一种叉车转向节的粉末锻造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种叉车转向节的粉末锻造方法，属于粉末锻造技术领域。
【背景技术】
[0002]叉车转向节是叉车前轴与前轮之间的关键连接件，既要承受叉车在行驶过程中上下摆动的弯曲力，地面的反作用力，转向时的扭转力，还要承受叉车刹车时的冲击力，所以要求其既具有一定的抗拉强度和屈服强度，还要有较高的韧性和塑性。
[0003]传统的普通锻造工艺和机械加工方法存在着锻件火耗大，燃气电能消耗量大，锻造时间长，锻造效率低，员工劳动强度大，锻造精度差等诸多缺点，已难以满足当今叉车转向节高质量、高性能、高效率、高精度、低消耗、低成本的要求。
[0004]粉末锻造技术是常规的粉末冶金工艺和精密锻造有机结合而发展起来的一项颇具有市场竞争力的少、无切削金属加工方法，以金属粉末为原料，经过预成形压制，在保护气氛中进行加热烧结及作为锻造毛坯，然后在压力机上一次锻造成形和实现无飞边精密模锻，获得了与普通模锻件相同密度、形状复杂的精密锻件。它既有粉末冶金成形性能较好的优点，又发挥锻造变形有效地改变金属材料组织和性能作用的特点，使粉末冶金和锻造工艺在生产上取得了新的突破，特别适宜大批量生产高性能、形状复杂的结构零件，因此具有广阔的应用前景。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种叉车转向节的粉末锻造方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种叉车转向节的粉末锻造方法，包括以下步骤:
a、配料及混料
按照质量比6-9:2-4:1的比例称取20CrNi2Mo合金钢粉末、20MnTiB合金钢粉末和碳化钨粉末，准确称取粉重后，置于混料机内混合15-25min，至分布均匀；
b、压制
将上述混合好的粉料加入压制机上压制成转向节预成形还，压制压力为3-5t/cm2;
C、如云口
将上述制得的转向节预成形坯在通有保护气氛的烧结炉中进行烧结处理:首先在氢气保护气氛下升温至1020-1080°C，保温1.5-2.5h，再在真空状态下降温至840-940°C，保温l-2h，然后在一氧化碳保护气氛下升温至1140-1220°C，保温2-3h，最后在氩气保护气氛下降温至 960-1020°C，保温 l_2h ；
d、锻造
将烧结处理后的转向节预成形坯立即从烧结炉内送入压力机模具中进行锻造，出炉至锻压时间为2-3s，锻压力为4-6t/cm2，终锻温度为850_890°C ；
e、热处理将上述制得的锻件加热至940-980°C，保温l_2h，盐水淬火后加热至280_340°C，保温3_5h，随炉空冷，然后再加热至780-860°C，保温l_2h，风冷淬火后加热至220-260°C，保温4-7h，出炉空冷；
f、表面喷丸强化处理
采用0.05mm不锈钢弹丸，喷射距离为4_5cm，在0.2-0.4MPa压力下在锻件表面处理30_40mino
[0007]所述20CrNi2Mo合金钢的化学成分质量百分比为:C 0.19-0.22%、Si0.25-0.35%、Μη 0.5-0.7%、Cr 0.4-0.6%、Mo 0.2-0.3%、Cu 0.01-0.02%、P 彡 0.03%、S(0.02%、余量为Fe及不可避免的夹杂质。
[0008]所述20MnTiB合金钢的化学成分质量百分比为:C 0.21-0.23%、Μη 1.4-1.6%、Si0.25-0.35%、Ti 0.06-0.09%、Cr 0.1-0.2%、Ni 0.05-0.1%、Mo 0.03-0.06%、P 彡 0.01%、S(0.005%、余量为Fe及不可避免的夹杂质。
[0009]本发明的有益效果:
本发明采用粉末锻造技术制得的转向节具有较高的抗拉强度和屈服强度，良好的韧性和塑性，且耐冲击，耐磨损，其硬度彡55HRC，抗拉强度彡1050MPa，屈服强度彡920MPa，冲击韧性多88 J/cm2，伸长率多11%，完全满足叉车转向节的性能要求，同时本发明方法具有成形性能高、锻件精度高、材料利用率高、生产效率高、生产成本低等优点，适合工业规模化生产。
【具体实施方式】
[0010]一种叉车转向节的粉末锻造方法，包括以下步骤:
a、配料及混料
按照质量比7:3:1的比例称取20CrNi2Mo合金钢粉末、20MnTiB合金钢粉末和碳化钨粉末，准确称取粉重后，置于混料机内混合20min，至分布均匀；
上述20CrNi2Mo合金钢的化学成分质量百分比为:C 0.19-0.22%、Si 0.25-0.35%、Μη0.5-0.7%、Cr 0.4-0.6%、Mo 0.2-0.3%、Cu 0.01-0.02%、P 彡 0.03%、S 彡 0.02%、余量为 Fe及不可避免的夹杂质；
上述20MnTiB合金钢的化学成分质量百分比为:C 0.21-0.23%, Μη 1.4-1.6%, Si0.25-0.35%、Ti 0.06-0.09%、Cr 0.1-0.2%、Ni 0.05-0.1%、Mo 0.03-0.06%、P 彡 0.01%、S(0.005%、余量为Fe及不可避免的夹杂质；
b、压制
将上述混合好的粉料加入压制机上压制成转向节预成形还，压制压力为4t/cm2;
C、如云口
将上述制得的转向节预成形坯在通有保护气氛的烧结炉中进行烧结处理:首先在氢气保护气氛下升温至1060°c，保温2h，再在真空状态下降温至880°C，保温lh，然后在一氧化碳保护气氛下升温至1170°C，保温2.5h,最后在氩气保护气氛下降温至990°C，保温1.5h ;d、锻造
将烧结处理后的转向节预成形坯立即从烧结炉内送入压力机模具中进行锻造，出炉至锻压时间为2s，锻压力为5t/cm2，终锻温度为870°C ; e、热处理
将上述制得的锻件加热至960°C，保温1.5h，盐水淬火后加热至300°C，保温4h，随炉空冷，然后再加热至820°C，保温lh，风冷淬火后加热至240°C，保温5h，出炉空冷；
f、表面喷丸强化处理
采用0.05mm不锈钢弹丸，喷射距离为4cm，在0.3MPa压力下在锻件表面处理35min。经检测，上述制得的转向节材料的主要力学性能为:硬度56.4HRC，抗拉强度1160MPa，屈服强度945MPa，冲击韧性94.2 J/cm2,伸长率12.8%。
【主权项】
1.一种叉车转向节的粉末锻造方法，其特征在于，包括以下步骤: a、配料及混料 按照质量比6-9:2-4:1的比例称取20CrNi2Mo合金钢粉末、20MnTiB合金钢粉末和碳化钨粉末，准确称取粉重后，置于混料机内混合15-25min，至分布均匀； b、压制 将上述混合好的粉料加入压制机上压制成转向节预成形还，压制压力为3-5t/cm2; C、如云口 将上述制得的转向节预成形坯在通有保护气氛的烧结炉中进行烧结处理:首先在氢气保护气氛下升温至1020-1080°C，保温1.5-2.5h，再在真空状态下降温至840-940°C，保温.l-2h，然后在一氧化碳保护气氛下升温至1140-1220°C，保温2-3h，最后在氩气保护气氛下降温至 960-1020°C，保温 l_2h ； d、锻造 将烧结处理后的转向节预成形坯立即从烧结炉内送入压力机模具中进行锻造，出炉至锻压时间为2-3s，锻压力为4-6t/cm2，终锻温度为850_890°C ； e、热处理 将上述制得的锻件加热至940-980°C，保温l_2h，盐水淬火后加热至280_340°C，保温.3_5h，随炉空冷，然后再加热至780-860°C，保温l_2h，风冷淬火后加热至220-260°C，保温.4-7h，出炉空冷； f、表面喷丸强化处理 采用0.05mm不锈钢弹丸，喷射距离为4_5cm，在0.2-0.4MPa压力下在锻件表面处理.30_40mino2.根据权利要求1所述的叉车转向节的粉末锻造方法，其特征在于，所述20CrNi2Mo合金钢的化学成分质量百分比为:C 0.19-0.22%、Si 0.25-0.35%、Μη 0.5-0.7%、Cr.0.4-0.6%、Mo 0.2-0.3%、Cu 0.01-0.02%、P 彡 0.03%、S 彡 0.02%、余量为 Fe 及不可避免的夹杂质。3.根据权利要求1所述的叉车转向节的粉末锻造方法，其特征在于，所述20MnTiB合金钢的化学成分质量百分比为:C 0.21-0.23%、Μη 1.4-1.6%、Si 0.25-0.35%、Ti.0.06-0.09%、Cr 0.1-0.2%、Ni 0.05-0.1%、Mo 0.03-0.06%、P 彡 0.01%、S 彡 0.005%、余量为Fe及不可避免的夹杂质。
【专利摘要】本发明公开了一种叉车转向节的粉末锻造方法，其包括配料及混料、压制、烧结、锻造、热处理、表面喷丸强化处理等步骤。本发明采用粉末锻造技术制得的转向节具有较高的抗拉强度和屈服强度，良好的韧性和塑性，且耐冲击，耐磨损，其抗拉强度≥1050MPa，屈服强度≥920MPa，冲击韧性≥88？J/cm2，伸长率≥11%，完全满足叉车转向节的性能要求，同时本发明方法具有成形性能高、锻件精度高、材料利用率高、生产效率高、生产成本低等优点，适合工业规模化生产。
【IPC分类】B21K7/12
【公开号】CN105234341
【申请号】CN201510684637
【发明人】吕青堂
【申请人】安徽蓝博旺机械集团合诚机械有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月22日