專利名稱：星形套分流閉塞成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙球面類零件分流閉塞成形方法，特別涉及星形套分流閉塞成形方法。
背景技術(shù)：
星形套是由兩個(gè)不在同一球心的兩段圓弧組成，由于其形狀的特殊性決定了其工藝的復(fù)雜性，目前生產(chǎn)這類產(chǎn)品的方法是采用溫鍛或熱鍛工藝。其優(yōu)點(diǎn)是工藝流程較短。缺點(diǎn)是尺寸精度差、尺寸不穩(wěn)定、表面質(zhì)量差、內(nèi)部組織差、后續(xù)的磨削和機(jī)加工余量大、刀具損耗大、流程長(zhǎng)，很明顯缺點(diǎn)是大于優(yōu)點(diǎn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述缺陷，提供一種要產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量穩(wěn)定、模具使用壽命長(zhǎng)， 同時(shí)加工成本低、加工效率高、后續(xù)切削加工量少，能滿足批量生產(chǎn)要求的雙球面類零件 (星形套)分流閉塞成形方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是星形套分流閉塞成形方法，它的工藝流程依次包括鋸料，球化退火，制坯，拋丸、磷皂化處理，冷鐓粗?jǐn)D壓，球化退火，拋丸、磷皂化處理，反擠，沖孔，不完全退火，拋丸、磷皂化處理和分流閉塞成形，最終得到滿足組織性能、尺寸精度要求的產(chǎn)品。作為本發(fā)明所述星形套分流閉塞成形方法的一種優(yōu)選方案，所述鋸料指下料直徑和長(zhǎng)度根據(jù)產(chǎn)品尺寸、模具尺寸、設(shè)備而定，下料重量控制在成品重量的1. 15 1.2倍，下料直徑不能大于成品直徑。作為本發(fā)明所述星形套分流閉塞成形方法的一種優(yōu)選方案，所述球化退火，是指根據(jù)材料性能和下道工序變形量對(duì)鋼材進(jìn)行軟化處理，滿足冷擠壓特性的普通球化處理， 球化退火過程包括(1)、加熱工件以50°C 100°C /小時(shí)的加熱速度加熱至750°C 士 10°C ；(2)、保溫到達(dá)溫度后保溫四小時(shí)，其狀態(tài)分為兩個(gè)過程a 球化質(zhì)點(diǎn)形成b 球化體長(zhǎng)大(3)、冷卻a 球化體繼續(xù)長(zhǎng)大冷卻溫度在760 650°C時(shí)，工件以15 20°C /小時(shí)冷卻；b 工件冷卻冷卻溫度在650 500°C時(shí)，工件以20 /小時(shí)冷卻，彡500°C出爐。作為本發(fā)明所述星形套分流閉塞成形方法的一種優(yōu)選方案，所述鐓粗，是指將坯料放入模具內(nèi)鍛成與成品形狀較相似。作為本發(fā)明所述星形套分流閉塞成形方法的一種優(yōu)選方案，所述反擠，是指將鐓粗料放入反擠模具內(nèi)擠出成形用的分流鍛造孔，變形量達(dá)到25% 35%。
作為本發(fā)明所述星形套分流閉塞成形方法的一種優(yōu)選方案，所述沖孔，是指將反擠后底厚沖裁掉，使坯料形成完整的分流孔，保證成形前坯料的重量。作為本發(fā)明所述星形套分流閉塞成形方法的一種優(yōu)選方案，所述不完全退火必須嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時(shí)間，不完全退火過程包括(1)、加熱工件以50°C 100°C /小時(shí)的加熱速度加熱至830°C 士 10°C ;0)、保溫到達(dá)溫度后保溫75分鐘；(3)冷卻a 冷卻溫度在830°C 650°C時(shí)，工件以15 20°C /小時(shí)冷卻；b 工件冷卻冷卻溫度在650 500°C時(shí)，工件以20 /小時(shí)冷卻，彡500°C出爐。作為本發(fā)明所述星形套分流閉塞成形方法的一種優(yōu)選方案，所述分流閉塞成形， 是指成形模具分成上模和下模，在下模的下面有一個(gè)閉塞氣缸，當(dāng)壓力機(jī)滑塊下行至上模與下模接觸時(shí)，由閉塞氣缸提供閉塞力，使上、下模閉合，滑塊繼續(xù)下行，氣缸被壓縮，下沖頭推動(dòng)工件進(jìn)行擠壓，直至滑塊運(yùn)行至下死點(diǎn)完成擠壓，下模隨滑塊一起回程復(fù)位，頂桿上行頂出工件。作為本發(fā)明所述星形套分流閉塞成形方法的一種優(yōu)選方案，所述分流閉塞成形中，所述閉塞氣缸為高壓氮?dú)飧住１景l(fā)明的有益效果是通過鐓粗、反擠、沖孔、分流閉塞成形方法，使產(chǎn)品內(nèi)部金屬流線按其形狀連續(xù)分布，內(nèi)部組織致密，質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度高，后續(xù)加工余量小，有利于后續(xù)的外球車削，溝道銑削，內(nèi)孔拉花鍵、切槽的加工；同時(shí)采用上、下分模的技術(shù)，解決鍛件脫模提問題；閉塞氣缸為高壓氮?dú)飧?，不僅解決了分模面毛刺過大的問題，還降低了模架制造成本；最終成形采用了分流閉塞成形方法，提高了模具壽命，滿足了批量生產(chǎn)的要求。


圖1本發(fā)明工藝流程圖；圖2為星形套分流閉塞成形3是本發(fā)明實(shí)施例產(chǎn)品形狀變化過程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖中1.上沖頭；2.上模；3.工件；4.下模； 5.下沖頭；6.高壓氮?dú)飧祝?滑塊；8頂桿。以某轎車傳動(dòng)系統(tǒng)中的星形套為例，按圖1所述流程，其中1、鋸料，選擇直徑為Φ 38毫米的熱軋圓棒料，材料牌號(hào)為16MnCr5H，調(diào)整下料長(zhǎng)度控制在218 219毫米；2、所述球化退火，是指根據(jù)材料性能和下道工序變形量對(duì)鋼材進(jìn)行軟化處理，滿足冷擠壓特性的普通球化處理，球化退火過程包括(1)、加熱工件以50°C 100°C /小時(shí)的加熱速度加熱至750°C 士 10°C ；(2)、保溫到達(dá)溫度后保溫四小時(shí)，其狀態(tài)分為兩個(gè)過程a 球化質(zhì)點(diǎn)形成；
b 球化體長(zhǎng)大；(3)、冷卻a 球化體繼續(xù)長(zhǎng)大冷卻溫度在760 650°C時(shí)，工件以15 20°C /小時(shí)冷卻；b 工件冷卻冷卻溫度在650 500°C時(shí)，工件以20 /小時(shí)冷卻，彡500°C
出爐空冷。球化退火，是為了減少鐓粗工序的擠壓力和提高模具壽命，需對(duì)棒料進(jìn)行球化退火，且球化退火必須嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時(shí)間，以保證足夠的球化率。3、制坯，將外加車至Φ 36. 5，粗糙度為Ra6. 3，表面不允許有明顯車刀紋和接刀痕，兩端倒角，保證重量；所述制坯，是為了去除原材料表面氧化皮和表面微裂紋等缺陷，提
高表面質(zhì)量。4、拋丸、磷皂化工序。所述拋丸、磷皂化為常規(guī)拋丸和常規(guī)磷皂化，主要是為后續(xù)反擠工序提供潤(rùn)滑皮膜，是為了減少坯料與模具之間的摩擦力，有效地保護(hù)模具，提高模具壽命。所述拋丸、磷皂化為常規(guī)工序，主要是為后續(xù)反擠工序提供潤(rùn)滑皮膜。5、鐓粗，所述鐓粗也叫也叫冷鐓粗?jǐn)D壓，是指將坯料放入模具內(nèi)鍛成與成品形狀較相似的一道工序，其異形形狀對(duì)最后產(chǎn)品倒角處是否飽滿很重要。鐓粗工序中將Φ36.5 的坯料鐓成外徑Φ4 = 51. 6，溝道Φ5 = 36.8，球道Rl = 9. 9的異形坯料，變形量達(dá)到 30% 40%。6、球化退火，所述球化退火同步驟2中的球化退火，為了減少反擠工序的擠壓力和提高模具壽命，需對(duì)棒料進(jìn)行球化退火，且必須嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時(shí)間，以保證足夠的球化率。球化退火過程包括加熱至750°C，保溫四小時(shí)，彡500°C時(shí)出爐空冷。7、拋丸、磷皂化工序。所述拋丸、磷皂化為常規(guī)拋丸和常規(guī)磷皂化，與步驟4中的拋丸、磷皂化方法相同。8、反擠，是將鐓粗料放入反擠模具內(nèi)擠出成形用的分流鍛造孔，變形量達(dá)到 25% 35%。此孔對(duì)分流閉塞成形難易很重要。反擠工序?qū)㈢叴峙髁乡叧赏鈴溅? = 20， 溝道Φ6 = 37. 1，Φ7 = 51. 9，R2 = 9. 7的異形坯料，L5的深度根據(jù)沖孔后重量而定，變形量達(dá)到25% ；35%。9、所述沖孔，是指將反擠后底厚沖裁掉，使坯料有一個(gè)完整的分流孔。保證成形前坯料的重量。10、不完全退火，為了減少成形工序的擠壓力和提高模具壽命，需要進(jìn)行不完全退火，以保證達(dá)到客戶最終組織的要求，例如，<40%的球化率+珠光體+鐵素體。不完全退火必須嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時(shí)間，不完全退火工藝為(1)、加熱工件以50°C 100°C /小時(shí)的加熱速度加熱至830°C 士 10°C ;0)、保溫到達(dá)溫度后保溫75分鐘；(3)冷卻a 冷卻溫度在830°C 650°C時(shí)，工件以15 20°C /小時(shí)冷卻；b 工件冷卻冷卻溫度在650 500°C時(shí)，工件以20 /小時(shí)冷卻，彡500°C
出爐空冷。不完全退火對(duì)最終成形坯料進(jìn)行軟化處理，去除上道工序擠壓應(yīng)力，滿足了客戶最終組織要求。
11、拋丸、磷皂化工序。所述拋丸、磷皂化為常規(guī)拋丸和常規(guī)磷皂化，同前面第四道工序。12、分流閉塞成形，是指把經(jīng)過上述處理的坯料放入成形模具內(nèi)，通過分流閉塞成形的方法得到產(chǎn)品的一道最重要的工序。將成形模具分成上模2和下模4，在下模4的下面有一個(gè)閉塞氣缸，當(dāng)壓力機(jī)的滑塊下行至上模與下模接觸時(shí)，由閉塞氣缸提供閉塞力，使上、下模閉合，滑塊繼續(xù)下行，閉塞氣缸被壓縮，下沖頭5推動(dòng)工件3進(jìn)行擠壓，直至滑塊運(yùn)行至下死點(diǎn)完成擠壓，下模4隨滑塊一起回程復(fù)位，頂桿上行頂出工件，所述閉塞氣缸為高壓氮?dú)飧?。在本實(shí)施例中，將處理好坯料稱重后放下模，根據(jù)重量調(diào)整封閉高度，分流鍛造成 Φ8 = 59，Φ9 = 43. 3，B = 37. 4，L6 = 30. 2，L7 = 19. 9，L8 = 4. 5，R2 = 9. 5 的鍛件。成形前一定要對(duì)坯料進(jìn)行稱重分選，不同的重量調(diào)整適當(dāng)?shù)姆忾]高度，使鍛件充滿程度一致。通過分流閉塞成形方法可解決此類鍛件幾何尺寸形狀復(fù)雜，尺寸精度、表面質(zhì)量、 材料填充過程復(fù)雜、材料流動(dòng)性差，成形壓力大等問題。上述實(shí)施例采用分流閉塞成形方法來得到星形套復(fù)雜的外表面，達(dá)到如下有益的效果1.毛坯重量比溫鍛和熱鍛毛坯重量減少5% 8%左右；2.后續(xù)加工余量小，球道和外球加工余量只有0. 12 0. 25/單邊，可節(jié)省后續(xù)機(jī)加工時(shí)間35%左右；3.其生產(chǎn)過程中共采用三道純冷鍛工藝，尺寸精度高，質(zhì)量穩(wěn)定；4.內(nèi)部組織性能良好，最終組織為<40%球化率+珠光體+鐵素體，便于后續(xù)機(jī)加工和拉花鍵；5.使用分流閉塞成形，模具使用壽命長(zhǎng)；6.鍛件表面光潔度高。以上描述說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本發(fā)明實(shí)施例的描述只是用于解釋的目的，而并不是限制權(quán)利要求的范圍。本發(fā)明的技術(shù)方案不局限于用于星形套，雙球面類零件都可以使用這種方法加工，并取得有益的效果。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種星形套分流閉塞成形方法，其特征在于它的工藝流程依次包括鋸料，球化退火，制坯，拋丸、磷皂化處理，鐓粗，球化退火，拋丸、磷皂化處理，反擠，沖孔，不完全退火，拋丸、磷皂化處理和分流閉塞成形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星形套分流閉塞成形方法，其特征在于所述鋸料是指下料直徑和長(zhǎng)度根據(jù)產(chǎn)品尺寸、模具尺寸、設(shè)備而定，下料重量控制在成品重量的1. 15 1. 2 倍，下料直徑不能大于成品直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星形套分流閉塞成形方法，其特征在于所述球化退火過程包括(1)、加熱工件以50°C 100°C/小時(shí)的加熱速度加熱至750°C 士 10°C ；(2)、保溫到達(dá)溫度后保溫四小時(shí)，其狀態(tài)分為兩個(gè)過程a 球化質(zhì)點(diǎn)形成，b 球化體長(zhǎng)大；(3)、冷卻a 球化體繼續(xù)長(zhǎng)大冷卻溫度在760 650°C時(shí)，工件以15 20°C /小時(shí)冷卻；b 工件冷卻冷卻溫度在650 500°C時(shí)，工件以20 35°C/小時(shí)冷卻，彡500°C出爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星形套分流閉塞成形方法，其特征在于所述鐓粗，是指將坯料放入模具內(nèi)鍛成與成品形狀較相似。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星形套分流閉塞成形方法，其特征在于所述反擠，是指將鐓粗料放入反擠模具內(nèi)擠出成形用的分流鍛造孔，變形量達(dá)到25% 35%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星形套分流閉塞成形方法，其特征在于所述沖孔，是將反擠后底厚沖裁掉，使坯料形成完整的分流孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星形套分流閉塞成形方法，其特征在于所述不完全退火過程包括(1)、加熱工件以50°C 100°C/小時(shí)的加熱速度加熱至830°C 士 10°C ；(2)、保溫到達(dá)溫度后保溫75分鐘；(3)冷卻a 冷卻溫度在830°C 650°C時(shí)，工件以15 20°C /小時(shí)冷卻；b 工件冷卻冷卻溫度在650 500°C時(shí)，工件以20 35°C/小時(shí)冷卻，彡500°C出爐。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星形套分流閉塞成形方法，其特征在于所述分流閉塞成形， 是指成形模具分成上模和下模，在下模的下面有一個(gè)閉塞氣缸，當(dāng)壓力機(jī)的滑塊下行至上模與下模接觸時(shí)，由閉塞氣缸提供閉塞力，使上、下模閉合，滑塊繼續(xù)下行，氣缸被壓縮，下沖頭推動(dòng)工件進(jìn)行擠壓，直至滑塊運(yùn)行至下死點(diǎn)完成擠壓，下模隨滑塊一起回程復(fù)位，頂桿上行頂出工件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的星形套分流閉塞成形方法，其特征在于所述閉塞氣缸為高壓氮?dú)飧住?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種星形套分流閉塞成形方法，它的工藝流程依次包括鋸料、球化退火、拋丸、磷皂化處理、冷鐓粗?jǐn)D壓、球化退火、拋丸、磷皂化處理、反擠、沖孔、不完全退火、拋丸、磷皂化處理和分流閉塞成形，最終得到滿足組織性能、尺寸精度要求的產(chǎn)品。本發(fā)明采用分流閉塞成形方法來得到星形套復(fù)雜的外表面，解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)中加工余量大、尺寸精度差、毛坯內(nèi)部組織不理想等問題，具有很多優(yōu)點(diǎn)毛坯重量比溫鍛和熱鍛毛坯重量減少，后續(xù)加工余量小，節(jié)省后續(xù)機(jī)加工時(shí)間，尺寸精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，內(nèi)部組織性能良好，模具使用壽命長(zhǎng)，鍛件表面光潔度高。
文檔編號(hào)B23P15/00GK102350615SQ20111023791
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者任蓓蓓, 徐祥前, 施衛(wèi)兵, 陳愛芬 申請(qǐng)人:江蘇森威精鍛有限公司