一种软基合金高光洁度内孔的精整强化方法
【专利摘要】本发明涉及一种软基合金高光洁度内孔的精整强化方法，属于合金材料精密塑性成形领域。所述方法先在软基合金板材上预冲制直径小于制件孔直径的预冲孔，再用成形冲头过盈挤压，使孔壁材料压缩发生塑性变形，在塑性区内形成具有一定深度的应变强化层。当制件孔用于机械连接时，强化层内宏观残余压应力有助于降低承载部位周围的拉应力，减小孔侧壁等效应力幅值，产生抗疲劳增益作用，提高孔连接的可靠性和寿命。由于孔壁塑性变形不可恢复，孔的几何尺寸精度在精整后得到保证，同时，冲子挤压孔壁发生微塑性变形，压平了软基材料预冲孔壁残留的微观裂纹和断裂毛刺带，使内孔壁表面微凸凹和微裂纹得到精整弥合，提高了孔内表面的光洁度和连接强度。
【专利说明】一种软基合金高光洁度内孔的精整强化方法 【【技术领域】】
[0001] 本发明专利属于合金材料精密塑性成形领域，更具体地说，涉及一种软基合金高 光洁度内孔的精整强化方法。 【【背景技术】】
[0002] 在特高压输电线塔、导电铜排以及高速铁路高强高导引线框架中，需要加工出大 量用于精密导电连接的内孔（单孔或孔阵列），如附图1所示。现有加工工艺方案为：钻、 扩铰孔+多道次磨削。内孔在进行切削加工时，由于基体材料是软基合金，容易产生"粘刀" 现象。"粘刀"现象会使加工内孔的尺寸精度和表面光洁度难以保证，当内孔壁处的粗糙度 过大时，会减小通电状态下的有效通流面积，出现接触不良、闪弧氧化现象。同时，多道次磨 肖IJ，费时费力，增加了制造成本。 【
【发明内容】
】
[0003] 为了克服导电连接孔在通电状态下的闪弧现象，提高机械连接强度，基于金属塑 性形变强化理论，本发明公开一种软基合金高光洁度内孔的精整强化方法，适用于单孔或 孔阵列，能有效地提高软基合金内孔壁的强度和光洁度。
[0004] 本发明的技术方案如下：
[0005] -种软基合金高光洁度内孔的精整强化方法，包括以下步骤：
[0006] 首先，在软基合金板材上预冲制直径小于制件孔直径的预冲孔，所述预冲孔的直 径等于所述制件孔的直径减去两倍的绝对挤压量，所述绝对挤压量S由公式
[0007]
【权利要求】
1. 一种软基合金高光洁度内孔的精整强化方法，其特征在于包括以下步骤： 首先，在软基合金板材上预冲制直径小于制件孔直径的预冲孔，所述预冲孔的直径等 于所沭制件孔的首籽减去西倍的绝对辂景·所沭绝对挤压量δ由公式
确定，其中σ s是软基合金材料的屈服强度，E是软基合金材料的弹性模量，e为所述预 冲孔的中心到厚板边缘最近的距离，d为所述预冲孔的直径，rs为孔壁周围塑性强化层深； 再用直径等于所述制件孔直径的成形冲头对所述预冲孔进行匀速过盈挤压，使所述预 冲孔内壁发生塑性变形，从而使所述预冲孔的直径符合制件孔设计要求。
2. 根据权利要求1所述的一种软基合金高光洁度内孔的精整强化方法，其特征在于： 所述绝对挤压量δ与孔壁周围塑性强化层深rs关系由如下公式确定：
所述绝对挤压量δ是预冲孔到制件孔的半径变形量，所述塑性强化层深是制件孔的 中心到孔壁材料弹塑性交界面的距离，〇s是软基合金材料的屈服强度，E是软基合金材料 的弹性模量；当r s = e时，即得最大绝对挤压量δ _，δ _由如下公式确定：
3. 根据权利要求1所述的一种软基合金高光洁度内孔的精整强化方法，其特征在于： 所述成形冲头挤压对所述预冲孔形成的径向干涉载荷P由如下公式确定：
4. 根据权利要求1所述的一种软基合金高光洁度内孔的精整强化方法，其特征在于： 所述预冲孔的直径范围为4?60mm，孔边距e/d为1. 75 < e/d < 2,所述e为所述预冲孔 的中心到厚板边缘最近的距离，所述d为所述预冲孔的直径。
5. 根据权利要求1所述的一种软基合金高光洁度内孔的精整强化方法，其特征在于： 所述成形冲头对所述预冲孔的挤压相对过盈量ε为2%?4. 5%，所述挤压相对过盈量ε 为所述预冲孔到所述制件孔的半径变形量与所述制件孔直径的百分比。
6. -种用于权1所述精整强化方法的成形冲头，其特征在于：所述成形冲头由预冲孔 部分和精整强化部分组成，其强化精整部分高度为3mm，所述预冲孔部分用于在软基合金材 料上挤出预冲孔，所述精整强化部分用于对所述预冲孔进行匀速过盈挤压，使所述预冲孔 内壁发生塑性变形。
7. 根据权利要求6所述的成形冲头，其特征在于：所述成形冲头与固定连接杆采用螺 纹连接，该固定连接杆大端固定于压机上，所述固定连接杆螺纹供直径相差2、4、6mm的三 组孔系成形冲头连接。
8. 根据权利要求6所述的成形冲头，其特征在于：所述成形冲头表面抛光并在其表层 进行镀铅处理。
【文档编号】C22F1/08GK104372273SQ201410479357
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】王成勇, 鲁志兵, 陈勇章, 王可胜, 张鹏 申请人:合肥金海康五金机械制造有限公司