一种叉形拉杆的加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械加工技术领域，具体设及一种叉形拉杆的加工方法。
【背景技术】
[0002] 铁路属半军事管理行业，对安全保障要求特别高。影响安全的零部件归为A、B类。 叉形拉杆类零件，是为铁路系统的大型养护机械提供刹车系统的配件，属于技术要求等级 很高的A、B类零件。它的作用是安装在铁路大型养护机车上，具体是用于火车轮刹车上的 拉杆，其使用意义非常重大。我们知道，铁路大型养护机械只有在铁路网络的窗口期，也就 是极短的时间内进行作业（1~2小时）。错过运个节点，就会影响到整个铁路运输网络的 运行，工作过程中一旦出现问题，后果不堪设想。运就对材料制件在使用过程中的安全性和 可靠性提出了更高的要求。
[0003] 现有采用25#钢、35 #钢和Q235A钢进行加工。其形式是有的用同一种材质，有的 两种材质混用。将叉头和叉杆通过焊接形成一体（即在叉头上加工一直径大小与叉杆直径 大小一致的孔，插入叉杆后再用焊接的方式完成，见图1和图2)，叉头和叉杆的焊接处仅有 焊缝高度要求，焊接处作磁粉探伤检查时或多或少的会反应出显微裂纹现象，使用中发生 多次断裂，形成了很大的安全隐患，运就带来了严重的质量问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种使用寿命长，不会产生裂纹的叉形拉杆加工方法。 阳〇化]本发明的技术方案是运样实现的：一种叉形拉杆的加工方法，包括W下步骤：取 40化钢材整体锻造为由叉头和叉杆一体成型的毛巧工件，然后将毛巧工件进行正火工艺处 理，即加热到800°C~900°C，保溫，冷却后粗加工，随后经热处理调质工序（泽火+高溫回 火），再经精加工，即得。
[0006] 毛巧工件首先经过正火工艺，因为工件粗加工余量大，先将工件硬度降低，利于切 肖IJ。采用正火加工工件，可获得更加细小的珠光组织，弥散度更大，更好地能增加机械性能， 还具有生产周期短，设备利用率高，成本较低的优点。
[0007] 为优选出适合的钢材进行锻造，特进行W下试验进行比较。试验结果详见表1。 阳00引表1各钢材料的性能比较
[0009]
阳010] 表1中：曰0. 2为屈服极限；曰为抗拉强度；s为材料的延伸率；il)为断面收缩 率。 W11] 本发明中所采用40化钢材中含有0. 37 % -0. 44 % (质量百分比）的C、 0. 17% -0.37% (质量百分比）的Si、0. 5% -0.8% (质量百分比）的Mn和0.8% -1. 1% (质量百分比）的化。其中，含碳量太低，强度及硬度将不足，太高则塑性及初性降低，为保 证热处理后有足够的强度，良好的塑性和初性，选择该范围的含碳量。还含有化、Si、Mn等 元素，可提高泽透性，调质处理后有良好的综合机械性能。
[0012] 对比W上材料机械性能，用40化材质符合对叉杆的要求，其具有很高的强度及硬 度，同时又有很好的塑性及初性，具备较好的综合机械性能。
[0013] 优选的，在所述整体锻造时，叉头和叉杆的结合部采用圆弧过渡，该圆弧过渡段的 圆弧为R10~20。结合部设有圆弧过渡段，能更好地提高叉形拉杆的安全性和可靠性，既能 消除应力分布不均或应力集中的问题，又能满足叉形拉杆的工况的使用要求。
[0014] 特别优选的，所述加热的溫度为850°C。
[0015] 优选的，所述保溫的时间为30min~150min。
[0016] 优选的，所述热处理调质工序是将工件加热到820°C~880°C油泽冷却后，随后经 高溫回火工艺，即将工件加热到500°C~680°C，保溫30min~150min后，冷却至室溫。
[0017] 泽火是指将钢材加热到相变溫度W上，保溫一段时间，然后快速冷却的一种方法。 一般是为了得到高硬度的马氏体组织，但对某些高合金钢，如不诱钢、耐磨钢，则是为了获 得单一均匀的奥氏体组织，W分别提高其耐磨性和耐腐蚀性。
[0018] 在油泽溫度不变的条件下，对泽火后火热处理的各项性能进行了研究，试验结果 见表2和表3。
[0019] 表2 40化泽火后火热处理的各项性能指标（平均值）
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[0021] 表2中：曰0. 2为屈服极限；曰为抗拉强度；s为材料的延伸率；il)为断面收缩 率。
[0022] 表3 40化热处理后冲击初性的对比
[0023]
[0024] 本发明经过40化钢材整体锻造，加热到800°C~900°C，保溫，冷却后粗加工，随后 经热处理调质工序，具有良好的综合力学性能、低溫冲击初度及缺口敏感性，泽透性良好， 油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷复杂形状的零件时，容易产生裂纹，冷弯塑性一般，切 削加工性好，但焊接性不好，容易产生裂纹。主要适用于制造较重要的调质零件，如汽车换 向节、连杆、螺栓、进气阀、重要齿轮轴、曲轴、曲柄、汽轮发电机环形锻件等。
[00巧]将40化泽火后，再高溫回火，可获得索氏体组织，能得到强度、塑性、初性都较好 的综合机械性能。40化钢材的原始组织为球状珠光体，由于球状的接触面积小，同时铭能阻 碍碳的扩散，而铭本身的扩散速度也较慢，因此加热溫度要选择上限，且保溫时间要加长， 否则球状渗碳体很难完全烙解而被保留下来，造成泽火后强度及硬度下降。
[00%] 本发明还提供了一种所述加工方法所得的叉形拉杆。
[0027] 本发明的有益效果在于：
[0028] (1)在结构方面，相比现有叉头与叉杆通过焊接形成一体的结构（即在叉头上钻 一直径与叉杆相匹配的孔，插入叉杆后再焊接的结构），焊接件一般容易出现咬边、焊瘤、凹 陷及焊接变形等缺陷，有时表面还有气孔、夹確的现象发生。在叉形拉杆的使用过程中，运 些缺陷极易导致焊接处出现裂纹现象，虽然焊接件已经经过预热、焊后消除应力处理，但由 于焊接材料及焊接方式、焊接人员、环境等外部因素，可直接导致焊接处焊点不均匀，出现 应力集中，发生裂纹等焊接缺陷，从而影响到产品的质量。本发明通过一体成型，在叉头与 叉杆结合的部分不再采用焊接方式，而通过整体锻件的方式，在锻件时，可通过使用铁键或 压力来实现，建造了精致的颗粒结构，并改进了金属的物理属性，同时很好地解决了焊接件 的焊接缺陷。
[0029] (2)因为叉形拉杆的工作条件，要求其具有较强的强度和抗疲劳性能，同时又要求 具有足够的刚性和初性。采用40化钢材料，虽然具有很高的强度，但同时对应力集中很敏 感。工件受力时，力流方向在过渡圆角区急剧转折时过于密集就会引起应力集中，因此应尽 量避免局部结构变化过大，使力流趋向平缓，所W对工件的过渡圆角要求相对严格。采取增 大过渡圆角，使结构过