一种活塞杆锻造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械锻造领域，更具体地说，本发明涉及一种活塞杆锻造工艺。
【背景技术】
[0002] 活塞杆，顾名思义，是支持活塞做功的连接部件，大部分应用在油缸、气缸运动执 行部件中，是一个运动频繁、技术要求高的运动部件，活塞是曲柄连杆机构中的主要零件之 一，活塞杆主要用于液压气动、工程机械、汽车制造用活塞杆，塑料机械的导柱，包装机械、 印刷机械的辊轴，纺织机械，输送机械用的轴心，直线运动用的直线光轴，但目前，活塞杆锻 造工艺存在一些问题，机加工的工作量非常大，导致机器器材、刀具等消耗快，换取频繁，原 材料的浪费也较多，导致生产成本高，活塞杆的生产效率低；而且，其加工过程较为简单，其 质量与理想偏差较大，质量得不到保障，导致其生产率不高；另一方面，材料的性能也不是 很好，产品精度，硬度以及位置尺寸等方面仍存在很大的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的问题是提供一种工作效率高，节省刀具和原材料的活塞杆锻造 工艺。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种活塞杆锻造工艺，包括如下步 骤： (1) 加热：对工件以30- 50°C/h的升温速率升至820- 860°C，保持20- 40分钟，然后 60- 80°C/h的升温速率加热至1050~IKKTC，保持10 - 20分钟，再正常空冷至950~ 1000 0C； (2) 锻造：分为头部锻造和杆部锻造，头部锻造的方法为模锻，所使用工具为3t型锻 锤，杆部锻造的方法为自由锻，所使用的工具为2t型锻锤； (3) 初步热处理：采用正火方法进行热处理工艺，将钢件加热到Ac3以上30- 50度后， 随炉温缓慢冷却； (4) 粗加工：分三步进行，第一步，划线：划工件两端中心孔线，第二步，钳工：钻工件两 端中心孔，第三步，粗车：车外圆； (5) 后续热处理：采用调质方法进行热处理工艺，将工件加热到比淬火时高10 - 20度 的温度，保温后进行淬火，然后在400- 720度的温度下进行回火处理； (6) 精加工：分五步进行，第一步，精车：两顶尖装夹工件，车工件两端，保证1:20的锥 度，第二步，粗磨：两顶尖装夹工件，先对工件的长度和直径进行粗磨，然后对工件的锥度进 行粗磨，第三步，车：两顶尖装夹工件，先车螺纹，然后切槽，最后倒角，第四步，精磨：两顶 尖装夹工件，先对工件的长度和直径进行精磨，然后对工件的锥度进行精磨； (7) 除锈：使用浓度为10% - 25%的稀硫酸进行除锈工艺； (8) 除油：采用碱洗方式进行除油工艺； (9) 烘干； (10)焊接。
[0005] 优选的，所述步骤（4)中划线工艺的工具为千分表。
[0006] 优选的，所述步骤（4)中粗车工艺留有加工余量1. 2_，所述步骤（6)中精车工艺 留有加工余量1mm。
[0007] 优选的，所述步骤（6)中粗磨工艺的留磨量均为0. 08 -0. 10mm，所述步骤（6)中 精磨工艺的留磨量均为〇. 04~0. 05mm。
[0008] 优选的，所述步骤（6)中粗磨工艺使用的工具均为砂轮。
[0009] 优选的，所述步骤（6)中精磨工艺使用的工具均为金刚石磨具。
[0010] 有益效果：采用本发明的技术方案，活塞杆的头部和杆部分开进行锻造，结构复杂 的头部锻造的方法为模锻，工具为3t型锻锤，结构相对简单的杆部锻造的方法为自由锻， 工具为2t型锻锤，显著提高了活塞杆的生产效率，也减少了机加工的工作量，节省了刀具 和原材料，生产成本较低，粗加工工艺和精加工工艺相结合，对其进行深度，平行度以及尺 寸各方面的加工锻造，以的到质量更佳的产品，增大了产品生产率，热处理工艺采用正火的 方式，细化组织，改善材料的性能，获得接近平衡状态的组织，而且，其冷却速度相对较快， 硬度较大，通过粗加工和精加工相结合，使其产品精度，硬度以及位置尺寸等方面得到大大 的提升，提商了生广率。
[0011] 加热工艺主要是可以起到预热工件的作用，使其具有一个良好的缓冲过程，降低 工件和模具由于温度的巨变而发生形变、质变等问题，同时本方案中采用的加热工艺较简 单，便于工人操作，出错几率小。
[0012] 锻造工艺进行该工艺主要的步骤，通过将活塞杆的头部和杆部分开进行锻造，结 构相对简单的杆部锻造的方法为自由锻，自由锻生产所用工具简单，可结构复杂的头部锻 造的方法为模锻，模锻生产的锻件尺寸精确、加工余量较小，而且生产率高。
[0013] 初步热处理采用正火的方法，主要作用在于去除材料的内应力，降低材料的硬度， 为接下来的加工做准备，细化组织，改善材料的性能，获得接近平衡状态的组织。
[0014] 粗加工工艺通过划线，钳工以及粗车，标出中心孔线，钻出中心孔，粗车外圆至规 定的尺寸，对相对简单操作的要求，通过操作简单的粗加工步骤解决，进一步提高了活塞杆 的生产效率，也减少了机加工的工作量，节省了刀具和原材料。
[0015] 后续热处理采用调质方法进行，改善切削加工性能，提高加工表面光洁程度；减小 淬火时的变形和开裂，获得良好的综合力学性能，先进行后续热处理再进行精加工，其目的 在于保证粗加工的效果，同时，提供精加工所需要的温度要求。
[0016] 精加工工艺其目的在于测量以及调整锻件的位置尺寸，以及处理锥度、纹路、切槽 和角等问题，使其通过进一步修研已达到生产要求，进一步提高了产品的生产率以及质量。
【具体实施方式】
[0017] 品种：工件选择38CrMoAlA经渗氮处理的合金结构钢。
[0018] 实施例1 : 该工艺分十步进行，先进行（1)加热：对工件以30°C/h的升温速率升至820°C，保持20 分钟，然后60°C/h的升温速率加热至1050°C，保持10分钟，再正常空冷至950°C，然后进 行（2)锻造：所使用3t型锻锤对头部采用模锻，使用2t型锻锤杆部采用自由锻；然后进行 (3)初步热处理：采用正火方法进行热处理工艺，将钢件加热到Ac3以上30- 50度后，随炉 温缓慢冷却，再进行（4)粗加工：首先使用千分表划两端中心孔线，然后钻两端中心孔，最 后夹一端，顶尖顶另一端，粗车外圆并，留有加工余量I. 2mm，然后进行（5)后续热处理：采 用调质方法进行热处理工艺，将工件加热到比淬火时高10度的温度，保温后进行淬火，然 后在400度的温度下进行回火处理，再然后进行（6)精加工：分五步进行，第一步，精车：两 顶尖装夹工件，车工件两端，保证1:20的锥度，并留有加工余量1mm，第二步，粗磨：两顶尖 装夹工件，使用砂轮先对工件的长度和直径进行粗磨，然后对工件的锥度进行粗磨，留磨量 均为0. 08mm，第三步，车：两顶尖装夹工件，先车螺纹，然后切槽，最后倒角，第四步，精磨： 两顶尖装夹工件，使用金刚石磨具先对工件的长度和直径进行精磨，然后对工件的锥度进 行精磨，留磨量均为〇. 〇4mm,然后进行（7)除锈,使用浓度为10%的稀硫酸进行除锈工艺,然 后进行（8)除油：采用碱洗方式进行除油工艺，再进行（9)烘干，最后进行（10)焊接。
[0019] 实施例2: 按所述的相同步骤重复进行实施例1，不同之处在于：对锻件以40°C/h的升温速率升 至840°C，保持30分钟，然后70°C/h的升温速率加热至1080°C，保持15分钟，再正常空冷 至980°C，初步热处理步骤中将钢件加热到Ac3以上40度，后续热处理步骤中将工件加热到 比淬火时高15度，在560度的温度下进行回火处理，精加工步骤中粗磨的留磨量为0. 09mm， 精磨的留磨量〇. 〇45mm，除锈时使用20%稀硫酸。
[0020] 实施例3 : 按所述的相同步骤重复进行实施例1，不同之处在于：对锻件以50°C/h的升温速率升 至860°C，保持40分钟，然后80°C/h的升温速率加热至IKKTC，保持20分钟，再正常空 冷至KKKTC，初步热处理步骤中将钢件加热到Ac3以上50度，后续热处理步骤中将工件 加热到比淬火时高20度，在720度的温度下进行回火处理，精加工步骤中粗磨的留磨量为 0? 10mm，精磨的留磨量0? 05mm，除锈时使用25%稀硫酸。
[0021] 经过以上工艺处理后，分别取出布料样品，测量结果如下：
【主权项】
1. 一种活塞杆锻造工艺，其特征在于，包括如下步骤： (1) 加热：对工件以30- 50°C/h的升温速率升至820- 860°C，保持20- 40分钟，然后 60- 80°C/h的升温速率加热至1050~IKKTC，保持10 - 20分钟，再正常空冷至950~ 1000 0C； (2) 锻造：分为头部锻造和杆部锻造，头部锻造的方法为模锻，所使用工具为3t型锻 锤，杆部锻造的方法为自由锻，所使用的工具为2t型锻锤； (3) 初步热处理：采用正火方法进行热处理工艺，将钢件加热到Ac3以上30- 50度后， 随炉温缓慢冷却； (4) 粗加工：第一步，划线：划工件两端中心孔线；第二步，钳工：钻工件两端中心孔；第 三步，粗车：车外圆； (5) 后续热处理：采用调质方法进行热处理工艺，将工件加热到比淬火时高10 - 20度 的温度，保温后进行淬火，然后在400- 720度的温度下进行回火处理； (6) 精加工：第一步，精车：两顶尖装夹工件，车工件两端，保证1:20的锥度；第二步，粗 磨：两顶尖装夹工件，先对工件的长度和直径进行粗磨，然后对工件的锥度进行粗磨；第三 步，车：两顶尖装夹工件，先车螺纹，然后切槽，最后倒角；第四步，精磨：两顶尖装夹工件， 先对工件的长度和直径进行精磨，然后对工件的锥度进行精磨； (7) 除锈：使用浓度为10% - 25%的稀硫酸进行除锈工艺； (8) 除油：采用碱洗方式进行除油工艺； (9) 烘干； (10) 焊接。
2. 按照权利要求1所述的一种活塞杆锻造工艺，其特征在于：所述步骤（4)中划线工 艺的工具为千分表。
3. 按照权利要求1所述的一种活塞杆锻造工艺，其特征在于：所述步骤（4)中粗车工 艺留有加工余量I. 2mm，所述步骤(6)中精车工艺留有加工余量1mm。
4. 按照权利要求1所述的一种活塞杆锻造工艺，其特征在于： 所述步骤（6)中粗磨工艺的留磨量均为0. 08 -0. 10mm，所述步骤（6)中精磨工艺的留 磨量均为0. 04~0. 05mm。
5. 按照权利要求1所述的一种活塞杆锻造工艺，其特征在于：所述步骤（6)中粗磨工 艺使用的工具均为砂轮。
6. 按照权利要求1所述的一种活塞杆锻造工艺，其特征在于：所述步骤（6)中精磨工 艺使用的工具均为金刚石磨具。
【专利摘要】本发明公开了一种活塞杆锻造工艺，所述活塞杆包括头部和杆部，所述活塞杆锻造工艺包括下述工艺：加热、锻造、正火、粗加工、热处理、精加工、除锈、除油、烘干、和焊接，其中活塞杆的头部和杆部分开进行锻造，所述头部锻造的方法为模锻，所述杆部锻造的方法为自由锻，显著提高了活塞杆的生产效率，也减少了机加工的工作量，节省了刀具和原材料，生产成本较低，采用正火的方式，细化组织，改善材料的性能，获得接近平衡状态的组织，而且，其冷却速度相对较快，硬度较大，通过粗加工和精加工相结合，使其产品精度，硬度以及位置尺寸等方面得到大大的提升，提高了生产率。
【IPC分类】B23P15-00
【公开号】CN104690494
【申请号】CN201310640879
【发明人】林凤俊
【申请人】林凤俊
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月4日