[發明專利]一種異種金屬復合活塞及其鍛裝工藝及鍛裝用模具

有效

• 申請號: 201110362033.7
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102397968A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 辛選榮;劉新城;史志欣
• 申請（專利權）人: 洛陽秦漢冷鍛有限公司
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21J13/02;F16J1/01
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

技術領域

本發明涉及固態熱模鍛接技術領域，具體涉及一種異種金屬經鍛裝工藝制成的復合活塞及鍛裝用模具。

背景技術

現有高壓電氣活塞全部由銅合金制成，其桿件尾部的內螺紋抗推拉強度較薄弱；且目前銅合金的材料價格比鋼的材料價格高出7-8倍，鋼的抗拉強度又高于銅合金的兩倍多。鑒于以上因素，為提高活塞整體桿件和尾部螺紋抗拉抗壓強度及降低制件成本，可將活塞桿部改為鋼制。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種異種金屬復合活塞及其鍛裝工藝及鍛裝用模具，根據活塞不同部位使用要求應用不同材質的金屬，經鍛裝工藝成一體，且鍛裝后復合活塞使用性能和可靠性均滿足高壓開關電氣部件運行要求。

為實現上述發明目的，本發明創造采用如下技術方案：

一種異種金屬復合活塞鍛裝工藝，具體包括如下步驟：

a)、將異種金屬按各自所需長度和重量下料的步驟；

b)、將活塞桿用金屬料留余量，加工成活塞桿外形，及將加工后的活塞桿料置于壓力機工作臺上的凹模內的步驟；

c)、將加熱后的活塞頭用金屬料平放入凹模內活塞桿料上，操作壓力機使凸模擠壓凹模內異種金屬成型的步驟；

d)、壓力機將鍛裝好的復合活塞頂出，將鍛裝好的復合活塞從凹模中取出空冷的步驟；

e)、然后重復操作c)-d)步驟，連續生產。

為更好的實施本發明創造，鍛裝前還包括在壓力機上將鍛裝活塞的凸凹模調試安裝的步驟。

為更好的實施本發明創造，將鍛裝前的活塞頭用金屬料加熱至650-900℃。

為更好的實施本發明創造，還包括首件鍛裝時將模具預熱到260-350℃的步驟。

為更好的實施本發明創造，所述鍛裝工藝過程中，凸模不潤滑，凹模噴涂稀石墨水。

為更好的實施本發明創造，還包括將經過空冷后的鍛裝活塞進行后續機加工，終成型的步驟。

為更好的實施本發明創造，所述活塞頭用金屬料為銅合金或鋁合金，所述活塞桿用金屬料為鋼。

本發明創造的另一目的是提供根據上述工藝生產出的活塞件。

實施異種金屬復合活塞鍛裝工藝時，擠壓鍛裝所用的模具，包括凸模和凹模，凹模設置在模座上；凸模通過凸模連接與壓力機上工作臺連接，凸模直徑尺寸對應于活塞頭大端尺寸；凹模包括凹模芯和凹模外圈，凹模外圈圈設在凹模芯外圍；凹模芯內設有與活塞頭形狀相對應的階梯孔；模座上端設有凸臺，凸臺伸進凹模孔內，且凸臺外徑尺寸對應于活塞頭小端尺寸；模座內設有中心孔，用以容納活塞桿及頂桿。

進一步的，模座設置在壓力機工作臺上時，在工作臺和模座之間設置墊板；墊板中心開孔，頂桿從孔中穿出。

由于采用了上述技術方案，本發明具有如下有益效果：

1、本發明的壓力機能夠利用現有油壓機，加熱活塞頭部用金屬料時選用箱式電加熱爐，且工藝過程中的機加也能利用現有設備；在不增加額外設備投入的基礎上均能保證活塞精加工精度要求。

2、油壓機能夠實現在幾秒鐘內就可以將異種金屬鍛裝成復合活塞，工作效率高，生產成本低廉。

3、采用鍛裝工藝的復合活塞余量小，機加工性能良好；鍛裝后活塞整體強度超過原活塞桿件部位的強度；經長期裝機其使用壽命及可靠性均達到了高壓電氣元器件的要求。

4、本發明在非焊接情況下解決了異種金屬的高強度的連接方法，使兩種金屬各盡所長。從此也節約了大量銅合金，降低了產品成本。

5、擠壓鍛裝所用的模具能夠重復使用，節約了設備投入成本。

6、機加工過程中，銅合金與鋼的切屑能做到不相互污染，用磁吸走鋼屑能使剩余的銅合金屑很純凈，可各自順利回收。

附圖說明

圖1是預鍛裝鋼件活塞桿粗加工后的結構示意圖。

圖2是成型鍛裝活塞在凸凹模內的結構示意圖。

圖中：1、凹模芯；2、凹模外圈；3、模座；4、頂桿；5、墊板；6、活塞桿；7、活塞頭；8、凸模；9、凸模連接。

具體實施方式

以下結合優選實施例對本發明進一步解釋，需說明的是，以下實施例不解釋為對本發明創造的限制。

實施例一

銅合金與鋼復合活塞的鍛裝工藝，具體包括以下步驟：

a、備料：帶鋸床下料，將銅合金和鋼鋸成各自所需的長度和重量；

b、機加工：將鋸好的鋼棒料如圖1所示進行表面加工，具體是將鋸好的鋼料先將一端面車見光，再車成一工藝槽，倒頭平端面定總長并車成外圓，并保持有槽一端潔凈；