[發明專利]一種活塞鍛造模具的加工方法

有效

• 申請號: 201610196176.8
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105729079B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 程圣群;夏大亭
• 申請（專利權）人: 馬鞍山市長冶重工科技有限公司
• 主分類號: B23P15/24
• 分類號: B23P15/24
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明涉及模具加工技術領域，更具體地說，涉及一種活塞鍛造模具的加工方法。

背景技術

活塞是汽車發動機的“心臟”，承受交變的機械負荷和熱負荷，是發動機中工作條件最惡劣的關鍵零部件之一，活塞的功用是承受氣體壓力，并通過活塞銷傳給連桿驅使曲軸旋轉，活塞頂部也是燃燒室的組成部分。

鋼質活塞的關鍵點在于鍛造技術，而鍛造技術的核心在于鍛造模具，鍛造模具的精度以及使用壽命都影響到活塞的質量；活塞模具的精度越高，相應的鍛造出來的活塞的精度越高；通過不同的加工工序可以減輕模具的磨損量，進而提高使用壽命，但目前的活塞模具多是H13鋼，使用壽命大多在3000次鍛打范圍內，模具在工作中承受著很大的壓力和沖擊載荷作用，而且沖擊頻率很高，模腔和高溫金屬接觸，還要經受反復的加熱和冷卻，在時冷時熱狀態下，容易使模具的工作表面產生熱疲勞裂紋，另外熾熱金屬被強制變形時，與模具型腔表面摩擦，模具極易磨損并且硬度極低，導致使用壽命難以提高，因此，如何提高加工精度、如何延長活塞模具的使用壽命是行業內的一大難題。

眾所周知，活塞模具的型腔較深，一般為90mm，寬度較小，即便是在數控機床上，也很難保證加工精度，當刀桿較長時勢必會產生較大的震動，難以進行深腔加工?，F有技術中存在使用電火花加工技術進行模具加工的，但如果使用電火花技術加工活塞模具，由于加工面積大，型腔深，仍然存在以下問題：1)型腔較深，電火花加工時難以保證精度；2)電極磨損較大，需要不斷的更換電極，加工成本較大；3)在更換電極過程中難以保證電極的位置不發生變化，導致誤差累積，造成模具精度較差。

經過檢索發現，現有技術中存在關于活塞模具的相關技術方案，如中國專利號：ZL200620071292.9，授權公告日：2007年6月6日，發明創造名稱為：一種鋼質活塞精密鍛造模具，該申請案公開了一種鋼質活塞精密鍛造模具，包括終鍛上模和終鍛下模以及預鍛上模和預鍛下模，是兩套相對獨立的模具，在終鍛下模、預鍛下模的模具腔的內部設有排氣孔，在終鍛下模和預鍛下模的上端模具腔的邊沿處設有阻力溝，終鍛上模、終鍛下模以及預鍛上模、預鍛下模的外形都設計成圓柱形狀，采用H13材料，熱處理程度范圍HRC42-46。該專利方案只給出了活塞模具，并沒有公開具體如何進行模具加工，對于本領域技術人員來說并沒有解決上面提到的技術問題。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有技術中活塞模具使用壽命短、不易加工的不足，提供了一種活塞鍛造模具的加工方法，本發明的技術方案，通過對模具材料和加工工藝的改進，提高了模具的加工精度，減輕了模具的疲勞、裂紋現象，延長了模具的使用壽命。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種活塞鍛造模具的加工方法，其加工步驟為：

步驟1、原料準備，使用圓棒毛坯準備鍛打；

步驟2、對材料進行三墩三拔的鍛打處理，圓棒毛坯與鍛打后毛坯的鍛造比為3.8～4；

步驟3、對鍛造毛坯在580～600℃進行退火處理，爐冷24h；

步驟4、采用數控機床加工模具外表面尺寸，留1mm余量；加工活塞型腔深度至要求尺寸的0.65～0.72位置處，側壁留1mm余量；對機加工后的模具毛坯進行電火花加工，通過四次電火花加工到要求尺寸；

步驟5、對步驟4加工后的工件進行熱處理，該熱處理包括一次淬火和三次回火；

步驟6、對熱處理后的工件進行精加工和磨削處理，然后進行第四次回火。

作為本發明更進一步的改進，步驟1中所述圓棒毛坯的組分按重量百分比計為：C：0.40～0.43％，Si：1.00～1.14％，Mn：0.38～0.45％，S：≤0.010％，P：≤0.030％，Cr：5.00～5.30％，Ni：0.070～0.120％，Cu：0.010～0.035％，Mo：1.10～1.35％，其余量為Fe。

作為本發明更進一步的改進，步驟2中三墩三拔的加工過程為：將毛坯加熱到1080～1140℃℃進行第一次墩粗、拔長鍛打；然后將毛坯加熱到810～910℃，進行第二次墩粗、拔長鍛打；二次鍛打后把工件加熱到850～900℃，進行第三次墩粗、拔長鍛打。