[發明專利]一種高強度三叉萬向節的溫擠壓成形工藝及模具

有效

• 申請號: 201610491004.3
• 申請日: 2016-06-29
• 公開（公告）號: CN106040767B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 徐淑波;景財年;林曉娟;鄭偉;任國成;黃麗麗;范小紅
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: B21C23/02
• 分類號: B21C23/02;B21C25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于一種高效加工三叉萬向節的溫擠壓成形工藝及模具，尤其可以提高此種帶內花鍵的三叉萬向節的加工效率，涉及萬向節零件的溫擠壓金屬成形工藝。

背景技術

目前，常用的球形軸三叉萬向節和圓柱軸三叉萬向節大部分都是采用熱模鍛成形工藝，其熱鍛件加工精度低，同時鍛件合模線上存在飛邊或毛刺，表面因氧化而粗糙，成形過程中金屬流線分布不均或出現亂流、回流等現象，因而生產制造成本高。隨著機械工業的發展和國際競爭的日趨激烈，對萬向節產品力學性能的提高和加工制造成本的降低提出了更高的要求，尤其對加工效率提出了更高的要求。因此，萬向節的擠壓和鍛造成形技術得到了重視和發展。

溫擠壓是近年來國內外發展較快的介于冷擠壓與熱擠壓之間的一種零件精密成形工藝。溫擠壓節約能源、節約材料、生產率高，零件的強度高、重量輕、剛性好。溫擠壓適用于對常溫成形時變形抗力高、塑性差、加工硬化激烈且又很難成形的高強度金屬及耐蝕、耐熱鋼、不銹鋼、鐵合金鋼及含鉻量高的鋼等材料的加工，更適合于形狀復雜的非軸對稱異形零件的成形，在汽車、拖拉機、發動機、軍工以及航空航天等領域已成了一種不可替代的成形方法。 因此，希望有一種高效加工三叉萬向節的成形方法可以克服或減輕現有熱模鍛成型技術的上述缺陷。

發明專利申請號為2014102017647的專利提供一種萬向節溫鍛件精成形工藝，獲得的鍛件與現有技術相比，產品的尺寸精度一致性高，合格率高，但是不能提高萬向節的加工效率。發明專利申請號為2011102386633的專利采用熱-冷聯合成形方法，保證了工件的組織與產品精度，材料利用率高，但是該發明較熱成形和溫成形相比，工藝流程長，也不能提高萬向節的加工效率。為了提高萬向節的加工效率，本發明提出了一種高效加工三叉萬向節的溫擠壓成形工藝及模具技術，尤其可以提高此種帶內花鍵的三叉萬向節的加工效率和零件力學性能，涉及萬向節零件的溫擠壓金屬成形工藝。本發明能夠克服或減輕現有熱模鍛成形技術出現的加工精度低，鍛件合模線上存在飛邊或毛刺，鍛件因高溫發生晶粒長大、甚至表面因為氧化而變得粗糙，成形過程中金屬流線分布不均或出現亂流、回流等現象，獲得的鍛件成品率低，同時因為是單件生產，生產效率低，從而導致萬向節的生產成本高的缺點。

發明內容

本發明的目在于克服現有加工生產方法的弊端，提供一種生產工序少，加工工藝流程短，精度高，力學性能好，加工效率比單件鍛壓成形方法更高的帶內花鍵的三叉萬向節溫擠壓成形工藝及模具技術，首先通過劇烈塑性變形技術獲得納米高強度坯料，然后通過一次擠壓成形長條狀三叉截面長軸類毛坯件，避免多次擠壓，提供一種加工高強度40Cr三叉萬向節的工藝及模具技術。

本發明專利的技術方案是：本發明是一種高強度三叉萬向節的溫擠壓成形工藝及模具，其工藝步驟為：（一）下料制坯；（二）坯料劇烈塑性變形晶粒納米化；（三）坯料加熱、潤滑及模具預熱處理；（四）連續溫擠壓成形的帶內花鍵的三叉萬向節橫截面的型材毛坯件；（五）線切割成形多件三叉萬向節半成品件；（六）將半成品件進行切削加工成成品件，具體工藝步驟如下：

第一步下料制坯：（1）剝皮加工，對鋼材進行剝皮加工，去除材料表面的氧化皮及表面溝槽裂紋等；（2）根據產品的形狀、尺寸，以及材料的可塑性等特征制坯；

第二步：由于等通道轉角擠壓具有不改變坯料幾何形狀而能有效細化晶粒，將給定尺寸的圓柱形狀40Cr鋼棒通過徑向-等通道轉角擠壓劇烈塑性變形晶粒細化獲得40Cr納米高強度鋼棒坯料。

第三步坯料加熱、潤滑及模具預熱處理：（1）將40Cr毛坯進行酸洗處理，（2）在毛坯表面涂抹潤滑劑，（3）先將40Cr毛坯預熱至160℃左右，然后放入真空熱處理爐中加熱，并在10s內使其溫度加熱到700℃，（4）將模具預熱至200℃；

第四步連續溫擠壓成形40Cr帶內花鍵的三叉萬向節橫截面的型材毛坯件：將經過處理的坯料放入模具中，一次連續溫擠壓成形40Cr三叉萬向節截面長軸類毛坯件。該長軸類40Cr毛坯件的特征在于：一是連續溫擠壓是通過擠壓能過獲得連續成形過程，40Cr毛坯件是一次溫擠壓成形長條狀三叉萬向節截面毛坯件，避免多次擠壓，如果坯料足夠多能獲得無限長的三叉萬向節截面長軸類毛坯件，提高加工效率；

連續溫擠壓成形40Cr三叉萬向節毛坯件的設備在垂直擠是壓機上連續擠壓成形長三叉萬向節截面長軸類毛坯件。

第五步線切割成形多件帶內花鍵的三叉萬向節成品件：將連續溫擠壓成形具有三叉萬向節橫截面的長尺寸型材毛坯件，根據最終產品的尺寸要求采用線切割的方法加工成多件40Cr半成品件；