CN114433762A - 一种高精度锻件锻造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精度锻件锻造工艺，通过对胚件进行多次的加热和热校正，获得初次胚材，初次胚材采用冲床制坯，采用空气锤进行模锻，获得二次胚材，二次坯材进行再次加热，经过退火和淬火处理，然后进行超声波探伤检验，最后进行抛丸和冷校正，防锈处理后获得最终成品锻件。该高精度锻件锻造工艺，通过对胚件进行多次的加热和热校正，使得制得的锻件内在组织均匀，具有良好的连续性和致密性，不易开裂，使用寿命长，可以满足汽车零件的加工锻造的要求，且通过模锻金属的变形在模膛内进行，能较快获得所需形状；能锻造形状复杂的锻件，提高零件的使用寿命；锻件的尺寸较精确，表面质量较好。

Description

一种高精度锻件锻造工艺
技术领域
本发明涉及锻件锻造技术领域，具体为一种高精度锻件锻造工艺。
背景技术
锻造在中国有着悠久的历史，它是以手工作坊的生产方式延续下来的。大概是在20世纪初。它才逐渐以机械工业化的生产方式出现在铁路、兵工、造船等行业中，锻造是金属塑性加工的重要方法之一，锻造的主要目的是:成形和改性(机械性能和内部组织的改善)。其中后者是其他工艺方法难以实现的,另外锻造生产还具有节约金属、生产效率高、灵活性大等优点。
在汽车制造过程中，广泛地采用锻造的加工方法。随着科技的进步，对工件精度要求的不断提高，具有高效率、低成本、低能耗、高质量等优点的精密锻造技术得到越来越广泛的应用。
但现有的汽车零件的表面质量要求极高，需要的锻件表面无杂物，凸起，极少氧化皮，无碰伤，各圆角必须充足，而常规的锻造工艺无法达到这样的加工要求，因此需要一种高精度锻件的锻造工艺，来满足汽车零件的加工锻造。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高精度锻件锻造工艺，具备满足汽车零件的加工锻造的优点，解决了表面质量较好，加工余量较小的问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高精度锻件锻造工艺，包括以下步骤：
S1：第一次加热：加热为将要锻造的钢锭在700-800摄氏度以下加热5.5个小时，升高温度在700-800摄氏度下加热10.5个小时，在6.5个小时内将温度升至1220-1240摄氏度，再在1220-1240摄氏度下加热2.5个小时，获得初次胚材。
S2：将S1获得的初次胚材采用冲床制坯，采用空气锤进行模锻，此时利用钢锭余热采用冲床进行第一次切边获得胚材，获得的坯材进行再次加热，加热至1090-1110摄氏度，然后对钢锭镦粗，旋转压平，随后进行第二次切边，采用冲床切边后对胚材的表面进行清理和抛丸，采用抛丸机进行抛丸处理，并通过砂轮机进行表面清理，获得二次胚材。
S3：对S2获得的二次坯材进行再次加热，加热至1060-1090摄氏度，进行热校正后制坯模膛内制坯，将毛坯形状锻造成基本符合锻件形状，锻造所需要的规格后，进行退火处理，退火温度为800-900摄氏度，然后进行缓慢冷却，最后进行淬火处理，淬火温度为1050-1100摄氏度。
S4：对S3中制得的锻件进行超声波探伤检验，利用超声能透入锻件的深处，当超声波束自零件表面由探头通至锻件内部，遇到缺陷与锻件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
S5：对超声探伤检测合格的锻件进行抛丸和冷校正，采用抛丸机进行抛丸处理，冷较正采用摩压机。
S6：采用洛氏硬度检测方法检验锻件的硬度。
S7：洛氏硬度合格的锻件进行防锈处理，将锻件放入防锈液中浸泡一段时间后捞出，完成得到成品。
优选的，所述S3中退火后的冷却环境为风冷，淬火后采用的冷却方式为油冷。
优选的，所述S2和S5中丸粒直径为0.8cm，控制喷丸时间30分钟，保证锻件无毛刺，表面光亮。
优选的，所述S7中的防锈液具体为气相水基防锈液。
优选的，所述S6中的洛氏硬度检测方法具体为将金刚石圆锥压头分两个步骤压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，测量在初试验力下的残余压痕深度h，根据h值及常数N和S计算洛氏硬度，对照GB1818，得出锻件的洛氏硬度。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种高精度锻件锻造工艺，具备以下有益效果：
1、该高精度锻件锻造工艺，通过对胚件进行多次的加热和热校正，使得制得的锻件内在组织均匀，具有良好的连续性和致密性，不易开裂，使用寿命长，可以满足汽车零件的加工锻造的要求。
2、该高精度锻件锻造工艺，通过模锻金属的变形在模膛内进行，能较快获得所需形状；能锻造形状复杂的锻件，并可使金属流线分布更为合理，提高零件的使用寿命；锻件的尺寸较精确，表面质量较好，加工余量较小；节省金属材料，减少切削加工工作量；在批量足够的条件下，能降低零件成本。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种高精度锻件锻造工艺，包括以下步骤：
S1：第一次加热：加热为将要锻造的钢锭在700摄氏度以下加热5.5个小时，升高温度在800摄氏度下加热10.5个小时，在6.5个小时内将温度升至1240摄氏度，再在1240摄氏度下加热2.5个小时，获得初次胚材。
S2：将S1获得的初次胚材采用冲床制坯，采用空气锤进行模锻，此时利用钢锭余热采用冲床进行第一次切边获得胚材，获得的坯材进行再次加热，加热至1110摄氏度，然后对钢锭镦粗，旋转压平，随后进行第二次切边，采用冲床切边后对胚材的表面进行清理和抛丸，采用抛丸机进行抛丸处理，并通过砂轮机进行表面清理，获得二次胚材，S2中丸粒直径为0.8cm，控制喷丸时间30分钟，保证锻件无毛刺，表面光亮。
S3：对S2获得的二次坯材进行再次加热，加热至1090摄氏度，进行热校正后制坯模膛内制坯，将毛坯形状锻造成基本符合锻件形状，锻造所需要的规格后，进行退火处理，退火温度为900摄氏度，然后进行缓慢冷却，最后进行淬火处理，淬火温度为1100摄氏度，S3中退火后的冷却环境为风冷，淬火后采用的冷却方式为油冷。
S4：对S3中制得的锻件进行超声波探伤检验，利用超声能透入锻件的深处，当超声波束自零件表面由探头通至锻件内部，遇到缺陷与锻件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
S5：对超声探伤检测合格的锻件进行抛丸和冷校正，采用抛丸机进行抛丸处理，冷较正采用摩压机，S5中丸粒直径为0.8cm，控制喷丸时间30分钟，保证锻件无毛刺，表面光亮。
S6：采用洛氏硬度检测方法检验锻件的硬度，S6中的洛氏硬度检测方法具体为将金刚石圆锥压头分两个步骤压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，测量在初试验力下的残余压痕深度h，根据h值及常数N和S计算洛氏硬度，对照GB1818，得出锻件的洛氏硬度。
S7：洛氏硬度合格的锻件进行防锈处理，将锻件放入防锈液中浸泡一段时间后捞出，完成得到成品，S7中的防锈液具体为气相水基防锈液。
对比例一：
一种高精度锻件锻造工艺，包括以下步骤：
S1：第一次加热：加热为将要锻造的钢锭在1240摄氏度下加热20个小时，获得初次胚材。
S2：将S1获得的初次胚材采用冲床制坯，采用空气锤进行模锻，此时利用钢锭余热采用冲床进行第一次切边获得胚材，获得的坯材进行再次加热，加热至1110摄氏度，然后对钢锭镦粗，旋转压平，随后进行第二次切边，采用冲床切边后对胚材的表面进行清理和抛丸，采用抛丸机进行抛丸处理，并通过砂轮机进行表面清理，获得二次胚材，S2中丸粒直径为0.8cm，控制喷丸时间30分钟，保证锻件无毛刺，表面光亮。
S3：对S2获得的二次坯材进行再次加热，加热至1090摄氏度，进行热校正后制坯模膛内制坯，将毛坯形状锻造成基本符合锻件形状，锻造所需要的规格后，进行退火处理，退火温度为900摄氏度，然后进行缓慢冷却，最后进行淬火处理，淬火温度为1100摄氏度，S3中退火后的冷却环境为风冷，淬火后采用的冷却方式为油冷。
S4：对S3中制得的锻件进行超声波探伤检验，利用超声能透入锻件的深处，当超声波束自零件表面由探头通至锻件内部，遇到缺陷与锻件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
S5：对超声探伤检测合格的锻件进行抛丸和冷校正，采用抛丸机进行抛丸处理，冷较正采用摩压机，S5中丸粒直径为0.8cm，控制喷丸时间30分钟，保证锻件无毛刺，表面光亮。
S6：采用洛氏硬度检测方法检验锻件的硬度，S6中的洛氏硬度检测方法具体为将金刚石圆锥压头分两个步骤压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，测量在初试验力下的残余压痕深度h，根据h值及常数N和S计算洛氏硬度，对照GB1818，得出锻件的洛氏硬度。
S7：洛氏硬度合格的锻件进行防锈处理，将锻件放入防锈液中浸泡一段时间后捞出，完成得到成品，S7中的防锈液具体为气相水基防锈液。
对比例二：
一种高精度锻件锻造工艺，包括以下步骤：
S1：第一次加热：加热为将要锻造的钢锭在700摄氏度以下加热5.5个小时，升高温度在800摄氏度下加热10.5个小时，在6.5个小时内将温度升至1240摄氏度，再在1240摄氏度下加热2.5个小时，获得初次胚材。
S2：将S1获得的初次胚材采用冲床制坯，采用空气锤进行模锻，此时利用钢锭余热采用冲床进行第一次切边获得胚材，获得的坯材进行再次加热，加热至1110摄氏度，然后对钢锭镦粗，旋转压平，随后进行第二次切边，采用冲床切边后对胚材的表面进行清理和抛丸，采用抛丸机进行抛丸处理，并通过砂轮机进行表面清理，获得二次胚材，S2中丸粒直径为0.8cm，控制喷丸时间30分钟，保证锻件无毛刺，表面光亮。
S3：对S2获得的二次坯材进行再次加热，加热至1090摄氏度，进行退火处理，退火温度为900摄氏度，然后进行缓慢冷却，最后进行淬火处理，淬火温度为1100摄氏度，S3中退火后的冷却环境为风冷，淬火后采用的冷却方式为油冷。
S4：对S3中制得的锻件进行超声波探伤检验，利用超声能透入锻件的深处，当超声波束自零件表面由探头通至锻件内部，遇到缺陷与锻件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
S5：对超声探伤检测合格的锻件进行抛丸和冷校正，采用抛丸机进行抛丸处理，冷较正采用摩压机，S5中丸粒直径为0.8cm，控制喷丸时间30分钟，保证锻件无毛刺，表面光亮。
S6：采用洛氏硬度检测方法检验锻件的硬度，S6中的洛氏硬度检测方法具体为将金刚石圆锥压头分两个步骤压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，测量在初试验力下的残余压痕深度h，根据h值及常数N和S计算洛氏硬度，对照GB1818，得出锻件的洛氏硬度。
S7：洛氏硬度合格的锻件进行防锈处理，将锻件放入防锈液中浸泡一段时间后捞出，完成得到成品，S7中的防锈液具体为气相水基防锈液。
对于形状复杂的锻件，为了使毛坯形状基本符合锻件形状，以便使金属能合理分布和很好地充满模膛，就必须预先在制坯模膛内制坯，预锻模膛的作用是使毛坯变形到接近于锻件的形状和尺寸，这样在进行终锻时，金属容易填满模膛而获得锻件所需要的尺寸，对于形状简单的锻件或批量不大时可不设预锻模膛，预锻模膛的圆角和斜度要比终锻模膛大得多，而且没有飞边槽终锻模膛：终锻模膛的作用是使毛坯最后变形到锻件所要求的形状和尺寸，因此，它的形状应和锻件的形状相同；但因锻件冷却时要收缩，故终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放大一个收缩量，钢锻件收缩量取1.5%。另外，沿模膛四周有飞边槽，用以增加金属从模膛中流出的阻力，促使金属充满模膛，同时容纳多余的金属。
分布对实施例一，对比例一和对比例二中最终获得的锻件表面硬度进行测试，将金刚石圆锥压头分两个步骤压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，测量在初试验力下的残余压痕深度h，根据h值及常数N和S计算洛氏硬度，对照GB1818，金属表面洛氏硬度试验方法计算后得：实施例一中锻件的表面洛氏硬度为95.3HRC，对比例一中锻件的表面洛氏硬度为75HRC，对比例二中锻件的表面洛氏硬度为81.1HRC。
综上所述：通过对胚件进行多次的加热和热校正，和对获得的初次胚材采用冲床制坯，采用空气锤进行模锻，军科院增加锻件的表面硬度，军科院达到上述的有益效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种高精度锻件锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：第一次加热：加热为将要锻造的钢锭在700-800摄氏度以下加热5.5个小时，升高温度在700-800摄氏度下加热10.5个小时，在6.5个小时内将温度升至1220-1240摄氏度，再在1220-1240摄氏度下加热2.5个小时，获得初次胚材；
S2：将S1获得的初次胚材采用冲床制坯，采用空气锤进行模锻，此时利用钢锭余热采用冲床进行第一次切边获得胚材，获得的坯材进行再次加热，加热至1090-1110摄氏度，然后对钢锭镦粗，旋转压平，随后进行第二次切边，采用冲床切边后对胚材的表面进行清理和抛丸，采用抛丸机进行抛丸处理，并通过砂轮机进行表面清理，获得二次胚材；
S3：对S2获得的二次坯材进行再次加热，加热至1060-1090摄氏度，进行热校正后制坯模膛内制坯，将毛坯形状锻造成基本符合锻件形状，锻造所需要的规格后，进行退火处理，退火温度为800-900摄氏度，然后进行缓慢冷却，最后进行淬火处理，淬火温度为1050-1100摄氏度；
S4：对S3中制得的锻件进行超声波探伤检验，利用超声能透入锻件的深处，当超声波束自零件表面由探头通至锻件内部，遇到缺陷与锻件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小；
S5：对超声探伤检测合格的锻件进行抛丸和冷校正，采用抛丸机进行抛丸处理，冷较正采用摩压机；
S6：采用洛氏硬度检测方法检验锻件的硬度；
S7：洛氏硬度合格的锻件进行防锈处理，将锻件放入防锈液中浸泡一段时间后捞出，完成得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种高精度锻件锻造工艺，其特征在于：所述S3中退火后的冷却环境为风冷，淬火后采用的冷却方式为油冷。
3.根据权利要求1所述的一种高精度锻件锻造工艺，其特征在于：所述S2和S5中丸粒直径为0.8cm，控制喷丸时间30分钟，保证锻件无毛刺，表面光亮。
4.根据权利要求1所述的一种高精度锻件锻造工艺，其特征在于：所述S7中的防锈液具体为气相水基防锈液。
5.根据权利要求1所述的一种高精度锻件锻造工艺，其特征在于：所述S6中的洛氏硬度检测方法具体为将金刚石圆锥压头分两个步骤压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，测量在初试验力下的残余压痕深度h，根据h值及常数N和S计算洛氏硬度，对照GB1818，得出锻件的洛氏硬度。
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