CN109957722A - 一种自锁定位销 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自锁定位销的加工工艺，属于定位销加工技术领域。该自锁定位销由高强度的合金钢制成：C0.25‑0.35％，Si0.55‑0.85％，Cr1.50‑1.80％，Ni0.15‑0.25％、Mo0.20‑0.30％，V0.05‑0.08％，B0.20‑0.30％，Ti0.20‑0.30％，N0.005‑0.010％，Ce0.005‑0.008％，S≤0.030％，P≤0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素的总量<0.05％。该自锁定位销的硬度、强度等机械性能高，同时精密度高，且材料的利用率高达95％以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种自锁定位销的加工工艺，属于定位销加工技术领域。
背景技术
定位销，以工件孔作为定位基准，参与限制物体自由度的零件，控制物品在X、Y、Z三个轴向的直线运动，和绕着X、Y、Z的旋转运动的六个自由运动度。在由两部分或更多部分构成的模具中，使模具相邻两部分准确定位而设计的销。模具定位销主要作用在两零件之间紧固的螺丝间，保证位置准确性。主要用作装配定位，也可用作连接、放松级安全装置中的过载剪断连接。基本形式是圆柱销和圆锥销。而现有技术中的定位销基本以合金钢通过机械加工制成，在强度、耐磨性、精度都还有待改善。
发明内容
本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种机械性能好，材料利用率高的自锁定位销的加工工艺，加工得到的自锁定位销的精度高。
本发明的上述目的可以通过以下技术方案得以实施：一种自锁定位销，所述自锁定位销由高强度的合金钢制成，所述的合金钢由以下质量百分数的化学成分组成：C：0.25％-0.35％，Si：0.55-0.85％，Cr：1.50-1.80％，Ni：0.15-0.25％、Mo：0.20％-0.30％，V：0.05-0.08％，B：0.20-0.30％，Ti：0.20-0.30％，N：0.005-0.010％，Ce：0.005-0.008％，S≤0.030％，P≤0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素的总量<0.05％。
本发明还提供一种上述自锁定位销的加工工艺，所述的加工工艺包括如下步骤：
S1、浇铸：按权利要求1配置自锁定位销原料，依次进行转炉冶炼、LF+RH精炼、浇铸、热轧、空冷得合金钢坯；
S2、前处理：将自锁定位销的合金钢先中频加热，然后依次进行退火处理、磷皂化处理；
S3、成型：将经前处理的自锁定位销的合金钢冷锻成型得自锁定位销半成品；
S4、热处理：将自锁定位销半成品先进行热处理，然后在黑色达克罗涂液中浸涂或喷涂，经110-120℃烘烤5-10min，固化得自锁定位销成品。
在上述自锁定位销的加工工艺中，步骤S1中冶炼的开始出钢温度为1660-1750℃，LF+RH精炼的最终温度≥1580℃，浇铸的开浇温度为1580℃，热轧的终轧温度≥980℃。
在上述自锁定位销的加工工艺中，步骤S2中所述的中频加热的温度为800-820℃，频率为15-25s。
在上述自锁定位销的加工工艺中，步骤S2中所述退火处理的温度为740-760℃，保温2-4h，随炉冷却至330℃以下出炉。
在上述自锁定位销的加工工艺中，步骤S2中所述磷皂化处理为50-60℃下酸洗2-5min，清水洗2-3min，65-75℃下磷化8-15min，清水洗2-3min，50-65℃下皂化5-15min。
在上述自锁定位销的加工工艺中，步骤S3中冷锻成型的压力为350-380T，合模时间为5-10s。
在上述自锁定位销的加工工艺中，步骤S4中所述的热处理包括淬火处理和回火处理。
在上述自锁定位销的加工工艺中，所述淬火处理的温度为850-880℃，保温时间为2-3h，油淬，回火处理的温度为480-520℃，保温时间为1-3h，空冷。
在上述自锁定位销的加工工艺中，步骤S4中黑色达克罗处理固化后还包括封闭处理，封闭处理在硅酸盐水性涂料中进行，封闭处理的温度为320-330℃，时间为2-3min。
本发明中所用的黑色达克罗涂液为本公司之前专利中已经申请过的黑色达克罗涂液，具体包括如下组分(按重量份计数)：50份环氧树脂；20-40份黑色颜料；50-60份锌粉；0.1-0.5份分散剂；0.5-3份醇溶剂；2-10份铬酸溶液；40-100份有机溶剂。
作为优选，黑色达克罗涂液中所述的黑色颜料为石墨、活性炭、炭黑中的一种或多种。
作为优选，黑色达克罗涂液中所述的分散剂为十二醇聚氧乙烯醚、十四醇聚氧乙烯醚、十六醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
作为优选，黑色达克罗涂液中所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种。
作为优选，黑色达克罗涂液中所述的醇溶剂为丙醇、异丙醇、正丁醇中的一种或多种。
现有技术中的黑色达克罗涂料一般含有铝粉，含铝粉的达克罗涂层外观颜色白亮，加入黑色颜料时，增加黑色遮盖的难度，为使涂层呈黑色必须加入较多的颜料，从而增加均匀分散的难度，并较大的影响涂层性能。本发明黑色达克罗涂料中不含铝粉，只加入片状锌粉，降低涂层的白度和亮度，降低黑色遮盖的难度，提高黑度。
与现有技术相比，本发明自锁定位销在普通的高强度合金钢的基础上提高了碳(C)和硅(Si)含量，降低了铬(Cr)含量，不仅省略了Mn以及杂质中的Cu，还额外添加了镍(Ni)、钼(Mo)、钒(V)、硼(B)、钛(Ti)，用以细化晶粒，经不断试验发现，由于自锁定位销合金钢化学成分的改变，其显微组织也发生改变。且采用上述配伍合理的自锁定位销所用的合金钢先中频加热，然后进行退火处理、磷皂化处理，接着采用冷锻成型，紧接着就对冷锻后的半成品进行包括淬火处理和回火处理的热处理，并配合特定的黑色达克罗处理，进一步提高自锁定位销的硬度、强度等机械性能，同时保证自锁定位销的精密度，并大大提高了生产效率，材料的利用率高达95％以上。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种自锁定位销，由高强度的合金钢制成，所述的合金钢由以下质量百分数的化学成分组成：C：0.3％，Si：0.65％，Cr：1.60％，Ni：0.22％、Mo：0.25％，V：0.06％，B：0.25％，Ti：0.25％，N：0.008％，Ce：0.006％，S≤0.030％，P≤0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素的总量<0.05％。
浇铸：按上述化学成分配置自锁定位销原料，依次进行转炉冶炼、LF+RH精炼、浇铸、热轧、空冷得合金钢坯，冶炼的开始出钢温度为1700℃，LF+RH精炼的最终温度≥1580℃，浇铸的开浇温度为1580℃，热轧的终轧温度≥980℃；
前处理：将自锁定位销的合金钢先在810℃，20s的频率条件下进行中频加热，然后依次进行退火处理、磷皂化处理；退火处理的温度为750℃，保温3h，随炉冷却至330℃以下出炉；所述磷皂化处理为55℃下酸洗3min，清水洗2min，70℃下磷化10min，清水洗2min，60℃下皂化10min。
成型：将经前处理的自锁定位销的合金钢冷锻成型得自锁定位销半成品；冷锻成型的压力为360T，合模时间为8s。
热处理：将自锁定位销半成品先进行热处理，热处理包括淬火处理和回火处理，所述淬火处理的温度为860℃，保温时间为2h，油淬，回火处理的温度为500℃，保温时间为2h，空冷；然后在黑色达克罗涂液中浸涂或喷涂，经115℃烘烤8min，接着在硅酸盐水性涂料中进行封闭处理，封闭处理的温度为355℃，时间为6min得自锁定位销成品。其中，所述黑色达克罗涂液包括如下组分(按重量份计数)：50份环氧树脂；15份石墨、15份活性炭；55份锌粉；0.3份十二醇聚氧乙烯醚；2份丙醇溶剂；6份铬酸溶液；60份甲苯溶剂。
实施例2
一种自锁定位销，由高强度的合金钢制成，所述的合金钢由以下质量百分数的化学成分组成：C：0.35％，Si：0.55％，Cr：1.80％，Ni：0.15％、Mo：0.30％，V：0.05％，B：0.30％，Ti：0.20％，N：0.010％，Ce：0.005％，S≤0.030％，P≤0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素的总量<0.05％。
浇铸：按上述化学成分配置自锁定位销原料，依次进行转炉冶炼、LF+RH精炼、浇铸、热轧、空冷得合金钢坯，冶炼的开始出钢温度为1750℃，LF+RH精炼的最终温度≥1580℃，浇铸的开浇温度为1580℃，热轧的终轧温度≥980℃；
前处理：将自锁定位销的合金钢先在820℃，15s的频率条件下进行中频加热，然后依次进行退火处理、磷皂化处理；退火处理的温度为760℃，保温2h，随炉冷却至330℃以下出炉；所述磷皂化处理为60℃下酸洗2min，清水洗2min，75℃下磷化8min，清水洗2min，65℃下皂化5min。
成型：将经前处理的自锁定位销的合金钢冷锻成型得自锁定位销半成品；冷锻成型的压力为380T，合模时间为5s。
热处理：将自锁定位销半成品先进行热处理，热处理包括淬火处理和回火处理，所述淬火处理的温度为880℃，保温时间为2h，油淬，回火处理的温度为520℃，保温时间为1h，空冷；然后在黑色达克罗涂液中浸涂或喷涂，经120℃烘烤5min，接着在硅酸盐水性涂料中进行封闭处理，封闭处理的温度为355℃，时间为6min得自锁定位销成品。其中，所述黑色达克罗涂液包括如下组分(按重量份计数)：50份环氧树脂；35份炭黑；53份锌粉；0.4份十四醇聚氧乙烯醚；1份异丙醇溶剂；4份铬酸溶液；80份苯溶剂。
实施例3
一种自锁定位销，由高强度的合金钢制成，所述的合金钢由以下质量百分数的化学成分组成：C：0.25％，Si：0.85％，Cr：1.50％，Ni：0.25％、Mo：0.20％，V：0.08％，B：0.20％，Ti：0.30％，N：0.005％，Ce：0.008％，S≤0.030％，P≤0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素的总量<0.05％。
浇铸：按上述化学成分配置自锁定位销原料，依次进行转炉冶炼、LF+RH精炼、浇铸、热轧、空冷得合金钢坯，冶炼的开始出钢温度为1660℃，LF+RH精炼的最终温度≥1580℃，浇铸的开浇温度为1580℃，热轧的终轧温度≥980℃；
前处理：将自锁定位销的合金钢先在800℃，25s的频率条件下进行中频加热，然后依次进行退火处理、磷皂化处理；退火处理的温度为740℃，保温4h，随炉冷却至330℃以下出炉；所述磷皂化处理为50℃下酸洗5min，清水洗3min，65℃下磷化15min，清水洗3min，50℃下皂化15min。
成型：将经前处理的自锁定位销的合金钢冷锻成型得自锁定位销半成品；冷锻成型的压力为350T，合模时间为10s。
热处理：将自锁定位销半成品先进行热处理，热处理包括淬火处理和回火处理，所述淬火处理的温度为850℃，保温时间为3h，油淬，回火处理的温度为480℃，保温时间为3h，空冷；然后在黑色达克罗涂液中浸涂或喷涂，经110℃烘烤10min，接着在硅酸盐水性涂料中进行封闭处理，封闭处理的温度为350℃，时间为4min得自锁定位销成品。其中，所述黑色达克罗涂液包括如下组分(按重量份计数)：50份环氧树脂；20份活性炭；60份锌粉；0.1份十六醇聚氧乙烯醚；3份正丁醇溶剂；2份铬酸溶液；100份二甲苯溶剂。
对比例1
与实施例1区别仅在于该对比例自锁定位销由合金钢制成，所述的合金钢由以下质量百分数的化学成分组成：C：0.3％，Si：0.65％，Cr：1.60％，Ni：0.22％、Mo：0.25％，B：0.25％，Ti：0.25％，S≤0.030％，P≤0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素的总量<0.05％。
对比例2
与实施例1区别仅在于该对比例未进行中频加热。
对比例3
与实施例1区别仅在于该对比例采用的是热锻成型。
对比例4
与实施例1区别仅在于该对比例仅为热处理，并未采用黑色达克罗涂液中浸涂或喷涂。
对实施例1-3及对比例1-4中加工得到的自锁定位销进行抗拉强度σb、拉伸强度σs、硬度HRC、材料利用率的检测，检测结果如表1所示：
表1：实施例1-3及对比例1-3中加工得到的自锁定位销的性能测试结果
本发明自锁定位销的合金钢配伍合理，先对特定配比的合金钢做中频加热，然后进行退火处理、磷皂化处理，接着采用冷锻成型，紧接着就对冷锻后的半成品进行包括淬火处理和回火处理的热处理，并配合特定的黑色达克罗处理，进一步提高自锁定位销的硬度、强度等机械性能，同时保证自锁定位销的精密度，并大大提高了生产效率，材料的利用率高达95％以上。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种自锁定位销，其特征在于，所述自锁定位销由高强度的合金钢制成，所述的合金钢由以下质量百分数的化学成分组成：C：0.25％-0.35％，Si：0.55-0.85％，Cr：1.50-1.80％，Ni：0.15-0.25％、Mo：0.20％-0.30％，V：0.05-0.08％，B：0.20-0.30％，Ti：0.20-0.30％，N：0.005-0.010％，Ce：0.005-0.008％，S≤0.030％，P≤0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素的总量<0.05％。
2.一种如权利要求1所述的自锁定位销的加工工艺，其特征在于，所述的加工工艺包括如下步骤：
S1、浇铸：按权利要求1配置自锁定位销原料，依次进行转炉冶炼、LF+RH精炼、浇铸、热轧、空冷得合金钢坯；
S2、前处理：将自锁定位销的合金钢先中频加热，然后依次进行退火处理、磷皂化处理；
S3、成型：将经前处理的自锁定位销的合金钢冷锻成型得自锁定位销半成品；
S4、热处理：将自锁定位销半成品先进行热处理，然后在黑色达克罗涂液中浸涂或喷涂，经110-120℃烘烤5-10min，固化得自锁定位销成品。
3.根据权利要求2所述的自锁定位销的加工工艺，其特征在于，步骤S1中冶炼的开始出钢温度为1660-1750℃，LF+RH精炼的最终温度≥1580℃，浇铸的开浇温度为1580℃，热轧的终轧温度≥980℃。
4.根据权利要求2所述的自锁定位销的加工工艺，其特征在于，步骤S2中所述的中频加热的温度为800-820℃，频率为15-25s。
5.根据权利要求2所述的自锁定位销的加工工艺，其特征在于，步骤S2中所述退火处理的温度为740-760℃，保温2-4h，随炉冷却至330℃以下出炉。
6.根据权利要求2所述的自锁定位销的加工工艺，其特征在于，步骤S2中所述磷皂化处理为50-60℃下酸洗2-5min，清水洗2-3min，65-75℃下磷化8-15min，清水洗2-3min，50-65℃下皂化5-15min。
7.根据权利要求2所述的自锁定位销的加工工艺，其特征在于，步骤S3中冷锻成型的压力为350-380T，合模时间为5-10s。
8.根据权利要求2所述的自锁定位销的加工工艺，其特征在于，步骤S4中所述的热处理包括淬火处理和回火处理。
9.根据权利要求8所述的自锁定位销的加工工艺，其特征在于，所述淬火处理的温度为850-880℃，保温时间为2-3h，油淬，回火处理的温度为480-520℃，保温时间为1-3h，空冷。
10.根据权利要求2所述的自锁定位销的加工工艺，其特征在于，步骤S4中黑色达克罗处理固化后还包括封闭处理，封闭处理在硅酸盐水性涂料中进行，封闭处理的温度为320-330℃，时间为2-3min。
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