤S1中，锻件坯料的加热温度为870-890℃。

5.如权利要求4所述的一种提高模锻件尺寸精度的制造方法，其特征在于，在所述的步骤S3中，预锻件的回火处理温度为550-570℃，时间为1.0-1.3小时。

6.如权利要求3所述的一种提高模锻件尺寸精度的制造方法，其特征在于，所述的锻件为三柱槽壳挤压件，其包括轴端10，直径为D1；三柱槽壳端40，直接为D3；与三柱槽壳端40相接的肩部30，肩部30的夹角为φ；以及将肩部30和轴端10连接的连接部20，直径为D2；在所述的步骤S2的预锻步骤中，包括两次预锻，即先进行第一次预锻，正挤轴端，正挤后轴端的直径为D1；然后将正挤后的锻件进行第二次预锻，将三柱槽壳端镦粗及形成肩部坯件。

7.如权利要求6所述的一种提高模锻件尺寸精度的制造方法，其特征在于，在第二次预锻时，镦粗直径D3’为D3的92%-97%，肩部夹角φ1为φ的70%-80%。