一种雨刮臂的拉丝工艺的制作方法

本发明涉及一种拉丝工艺，具体涉及一种雨刮臂的拉丝工艺。属于汽车配件的生产工艺技术领域。

背景技术：

国内车辆工业近年来快速发展，并凭借巨大的市场潜力吸引了包括大众等全球众多知名汽车厂商的目光，这些企业纷纷来华投资，凭借这些跨国企业提供的技术、硬件，以及产能上的保障，中国在短短几年时间内成为全球知名的汽车生产国。

在众多车载配件中，雨刮臂作为汽车前面支撑雨刮的条状物，是雨刷与汽车相连的那部分，雨刮相当于人的手，而雨刮臂就相当于人的胳膊，其对于雨天汽车安全行驶至关重要，雨天时汽车若没有汽车雨刮器，用户就不能驾驶汽车，因此，雨刮器对于汽车是不可或缺的一部分。

但是，雨刮臂作为一种附件，由于生产商制造标准的同质化，其制造工艺一直得不到提升。在现有技术中，汽车雨刮臂都是通过直接压铸成形的，其工艺过程为：铸造-机加工(车、铣)-冲孔，工序较多、生产周期长、能耗消耗多、效率低、成本高，不能较好地适应生产发展的需要。并且由于压铸工艺存在容易导致雨刮臂应力分布不均的问题，多次使用容易造成汽车雨刮臂的两端产生断裂，还会在接头旋转时出现打滑的现象，易造成雨刮器失灵，存在安全隐患。

随着经济全球化的不断深入，我国汽车零部件企业必然要走出去参与到国际化的竞争当中去，要在激烈的市场竞争中实现可持续发展，提高雨刮臂产品的生产工艺和品质就是其中的一个重要方向。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种雨刮臂的拉丝工艺，具有生产效率高、能耗低以及产品质量高等特点。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种雨刮臂的拉丝工艺，将镀锌板通过超声波拉丝得到雨刮臂坯件，然后将雨刮臂坯件依次经冲孔、拉伸和粗整形得到雨刮臂；其中，超声波拉丝的具体方法是：将拉丝模预热至500～600℃，拉丝机的加热炉炉温升至1400～1500℃，将镀锌板放入拉丝机进行加工，通过超声波发生器施加超声波激励，超声波频率为30～40khz，电源电压为250～300v，电流为0.4～0.6a；并且采用质量比1∶1的硅溶胶和石墨乳作为润滑剂，拉丝速度为500～600mm/s。

作为优选的技术方案之一，所述超声波拉丝采用的拉丝模采用人造聚晶金刚石。

作为优选的技术方案之一，所述超声波拉丝采用的拉丝模，其工作锥度为10～12°。

作为优选的技术方案之一，镀锌板在使用前进行预处理，雨刮臂坯件在冲孔前进行800～900℃高温抹拭处理，预处理的具体步骤如下：

(1)使用抛光机对镀锌板进行抛光处理；

(2)磷化涂层，磷化温度为60～70℃，磷化时间为20～30分钟；

(3)浸泡于质量浓度20～30％聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液中，超声波振荡处理2～3小时；

(4)取出后进行热处理即得，热处理的工艺条件为：以5～8℃/分钟升温至400～450℃后保温5～6小时，然后以12～15℃/分钟升温至550～600℃后保温20～30分钟，最后以2～4℃/分钟升温至650～700℃后保温40～50分钟，自然冷却。

作为优选的技术方案之一，所述镀锌板的型号为h260pd+z140/140。

作为优选的技术方案之一，所述雨刮臂坯件置于冲压机上进行冲孔、拉伸和粗整形加工。

作为优选的技术方案之一，所述粗整形是按照雨刮臂的设计形状进行加工。

作为进一步优选的技术方案之一，所述雨刮臂的设计形状包括臂部、颈部和头部，所述臂部、颈部和头部为一个整体，其横截面均为u型，颈部通过第一弧形结构与臂部连接，头部通过第二弧形结构与颈部连接。

作为更进一步优选的技术方案之一，臂部侧面向内间隔的设置有若干个折弯挂钩(优选为7个)，用于固定水管；头部包括顶面、左侧面和右侧面，顶面上设置有方形孔，右侧面上设置有一个小圆孔和一个小方孔，右侧面上还向外侧设置有一个挂钩，用于固定与雨刮条连接的塑料件；臂部尾端两个侧面上分别设置有第一小孔和第二小孔，第一小孔和第二小孔同轴，用于与雨刮固定端铰接；臂部上向内设置有一个凸台，所述凸台上设置有一个通孔。

作为优选的技术方案之一，所述高温抹拭处理采用燃烧的木炭实现，所述木炭的粒径为0.08～0.1mm，木炭的燃烧层厚度为8～12mm。

作为优选的技术方案之一，步骤(2)中，磷化涂层的工艺条件是：总酸度50～60点，游离酸度5～8点。

作为优选的技术方案之一，步骤(3)中，所述聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液是将聚乙烯醇缩丁醛加入甲醇中，搅拌溶解而得。

本发明的有益效果：

1、本发明为了提高雨刮臂的防腐性能，选用了镀锌板作为原材料，但是镀锌板在经历拉丝等加工过程中不可避免会造成表面镀锌层的损伤，进而降低甚至丧失防腐性能。为了解决这一矛盾，本发明在镀锌板使用前进行了预处理，通过抛光降低镀锌板表面的粗糙度，然后磷化涂层，改善镀锌板的拉丝等加工性能，同时，形成的磷化膜为多孔结构，结合后续的聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液浸泡步骤，通过超声波振荡促进聚乙烯醇缩丁醛充分填充至多孔结构中，接着通过三段式升温的热处理步骤，促进聚乙烯醇缩丁醛与磷化膜的进一步融合，从而对镀锌板表面形成保护层，提高镀锌板的整体耐冲击性，以免拉丝过程中造成镀层的机械损伤保证雨刮臂产品的防腐性能。

2、本发明的雨刮臂坯件在冲孔前进行高温抹拭处理，可以促进雨刮臂坯件的内部结构优化，提高雨刮器的机械性能。

3、采用超声波拉丝工艺能够实现连续生产操作，生产效率高，节约材料，并且能够大量节约能源。

4、超声波拉丝可以改善加工过程中的润滑性，防止“咬模”，并且能降低拉拔力，大幅度降低加工过程中的变形力，使得产品变形受力均匀，提高产品的机械强度。

5、产品的尺寸精确，表面光洁，大大提高合格率。

附图说明

图1～图3为雨刮臂的设计形状结构示意图；

其中，1为臂部，11为折弯挂钩，12为第一小孔，13为第二小孔，14为凸台，141为通孔，2为颈部，3为头部，31为顶面，311为方形孔，32为左侧面，33为右侧面，331为小圆孔，332为小方孔，333为挂钩，4为第一弧形结构，5为第二弧形结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

本发明涉及的镀锌板的型号为h260pd+z140/140，购自上海泉昕进出口贸易有限公司。本发明超声波拉丝时使用的拉丝机为哈尔滨电缆厂lh-200/17型。

如图1～3所示，本发明涉及的粗整形是按照雨刮臂的设计形状进行加工，所述雨刮臂设计形状包括臂部1、颈部2和头部3，臂部1、颈部2和头部3为一个整体，其横截面均为u型，颈部2通过第一弧形结构4与臂部1连接，头部3通过第二弧形结构5与颈部2连接。臂部1侧面向内间隔的设置有7个折弯挂钩11，用于固定水管；头部3包括顶面31、左侧面32和右侧面33，顶面31上设置有方形孔311，右侧面33上设置有一个小圆孔331和一个小方孔332，右侧面33上还向外侧设置有一个挂钩333，用于固定与雨刮条连接的塑料件；臂部1尾端两个侧面上分别设置有第一小孔12和第二小孔13，第一小孔12和第二小孔13同轴，用于与雨刮固定端铰接；臂部1上向内设置有一个凸台14，凸台14上设置有一个通孔141。

实施例1：

一种雨刮臂的拉丝工艺，将镀锌板通过超声波拉丝得到雨刮臂坯件，然后将雨刮臂坯件依次经冲孔、拉伸和粗整形得到雨刮臂；其中，超声波拉丝的具体方法是：将拉丝模预热至500℃，拉丝机的加热炉炉温升至1400℃，将镀锌板放入拉丝机进行加工，通过超声波发生器施加超声波激励，超声波频率为30khz，电源电压为250v，电流为0.4a；并且采用质量比1∶1的硅溶胶和石墨乳作为润滑剂，拉丝速度为500mm/s，工作锥度为10°。

镀锌板在使用前进行预处理，雨刮臂坯件在冲孔前进行800℃高温抹拭处理，预处理的具体步骤如下：

(1)使用抛光机对镀锌板进行抛光处理；

(2)磷化涂层，磷化温度为60℃，磷化时间为20分钟；

(3)浸泡于质量浓度20％聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液中，超声波振荡处理2小时；

(4)取出后进行热处理即得，热处理的工艺条件为：以5℃/分钟升温至400℃后保温5小时，然后以12℃/分钟升温至550℃后保温20分钟，最后以2℃/分钟升温至650℃后保温40分钟，自然冷却。

高温抹拭处理采用燃烧的木炭实现，木炭的粒径为0.08mm，木炭的燃烧层厚度为8mm。

步骤(2)中，磷化涂层的工艺条件是：总酸度50点，游离酸度5点。

步骤(3)中，所述聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液是将聚乙烯醇缩丁醛加入甲醇中，搅拌溶解而得。

雨刮臂产品合格率为99％以上。

实施例2：

一种雨刮臂的拉丝工艺，将镀锌板通过超声波拉丝得到雨刮臂坯件，然后将雨刮臂坯件依次经冲孔、拉伸和粗整形得到雨刮臂；其中，超声波拉丝的具体方法是：将拉丝模预热至600℃，拉丝机的加热炉炉温升至1500℃，将镀锌板放入拉丝机进行加工，通过超声波发生器施加超声波激励，超声波频率为40khz，电源电压为300v，电流为0.6a；并且采用质量比1∶1的硅溶胶和石墨乳作为润滑剂，拉丝速度为600mm/s，工作锥度为12°。

镀锌板在使用前进行预处理，雨刮臂坯件在冲孔前进行900℃高温抹拭处理，预处理的具体步骤如下：

(1)使用抛光机对镀锌板进行抛光处理；

(2)磷化涂层，磷化温度为70℃，磷化时间为30分钟；

(3)浸泡于质量浓度30％聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液中，超声波振荡处理3小时；

(4)取出后进行热处理即得，热处理的工艺条件为：以8℃/分钟升温至450℃后保温6小时，然后以15℃/分钟升温至600℃后保温30分钟，最后以4℃/分钟升温至700℃后保温50分钟，自然冷却。

高温抹拭处理采用燃烧的木炭实现，木炭的粒径为0.1mm，木炭的燃烧层厚度为12mm。

步骤(2)中，磷化涂层的工艺条件是：总酸度60点，游离酸度8点。

步骤(3)中，所述聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液是将聚乙烯醇缩丁醛加入甲醇中，搅拌溶解而得。

雨刮臂产品合格率为99％以上。

实施例3：

一种雨刮臂的拉丝工艺，将镀锌板通过超声波拉丝得到雨刮臂坯件，然后将雨刮臂坯件依次经冲孔、拉伸和粗整形得到雨刮臂；其中，超声波拉丝的具体方法是：将拉丝模预热至500℃，拉丝机的加热炉炉温升至1500℃，将镀锌板放入拉丝机进行加工，通过超声波发生器施加超声波激励，超声波频率为30khz，电源电压为300v，电流为0.4a；并且采用质量比1∶1的硅溶胶和石墨乳作为润滑剂，拉丝速度为600mm/s，工作锥度为10°。

镀锌板在使用前进行预处理，雨刮臂坯件在冲孔前进行800℃高温抹拭处理，预处理的具体步骤如下：

(1)使用抛光机对镀锌板进行抛光处理；

(2)磷化涂层，磷化温度为70℃，磷化时间为20分钟；

(3)浸泡于质量浓度30％聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液中，超声波振荡处理2小时；

(4)取出后进行热处理即得，热处理的工艺条件为：以8℃/分钟升温至400℃后保温6小时，然后以12℃/分钟升温至600℃后保温20分钟，最后以4℃/分钟升温至650℃后保温50分钟，自然冷却。

高温抹拭处理采用燃烧的木炭实现，木炭的粒径为0.1mm，木炭的燃烧层厚度为8mm。

步骤(2)中，磷化涂层的工艺条件是：总酸度60点，游离酸度5点。

步骤(3)中，所述聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液是将聚乙烯醇缩丁醛加入甲醇中，搅拌溶解而得。

雨刮臂产品合格率为99％以上。

实施例4：

一种雨刮臂的拉丝工艺，将镀锌板通过超声波拉丝得到雨刮臂坯件，然后将雨刮臂坯件依次经冲孔、拉伸和粗整形得到雨刮臂；其中，超声波拉丝的具体方法是：将拉丝模预热至600℃，拉丝机的加热炉炉温升至1400℃，将镀锌板放入拉丝机进行加工，通过超声波发生器施加超声波激励，超声波频率为40khz，电源电压为250v，电流为0.6a；并且采用质量比1∶1的硅溶胶和石墨乳作为润滑剂，拉丝速度为500mm/s，工作锥度为12°。

镀锌板在使用前进行预处理，雨刮臂坯件在冲孔前进行900℃高温抹拭处理，预处理的具体步骤如下：

(1)使用抛光机对镀锌板进行抛光处理；

(2)磷化涂层，磷化温度为60℃，磷化时间为30分钟；

(3)浸泡于质量浓度20％聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液中，超声波振荡处理3小时；

(4)取出后进行热处理即得，热处理的工艺条件为：以5℃/分钟升温至450℃后保温5小时，然后以15℃/分钟升温至550℃后保温30分钟，最后以2℃/分钟升温至700℃后保温40分钟，自然冷却。

高温抹拭处理采用燃烧的木炭实现，木炭的粒径为0.08mm，木炭的燃烧层厚度为12mm。

步骤(2)中，磷化涂层的工艺条件是：总酸度50点，游离酸度8点。

步骤(3)中，所述聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液是将聚乙烯醇缩丁醛加入甲醇中，搅拌溶解而得。

雨刮臂产品合格率为99％以上。

实施例5：

一种雨刮臂的拉丝工艺，将镀锌板通过超声波拉丝得到雨刮臂坯件，然后将雨刮臂坯件依次经冲孔、拉伸和粗整形得到雨刮臂；其中，超声波拉丝的具体方法是：将拉丝模预热至550℃，拉丝机的加热炉炉温升至1450℃，将镀锌板放入拉丝机进行加工，通过超声波发生器施加超声波激励，超声波频率为35khz，电源电压为280v，电流为0.5a；并且采用质量比1∶1的硅溶胶和石墨乳作为润滑剂，拉丝速度为550mm/s，工作锥度为11°。

镀锌板在使用前进行预处理，雨刮臂坯件在冲孔前进行850℃高温抹拭处理，预处理的具体步骤如下：

(1)使用抛光机对镀锌板进行抛光处理；

(2)磷化涂层，磷化温度为65℃，磷化时间为25分钟；

(3)浸泡于质量浓度25％聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液中，超声波振荡处理2.5小时；

(4)取出后进行热处理即得，热处理的工艺条件为：以7℃/分钟升温至420℃后保温5.5小时，然后以13℃/分钟升温至580℃后保温25分钟，最后以3℃/分钟升温至680℃后保温45分钟，自然冷却。

高温抹拭处理采用燃烧的木炭实现，木炭的粒径为0.09mm，木炭的燃烧层厚度为10mm。

步骤(2)中，磷化涂层的工艺条件是：总酸度55点，游离酸度7点。

步骤(3)中，所述聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液是将聚乙烯醇缩丁醛加入甲醇中，搅拌溶解而得。

雨刮臂产品合格率为99％以上。

对比例1

一种雨刮臂的拉丝工艺，将镀锌板通过超声波拉丝得到雨刮臂坯件，然后将雨刮臂坯件依次经冲孔、拉伸和粗整形得到雨刮臂；其中，超声波拉丝的具体方法是：将拉丝模预热至550℃，拉丝机的加热炉炉温升至1450℃，将镀锌板放入拉丝机进行加工，通过超声波发生器施加超声波激励，超声波频率为35khz，电源电压为280v，电流为0.5a；并且采用质量比1∶1的硅溶胶和石墨乳作为润滑剂，拉丝速度为550mm/s，工作锥度为11°。

雨刮臂坯件在冲孔前进行850℃高温抹拭处理。

高温抹拭处理采用燃烧的木炭实现，木炭的粒径为0.09mm，木炭的燃烧层厚度为10mm。

雨刮臂产品合格率为56％以上。

对比例2

一种雨刮臂的拉丝工艺，将镀锌板通过超声波拉丝得到雨刮臂坯件，然后将雨刮臂坯件依次经冲孔、拉伸和粗整形得到雨刮臂；其中，超声波拉丝的具体方法是：将拉丝模预热至550℃，拉丝机的加热炉炉温升至1450℃，将镀锌板放入拉丝机进行加工，通过超声波发生器施加超声波激励，超声波频率为35khz，电源电压为280v，电流为0.5a；并且采用质量比1∶1的硅溶胶和石墨乳作为润滑剂，拉丝速度为550mm/s，工作锥度为11°。

镀锌板在使用前进行预处理，预处理的具体步骤如下：

(1)使用抛光机对镀锌板进行抛光处理；

(2)磷化涂层，磷化温度为65℃，磷化时间为25分钟；

(3)浸泡于质量浓度25％聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液中，超声波振荡处理2.5小时；

(4)取出后进行热处理即得，热处理的工艺条件为：以7℃/分钟升温至420℃后保温5.5小时，然后以13℃/分钟升温至580℃后保温25分钟，最后以3℃/分钟升温至680℃后保温45分钟，自然冷却。

超声波拉丝是通过超声波发生器施加超声波激励，其中，超声波频率为18khz，电源电压为280v，电流为0.5a。采用的拉丝模采用人造聚晶金刚石，拉丝速度为550mm/s，工作锥度为11°。

步骤(2)中，磷化涂层的工艺条件是：总酸度55点，游离酸度7点。

步骤(3)中，所述聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液是将聚乙烯醇缩丁醛加入甲醇中，搅拌溶解而得。

雨刮臂产品合格率为55％以上。

对比例3

一种雨刮臂的拉丝工艺，将镀锌板通过超声波拉丝得到雨刮臂坯件，然后将雨刮臂坯件依次经冲孔、拉伸和粗整形得到雨刮臂；其中，超声波拉丝的具体方法是：将拉丝模预热至550℃，拉丝机的加热炉炉温升至1450℃，将镀锌板放入拉丝机进行加工，通过超声波发生器施加超声波激励，超声波频率为35khz，电源电压为280v，电流为0.5a；并且采用石墨乳作为润滑剂，拉丝速度为200mm/s，工作锥度为11°。

镀锌板在使用前进行预处理，雨刮臂坯件在冲孔前进行850℃高温抹拭处理，预处理的具体步骤如下：

(1)使用抛光机对镀锌板进行抛光处理；

(2)磷化涂层，磷化温度为65℃，磷化时间为25分钟；

(3)浸泡于质量浓度25％聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液中，超声波振荡处理2.5小时；

(4)取出后进行热处理即得，热处理的工艺条件为：以7℃/分钟升温至420℃后保温5.5小时，然后以13℃/分钟升温至580℃后保温25分钟，最后以3℃/分钟升温至680℃后保温45分钟，自然冷却。

高温抹拭处理采用燃烧的木炭实现，木炭的粒径为0.09mm，木炭的燃烧层厚度为10mm。

步骤(2)中，磷化涂层的工艺条件是：总酸度55点，游离酸度7点。

步骤(3)中，所述聚乙烯醇缩丁醛的甲醇溶液是将聚乙烯醇缩丁醛加入甲醇中，搅拌溶解而得。

雨刮臂产品合格率为43％以上。

试验例

对实施例1～5以及对比例1～3加工制成的相同规格(350mm)雨刮臂，分别考察其机械性能和耐腐蚀性，见表1。

表1.机械性能和耐腐蚀性比较

由表1可知，对比例1略去了镀锌板使用前的预处理步骤，产品的耐腐蚀性有明显下降；对比例2略去了雨刮臂坯件在冲孔前的高温抹拭处理步骤，产品的机械性能明显变差；对比例3为超声波拉丝过程中使用的润滑剂替换为单一成分石墨乳，并降低了拉丝速度，产品的机械性能和耐腐蚀性均明显变差，通常超声波拉丝在降低拉丝速度时才能明显降低拉拔力，由对比例3可知拉拔速度降低后产品性能反而变差。而实施例1～5加工得到雨刮器，具有明显较好的机械性能和耐腐蚀性，说明本发明的超声波拉丝工艺参数，以及镀锌板使用前的预处理和雨刮臂坯件在冲孔前的高温抹拭处理是非常必要的。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。