一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法
【专利摘要】一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法,包括步骤：1）、选取优质碳素钢棒料,锯切得到锯切毛坯；2）、将锯切毛坯加热到温度为1150-1200℃；3）、将加热处理后的锯切毛坯径向锻压得到预制锻造毛坯,本步骤终锻温度为1000-1100℃；4）、预热锻造模具,将步骤3）得到的预制锻造毛坯锻造得到终锻毛坯,本步骤终锻温度为900-950℃；5）、将步骤4）得到的终锻毛坯进行预冲孔和切边,得到预冲孔毛坯,本步骤终锻温度为850-900℃；6）、将步骤5）中得到的预冲孔毛坯锻造得到终锻件,本步骤终锻温度不限。本发明可以快速得到具有较高精度的带有大深度矩形孔的锻造零件，而且可以大幅提高零件的综合机械性能。
【专利说明】一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种锻造方法，尤其是涉及一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中对零件上大深度矩形孔的加工常采用先钻圆孔再进行粗加工和精加工得到方孔的方法，这样的方法比较耗时，且制作成本比较高。如果能用锻造的方法，不仅速度快，而且锻件的机械性能也可以得以大幅度提高。然而方孔的锻造方法常常采用一次成型，这种方法对于大深度(深度超过50毫米)的方形通孔往往不能实现预期的目的。因为矩形孔较深，直接锻压矩形孔时，中间余料没有地方跑掉导致余料将矩形孔拉变形甚至会将冲头拉断，因而不能制造出符合技术要求的通孔。即便勉强制造出了矩形孔，也因为精度不能满足需要而不能使用，或需要经过复杂的进一步精加工才能满足使用。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本发明提供一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，不仅可以顺利快速地锻造出带有大深度矩形孔的零件，而且精度高，可满足使用要求。
[0004]本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，包括以下步骤:
I )、根据零件的目标尺寸选取牌号为30或35的优质碳素钢棒料，然后对棒料锯切得到锯切毛坯；
2)、将步骤I)准备好的锯切毛坯放进加热炉中进行均匀加热处理，加热处理后锯切毛坯的温度为1150-1200°C ；
3)、将步骤2)加热处理后得到的锯切毛坯放在摩擦压力机上将其沿径向锻压到目标尺寸，得到预制锻造毛坯，本步骤中终锻温度为1000-1100°C ；
4)、预热摩擦压力机的锻造模具，然后将步骤3)得到的预制锻造毛坯放进所述的锻造模具中进行锻造得到终锻毛坯，本步骤中终锻温度为900-950°C。
[0005]5)、将步骤4)得到的终锻毛坯放进开式单点压力机的切边模具中进行预冲孔和切边，得到预冲孔毛坯，本步骤中，终锻温度为850-900°C.6)、将步骤5)中得到的预冲孔毛坯放进比步骤4)所用压力机吨位低的压力机的终锻冲孔模具中，锻造得到终锻件，本步骤中，终锻温度为不限。
[0006]优选地，步骤2)中，加热处理后，锯切毛坯的温度为1175°C。
[0007]优选地，步骤4)中，预热处理后的锻造模具温度在250-400°C之间。
[0008]优选地，步骤4)中，终锻温度为925°C。
[0009]优选地，步骤5)中的终锻温度为875°C。
[0010]优选地，锯切棒料从加热炉出炉开始，到预制锻造毛坯完成，时间彡15秒。
[0011]优选地，在步骤6)后还具有一个喷丸处理的步骤，该步骤所用钢丸直径为1.0?1.5晕米,喷丸的时间为8分钟?12分钟。
[0012]优选地,所述的喷丸处理步骤中，喷丸的时间为10分钟。
[0013]有益效果:
使用本发明不仅可以快速得到具有较高精度的带有大深度矩形孔的锻造零件，而且可以大幅提高零件的综合机械性能，使用本发明还可以大大降低生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明所述带有大深度矩形孔零件的结构示意图。
[0015]图2为本发明步骤4)制得终锻毛坯的工作原理图。
[0016]图3为本发明步骤5)中预冲孔工作原理图。
[0017]图4为本发明步骤5)中切边工作原理图。
[0018]图5为本发明步骤6)终锻冲孔工作原理图。
[0019]图6为图5中A-A视图。
[0020]图中，1、终锻毛坯，2、终锻上模，3、终锻下模，4、预冲孔用冲头，401、预冲孔用冲头的截面，6、预冲孔模具，7、预冲孔用型芯，8、切边用冲头，10、切边模具，11、终锻冲孔用冲头，12、终锻件，13、终锻冲孔用模具。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步具体详细的说明。
[0022]实施例1:
一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，包括以下步骤:
I)、根据零件的目标尺寸选取牌号为30的优质碳素钢棒料，然后对棒料锯切得到锯切毛坯。此步骤可使用金属切削带锯床来进行，为了保证产品最终的成功率，要求锯切毛坯的斜度不大于2度，最好每过两小时检查一次锯床的相关参数，带速使用中档，每根锯条切出的毛胚件不得超过2000件。
[0023]2)、将步骤I)准备好的锯切毛坯放进加热炉中进行均匀加热处理，加热处理后锯切毛坯的温度为1150°C ;此步骤可采用中频炉对锯切毛坯进行加热。
[0024]3)、将步骤2)加热处理后得到的锯切毛坯放在摩擦压力机上将其沿径向锻压到目标尺寸，得到预制锻造毛坯，本步骤中终锻温度为1000°c ;锯切棒料从加热炉出炉开始，到预制锻造毛坯完成，时间为10秒。此步骤采用J53-1000T的摩擦压力机，在锻压前要先使用喷枪清理锤面氧化皮，以防止氧化皮对锻件的质量造成损害。
[0025]4)、预热摩擦压力机的锻造模具，预热处理后的锻造模具温度在250°C。然后将步骤3)得到的预制锻造毛坯放进所述的锻造模具中进行锻造得到终锻毛坯，本步骤中终锻温度为900°C。本步骤可在1000T的摩擦压力机上进行，锻造模具使用前要先使用喷枪清理型腔内的氧化皮并采用水基石墨进行润滑，所用水基石墨的石墨与水的比例为1:3?1:5。
[0026]5)、将步骤4)得到的终锻毛坯放进开式单点压力机的切边模具中进行预冲孔和切边，得到预冲孔毛坯，本步骤中，终锻温度为850°C。本步骤可在160T开式单点压力机上进行。本步骤得到的预冲孔毛坯中预冲孔的长度和宽度尺寸分别为锻件最终矩形孔长度和宽度尺寸的四分之三，且所得孔的相邻边交角均采用圆弧过渡。经过该预冲孔步骤后可以为预先去除一部分余料，可以使下一步骤的终锻冲孔更加顺利地进行，为锻件的最终锻造精度提供保证。
[0027]6)、将步骤5)中得到的预冲孔毛坯放进250T压力机的终锻冲孔模具中，锻造得到终锻件，本步骤中，终锻温度为不限。
[0028]在步骤6)结束后，使用角向磨光机对锻件的毛刺进行打磨，然后用砂轮机沿分模线清除残余毛边。
[0029]为了去除锻件表面的氧化皮，消除锻件内部的内应力，可以增加一个喷丸处理的步骤，该步骤所用钢丸直径为1.0晕米,喷丸的时间为8分钟。本步骤可米用Q3100抛丸机进行喷丸处理。
[0030]实施例2:
一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，包括以下步骤:
I)、根据零件的目标尺寸选取牌号为30的优质碳素钢棒料，然后对棒料锯切得到锯切毛坯。此步骤可使用金属切削带锯床来进行，为了保证产品最终的成功率，要求锯切毛坯的斜度不大于2度，最好每过两小时检查一次锯床的相关参数，带速使用中档，每根锯条切出的毛胚件不得超过2000件。
[0031]2)、将步骤I)准备好的锯切毛坯放进加热炉中进行均匀加热处理，加热处理后锯切毛坯的温度为1175°C ;此步骤可采用中频炉对锯切毛坯进行加热。
[0032]3)、将步骤2)加热处理后得到的锯切毛坯放在摩擦压力机上将其沿径向锻压到目标尺寸，得到预制锻造毛坯，本步骤中终锻温度为1050°C ;锯切棒料从加热炉出炉开始，到预制锻造毛坯完成，时间为12秒。此步骤采用J53-1000T的摩擦压力机，在锻压前要先使用喷枪清理锤面氧化皮，以防止氧化皮对锻件的质量造成损害。
[0033]4)、预热摩擦压力机的锻造模具，预热处理后的锻造模具温度在300°C。然后将步骤3)得到的预制锻造毛坯放进所述的锻造模具中进行锻造得到终锻毛坯，本步骤中终锻温度为925°C。本步骤可在1000T的摩擦压力机上进行，锻造模具使用前要先使用喷枪清理型腔内的氧化皮并采用水基石墨进行润滑，所用水基石墨的石墨与水的比例为1:3?1:5。
[0034]5)、将步骤4)得到的终锻毛坯放进开式单点压力机的切边模具中进行预冲孔和切边，得到预冲孔毛坯，本步骤中，终锻温度为875°C。本步骤可在160T开式单点压力机上进行。本步骤得到的预冲孔毛坯中预冲孔的长度和宽度尺寸分别为锻件最终矩形孔长度和宽度尺寸的六分之五，且所得孔的相邻边交角均采用圆弧过渡。经过该预冲孔步骤后可以为预先去除一部分余料，可以使下一步骤的终锻冲孔更加顺利地进行，为锻件的最终锻造精度提供保证。
[0035]6)、将步骤5)中得到的预冲孔毛坯放进250T压力机的终锻冲孔模具中，锻造得到终锻件，本步骤中，终锻温度为不限。
[0036]在步骤6)结束后，使用角向磨光机对锻件的毛刺进行打磨，然后用砂轮机沿分模线清除残余毛边。
[0037]为了去除锻件表面的氧化皮，消除锻件内部的内应力，可以增加一个喷丸处理的步骤，该步骤所用钢丸直径为1.2毫米，喷丸的时间为10分钟。本步骤可采用Q3100抛丸机进行喷丸处理。
[0038]实施例3: 一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，包括以下步骤:
I)、根据零件的目标尺寸选取牌号为30的优质碳素钢棒料，然后对棒料锯切得到锯切毛坯。此步骤可使用金属切削带锯床来进行，为了保证产品最终的成功率，要求锯切毛坯的斜度不大于2度，最好每过两小时检查一次锯床的相关参数，带速使用中档，每根锯条切出的毛胚件不得超过2000件。
[0039]2)、将步骤I)准备好的锯切毛坯放进加热炉中进行均匀加热处理，加热处理后锯切毛坯的温度为1200°C ;此步骤可采用中频炉对锯切毛坯进行加热。
[0040]3)、将步骤2)加热处理后得到的锯切毛坯放在摩擦压力机上将其沿径向锻压到目标尺寸，得到预制锻造毛坯，本步骤中终锻温度为1100°c ;锯切棒料从加热炉出炉开始，到预制锻造毛坯完成，时间为15秒。此步骤采用J53-1000T的摩擦压力机，在锻压前要先使用喷枪清理锤面氧化皮，以防止氧化皮对锻件的质量造成损害。
[0041]4)、预热摩擦压力机的锻造模具，预热处理后的锻造模具温度在400°C。然后将步骤3)得到的预制锻造毛坯放进所述的锻造模具中进行锻造得到终锻毛坯，本步骤中终锻温度为950°C。本步骤可在1000T的摩擦压力机上进行，锻造模具使用前要先使用喷枪清理型腔内的氧化皮并采用水基石墨进行润滑，所用水基石墨的石墨与水的比例为1:3?1:5
5)、将步骤4)得到的终锻毛坯放进开式单点压力机的切边模具中进行预冲孔和切边，得到预冲孔毛坯，本步骤中，终锻温度为875°C。本步骤可在160T开式单点压力机上进行。本步骤得到的预冲孔毛坯中预冲孔的长度和宽度尺寸分别为锻件最终矩形孔长度和宽度尺寸的六分之五，且所得孔的相邻边交角均采用圆弧过渡。经过该预冲孔步骤后可以为预先去除一部分余料，可以使下一步骤的终锻冲孔更加顺利地进行，为锻件的最终锻造精度提供保证。
[0042]6)、将步骤5)中得到的预冲孔毛坯放进250T压力机的终锻冲孔模具中，锻造得到终锻件，本步骤中，终锻温度为不限。
[0043]在步骤6)结束后，使用角向磨光机对锻件的毛刺进行打磨，然后用砂轮机沿分模线清除残余毛边。
[0044]为了去除锻件表面的氧化皮，消除锻件内部的内应力，可以增加一个喷丸处理的步骤，该步骤所用钢丸直径为1.5毫米，喷丸的时间为12分钟。本步骤可采用Q3100抛丸机进行喷丸处理。
【权利要求】
1.一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤: I )、根据零件的目标尺寸选取牌号为30或35的优质碳素钢棒料，然后对棒料锯切得到锯切毛坯； 2)、将步骤I)准备好的锯切毛坯放进加热炉中进行均匀加热处理，加热处理后锯切毛坯的温度为1150-1200°C ； 3)、将步骤2)加热处理后得到的锯切毛坯放在摩擦压力机上将其沿径向锻压到目标尺寸，得到预制锻造毛坯，本步骤中终锻温度为1000-1100°C ； 4)、预热摩擦压力机的锻造模具，然后将步骤3)得到的预制锻造毛坯放进所述的锻造模具中进行锻造得到终锻毛坯，本步骤中终锻温度为900-950°C ； 5)、将步骤4)得到的终锻毛坯放进开式单点压力机的切边模具中进行予冲孔和切边，得到预冲孔毛坯，本步骤中，终锻温度为850-900°C.6)、将步骤5)中得到的预冲孔毛坯放进比步骤4)所用压力机吨位低的压力机的终锻冲孔模具中，锻造得到终锻件，本步骤中，终锻温度为不限。
2.根据权利要求1所述的一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，其特征在于:步骤2)中，加热处理后，锯切毛坯的温度为1175°C。
3.根据权利要求1所述的一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，其特征在于:步骤4)中，预热处理后的锻造模具温度在250-400°C之间。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，其特征在于:步骤4)中，终锻温度为925°C。
5.根据权利要求1所述的一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，其特征在于:步骤5)中的终锻温度为875°C。
6.根据权利要求1所述的一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，其特征在于:锯切棒料从加热炉出炉开始，到预制锻造毛坯完成，时间< 15秒。
7.根据权利要求1所述的一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，其特征在于:在步骤6)后还具有一个喷丸处理的步骤，该步骤所用钢丸直径为1.0?1.5毫米，喷丸的时间为8分钟?12分钟。
8.根据权利要求7所述的一种带有大深度矩形孔的零件的锻造方法，其特征在于:所述的喷丸处理步骤中，喷丸的时间为10分钟。
【文档编号】B23P15/00GK104439913SQ201410506785
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】李松刚, 李现杰, 丁文辉, 王腾蛟 申请人:偃师市华信机械有限公司