CN112935173A - 一种轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺 - Google Patents

一种轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，包括下述步骤：(1)根据预设置的重量与尺寸对原料进行锯切下料，以制得胚料；(2)将坯料按照预设置的温度进行加热并保温；(3)对加热后的坯料进行镦粗并采用胎模进行胎模锻制坯，以制得锻坯；(4)将锻坯按照预设值的温度进行回炉加热并保温，出炉后采用立式辗环模具对锻坯进行模具环轧成形，以制得轴承套锻件；(5)对轴承套锻件进行正火热处理。本申请公开的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，经工艺流程策划、下料、胎模锻制坯、模具环轧、正火处理、机加工、终检等工序，大大降低了原材料消耗，提高了制作效率，降低了生产成本。

Description

一种轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺
技术领域
本发明属于轴承套锻件成形技术领域，具体涉及一种轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺。
背景技术
现有的轴承套锻件制造方法，一般采用矩形环轧的方式。但是矩形环轧方式具有材料消耗大、成本高、效率低等缺点，主要体现在以下几个方面：
1、轴承套成品为带台阶的高筒形产品，现有的矩形环轧的轴承套锻件原材料消耗很大；
2、矩形环轧的轴承套锻件，后续热处理时所需的能量消耗以及加工过程中的工时、刀具消耗也会同步增加，从而导致生产成本明显增高。
因此，目前需要研发出一种新型轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，对现有的轴承台锻件制造工艺进行优化，以避免上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，以至少解决或缓解现有技术中的一个或多个技术问题，或至少提供一种有益的选择。本发明提供的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，经工艺流程策划、下料、胎模锻制坯、模具环轧成形、正火处理、粗加工、超声波检测、精加工、终检等工序，能够降低原材料消耗及生产成本，提高制作效率。
为达到上述目的，本发明实施例提供了一种轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，其中，所述工艺包括下述步骤：
(1)根据预设置的重量与尺寸对原料进行锯切下料，以制得胚料；
(2)将所述坯料按照预设置的温度进行加热并保温；
(3)对加热后的所述坯料进行镦粗并采用胎模进行胎模锻制坯，以制得锻坯；
(4)将所述锻坯按照预设值的温度进行回炉加热并保温，出炉后采用立式辗环模具对所述锻坯进行模具环轧成形，以制得轴承套锻件；
(5)对所述轴承套锻件进行正火热处理。
在轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺的一种优选的实施方式中，步骤(1)中所述原料采用低合金高强度钢，所述低合金高强度钢的化学组分及重量百分比要求为：C：0.13～0.18％；Si：0.17～0.37％；Mn：1.30～1.60％；P≤0.015％；S≤0.010％；Cr：≤0.30％；Mo：≤0.01％；Cu≤0.20％；Ni≤0.30％；N≤0.012％。
进一步地，所述低合金高强度钢采用Q355B低合金高强度钢。
在轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺的一种优选的实施方式中，步骤(2)中所述加热的温度为1230±20℃，且基于所述坯料的尺寸确定保温时间，所述保温时间为2.0mm/min～3.0mm/min；
步骤(4)中所述加热的温度为1230℃±30℃，保温时间为步骤(2)中保温时间的1/3～1/2。
在轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺的一种优选的实施方式中，步骤(3)中所述胎模的截面呈台阶形，所述胎模整体呈圆环形，所述胎模为一体式成型，且所述胎模的内腔尺寸与预设置的轴承套锻件的尺寸相匹配。
在轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺的一种优选的实施方式中，步骤(3)中所述胎模锻制坯包括多个程序，所述多个程序为：
程序一：将所述胎模预热至300℃左右；
程序二：将加热后的所述料坯出炉进行镦粗，以使镦粗后的所述坯料的尺寸符合入模要求；
程序三：将镦粗后的所述坯料放入所述胎模内，进行二次镦粗，待上模面打平后，采用预设置的冲头进行冲孔。
在轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺的一种优选的实施方式中，步骤(4)中所述立式辗环模具由依次设置的锥形模圈、第一环状隔板、第二环状隔板及环状底板构成，所述立式辗环模具能够装配在立式辗环机上，由立式辗环机的上轴、底轴及所述立式辗环模具围成的空间尺寸与预设置的所述轴承套锻件的尺寸相匹配。
进一步地，所述锥形模圈、所述第一环状隔板、所述第二环状隔板及所述环状底板均单独成型，成型后固定连接组装，所述固定连接可以采用铆接、焊接或螺栓连接中的一种或多种。
在轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺的一种优选的实施方式中，步骤(4)中所述模具环轧成形包括多个程序，所述多个程序为：
程序一：在立式辗环机上装配所述立式辗环模具，并将所述立式辗环模具预热至300℃左右；
程序二：将回炉加热后的所述锻坯出炉，放置在所述立式辗环机上；
程序三：采用所述立式辗环模具将所述锻坯环轧成形。
在轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺的一种优选的实施方式中，步骤(5)中所述正火热处理包括多个程序，所述多个程序为：
程序一：将模具环轧成形后的所述轴承套锻件装入热处理炉内；
程序二：以≤150℃/h的速度，将所述轴承套锻件加热至900℃～930℃，且基于所述轴承套锻件的壁厚确定保温时间并进行保温，所述保温时间为30mm/h～50mm/h；
程序三：将保温后的所述轴承套锻件出炉，进行风冷，待表面温度降至300℃左右时，进行空冷至室温。
在轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺的一种优选的实施方式中，所述工艺还包括下述步骤：
(7)对正火热处理后的所述轴承套锻件进行粗加工，粗加工后的所述轴承套锻件的表面粗糙度不大于Ra12.5μm；
(8)对粗加工后的所述轴承套锻件进行超声波检测；
(9)对超声波检测合格的所述轴承套锻件进行精加工；
(10)对精加工后的所述轴承套锻件进行检验和检测，以确保满足技术要求。
在轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺的一种优选的实施方式中，步骤(2)中所述加热并保温采用加热炉；和/或步骤(5)中所述正火热处理采用热处理炉。
由于采用了上述技术方案，本申请所取得的有益效果为：
1、本发明实施例示例的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，采用胎模锻制坯及立式辗环模具环轧成形制作轴承套锻件，能够使轴承套仿形轧制出形，大幅度地降低了整体原材料的消耗。
2、本发明实施例示例的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，在降低原材料消耗的同时，其制坯所需的油压机、装出料机和辗环机的径轴向轧制力也同步降低，从而大大降低了生产成本。
3、本发明实施例示例的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，通过模具环轧成形工艺制作的轴承套锻件截面较小、重量较轻，在后续热处理时能耗较低，加工时刀具和工时的消耗也同步降低。
4、本发明实施例示例的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，通过模具环轧成形工艺制作的轴承套锻件，其内部锻造纤维为仿形轧制纤维流向，能够有效地提高了轴承套的力学性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1用以说明本发明一实施例中的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺的一种流程示意图；
图2用以说明本发明一实施例中的胎模的一种结构示意图；
图3用以说明本发明一实施例中的胎模截面的一种结构示意图；
图4用以说明本发明一实施例中的立式辗环模具的一种结构示意图；
图5用以说明本发明一实施例中的轴承套锻件的一种结构示意图。
附图标记：
1-锥形模圈；2-第一环状隔板；3-第二环状隔板；4-环状底板；
80-立式辗环机上轴；90-立式辗环机底轴；100-轴承套锻件。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
首先，对本发明所揭示的技术方案的技术构思进行说明。现有的轴承套锻件制造方法，一般采用矩形环轧的方式，但是矩形环轧方式具有材料消耗大、成本高、效率低等缺点。
考虑到现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种新型的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺。下面结合说明书附图，对本发明进行说明。
具体采取的方案是：
一种轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，如图1所示，所述工艺包括下述步骤：
(1)根据预设置的重量与尺寸对原料进行锯切下料，以制得胚料；
(2)将坯料按照预设置的温度进行加热并保温；
(3)对加热后的坯料进行镦粗并采用胎模进行胎模锻制坯，以制得锻坯；
(4)将锻坯按照预设值的温度进行回炉加热并保温，出炉后采用立式辗环模具对锻坯进行模具环轧成形，以制得轴承套锻件；
(5)对轴承套锻件进行正火热处理。
在本实施例中，步骤(1)中原料采用低合金高强度钢，低合金高强度钢的化学组分及重量百分比要求为：C：0.13～0.18％；Si：0.17～0.37％；Mn：1.30～1.60％；P≤0.015％；S≤0.010％；Cr：≤0.30％；Mo：≤0.01％；Cu≤0.20％；Ni≤0.30％；N≤0.012％。
进一步地，低合金高强度钢采用Q355B低合金高强度钢。
在本实施例中，步骤(2)中加热的温度为1230±20℃，且基于坯料的尺寸确定保温时间，保温时间为2.0mm/min～3.0mm/min；
步骤(4)中加热的温度为1230℃±30℃，保温时间为步骤(2)中保温时间的1/3～1/2。
在本实施例中，如图2与图3所示，步骤(3)中胎模的截面呈台阶形，胎模整体呈圆环形，胎模为一体式成型，且胎模的内腔尺寸与预设置的轴承套锻件的尺寸相匹配。
在本实施例中，步骤(3)中胎模锻制坯包括多个程序，所述多个程序为：
程序一：将胎模预热至300℃左右；
程序二：将加热后的料坯出炉进行镦粗，以使镦粗后的坯料的尺寸符合入模要求；
程序三：将镦粗后的坯料放入胎模内，进行二次镦粗，待上模面打平后，采用预设置的冲头进行冲孔。
在本实施例中，如图4所示，步骤(4)中立式辗环模具，由依次设置的锥形模圈1、第一环状隔板2、第二环状隔板4及环状底板4构成，立式辗环模具能够装配在立式辗环机上，由立式辗环机的上轴80、底轴90及立式辗环模具围成的空间尺寸与预设置的轴承套锻件100的尺寸相匹配。
进一步地，锥形模圈1、第一环状隔板2、第二环状隔板3及环状底板4均单独成型，成型后固定连接组装，固定连接可以采用铆接、焊接或螺栓连接中的一种或多种。
在本实施例中，步骤(4)中模具环轧成形包括多个程序，所述多个程序为：
程序一：在立式辗环机上装配立式辗环模具，并将立式辗环模具预热至300℃左右；
程序二：将回炉加热后的锻坯出炉，放置在立式辗环机上；
程序三：采用立式辗环模具将锻坯环轧成形。
在本实施例中，步骤(5)中正火热处理包括多个程序，所述多个程序为：
程序一：将模具环轧成形后的轴承套锻件装入热处理炉内；
程序二：以≤150℃/h的速度，将轴承套锻件加热至900℃～930℃，且基于轴承套锻件的壁厚确定保温时间并进行保温，保温时间为30mm/h～50mm/h；
程序三：将保温后的轴承套锻件出炉，进行风冷，待表面温度降至300℃左右时，进行空冷至室温。
在本实施例中，轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺还包括下述步骤：
(7)对正火热处理后的轴承套锻件进行粗加工，粗加工后的轴承套锻件的表面粗糙度不大于Ra12.5μm；
(8)对粗加工后的轴承套锻件进行超声波检测；
(9)对超声波检测合格的轴承套锻件进行精加工；
(10)对精加工后的轴承套锻件，如图5所示，进行检验和检测，以确保满足技术要求。
在本实施例中，步骤(2)中加热并保温采用加热炉。
在本实施例中，步骤(5)中正火热处理采用热处理炉。
为了便于对本发明实施例的理解，下面对本发明实施例示例的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺做进一步的描述：
轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺包括工艺流程策划、下料、胎模锻制坯、模具环轧、正火处理、机加工、终检等制作步骤。
本实施例示例的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，采用胎模锻制坯和模具环轧成形，能够使轴承套锻件内部的锻造纤维获得良好的仿形纤维流向，从而有效地提高了轴承套的力学性能；同时，降低了原材料消耗及生产成本，提高了制作效率。
轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，包括以下步骤：
(1)根据轴承套锻件的技术要求进行工艺流程的策划，确定轴承套锻件的工艺流程为：工艺流程策划→原材料复验→下料→胎模锻制坯→模具环轧成形→正火→机加工→终检。
(2)原材料复验：检验各项化学成分，选取满足技术要求的Q355B材料进行产品的制作。
(3)依据核算好的重量和原材料规格进行锯切下料。
(4)胎模锻制坯：将锯切的坯料放入加热炉中进行加热和保温，出炉后对坯料实施镦粗、入模成形。
(5)模具环轧成形：将回炉加热好的入模成形后的锻坯，通过模具环轧成形，控制初始转速和进给量，保证锻坯顺利转动，并逐步实现稳态进给，环轧成形。
(5)正火热处理：将环轧成形后尺寸满足工艺要求的锻件放入热处理炉内，以≤120℃/h的速度加热至900℃～930℃，按照35mm/h～50mm/h实施保温，保温结束后出炉风冷至300℃，然后空冷至室温。
(7)机加工：依据精车图纸规定的尺寸和形状，对轴承套锻件实施精车。
(8)终检：依据技术规范和成品图纸，对精车后的齿轮实施最终检测，以确保轴承套锻件各部尺寸、形状、表面质量满足技术要求。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

Claims (10)

1.一种轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，其特征在于，所述工艺包括下述步骤：
(1)根据预设置的重量与尺寸对原料进行锯切下料，以制得胚料；
(2)将所述坯料按照预设置的温度进行加热并保温；
(3)对加热后的所述坯料进行镦粗并采用胎模进行胎模锻制坯，以制得锻坯；
(4)将所述锻坯按照预设值的温度进行回炉加热并保温，出炉后采用立式辗环模具对所述锻坯进行模具环轧成形，以制得轴承套锻件；
(5)对所述轴承套锻件进行正火热处理。
2.根据权利要求1所述的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，其特征在于：
步骤(1)中所述原料采用低合金高强度钢，所述低合金高强度钢的化学组分及重量百分比要求为：C：0.13～0.18％；Si：0.17～0.37％；Mn：1.30～1.60％；P≤0.015％；S≤0.010％；Cr：≤0.30％；Mo：≤0.01％；Cu≤0.20％；Ni≤0.30％；N≤0.012％。
3.根据权利要求1所述的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，其特征在于：
步骤(2)中所述加热的温度为1230±20℃，且基于所述坯料的尺寸确定保温时间，所述保温时间为2.0mm/min～3.0mm/min；
步骤(4)中所述加热的温度为1230℃±30℃，保温时间为步骤(2)中保温时间的1/3～1/2。
4.根据权利要求1所述的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，其特征在于：
步骤(3)中所述胎模的截面呈台阶形，所述胎模整体呈圆环形，所述胎模为一体式成型，且所述胎模的内腔尺寸与预设置的所述轴承套锻件的尺寸相匹配。
5.根据权利要求1所述的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，其特征在于：
步骤(3)中所述胎模锻制坯包括多个程序，所述多个程序为：
程序一：将所述胎模预热至300℃左右；
程序二：将加热后的所述料坯出炉进行镦粗，以使镦粗后的所述坯料的尺寸符合入模要求；
程序三：将镦粗后的所述坯料放入所述胎模内，进行二次镦粗，待上模面打平后，采用预设置的冲头进行冲孔。
6.根据权利要求1所述的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，其特征在于：
步骤(4)中所述立式辗环模具由依次设置的锥形模圈、第一环状隔板、第二环状隔板及环状底板构成，所述立式辗环模具能够装配在立式辗环机上，由立式辗环机的上轴、底轴及所述立式辗环模具围成的空间尺寸与预设置的所述轴承套锻件的尺寸相匹配。
7.根据权利要求5所述的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，其特征在于：
所述锥形模圈、所述第一环状隔板、所述第二环状隔板及所述环状底板均单独成型，成型后固定连接组装，所述固定连接可以采用铆接、焊接或螺栓连接中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，其特征在于：
步骤(4)中所述模具环轧成形包括多个程序，所述多个程序为：
程序一：在立式辗环机上装配所述立式辗环模具，并将所述立式辗环模具预热至300℃左右；
程序二：将回炉加热后的所述锻坯出炉，放置在所述立式辗环机上；
程序三：采用所述立式辗环模具将所述锻坯环轧成形。
9.根据权利要求1所述的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，其特征在于：
步骤(5)中所述正火热处理包括多个程序，所述多个程序为：
程序一：将模具环轧成形后的所述轴承套锻件装入热处理炉内；
程序二：以≤150℃/h的速度，将所述轴承套锻件加热至900℃～930℃，且基于所述轴承套锻件的壁厚确定保温时间并进行保温，所述保温时间为30mm/h～50mm/h；
程序三：将保温后的所述轴承套锻件出炉，进行风冷，待表面温度降至300℃左右时，进行空冷至室温。
10.根据权利要求1所述的轴承套锻件胎模锻制坯及模具环轧成形工艺，其特征在于，所述工艺还包括下述步骤：
(7)对正火热处理后的所述轴承套锻件进行粗加工，粗加工后的所述轴承套锻件的表面粗糙度不大于Ra12.5μm；
(8)对粗加工后的所述轴承套锻件进行超声波检测；
(9)对超声波检测合格的所述轴承套锻件进行精加工；
(10)对精加工后的所述轴承套锻件进行检验和检测，以确保满足技术要求。
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