[發明專利]一種長軸含孔型轉向臂及其精密成型工藝

有效

• 申請號: 201811074762.0
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109158836B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 周佑才;王青青
• 申請（專利權）人: 昆山眾誠精密鍛造有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B63H25/06;B63H25/00
• 代理公司: 蘇州知途知識產權代理事務所(普通合伙) 32299
• 代理人: 陳瑞瀧;張錦波

本發明涉及一種長軸含孔型轉向臂及其精密成型工藝，采用“下料?中頻感應加熱?局部鐓粗?壓扁?鍛造?沖孔、切邊?整形?調質?噴丸”一體化的長軸含孔型轉向臂成形技術；所述鍛造進一步包括預鍛和精鍛，很好地解決了連接端部不易成型以及連接端部內孔難以控制形狀的問題；對坯料一次加熱后，采用余熱逐步進行壓扁?鍛造?沖孔、切邊?整形等工藝，減少了加熱次數，提高了工件成形效率及精度；調質工序能夠使鍛件得到較好的金相組織，較均勻的珠光體+鐵素體1級、晶粒度8級；本發明還對棒料毛坯的材料進行了設計優化，使最終得到的長軸含孔型轉向臂的力學性能良好，具有良好的強韌性匹配，硬度達到22HRC以上。

技術領域

本發明涉及一種長軸含孔型轉向臂及其精密成型工藝，屬于輪船零部件制造技術領域。

背景技術

轉向臂是動力轉向器的關鍵傳動件，為了使轉向臂軸能與其它轉向齒輪進行嚙合，在轉向臂軸上需要設置輪齒。目前，很多船舶轉向系統的轉向臂為長軸含孔型結構，其包括轉向臂軸及設置在轉向臂軸一端膨大的連接端部，所述連接端部的中部為邊緣具有輪齒的內孔。輪船轉向臂的工作環境惡劣，尺寸精度要求高，但由于連接端部部分相對轉向臂軸的寬度較大，且連接端部的形狀極其復雜，鍛造成形難度大，成品率低。

然而，長軸含孔型轉向臂的傳統成型工藝采用圓柱形鋼坯直接模鍛得到鍛件，該工藝良品率較低，連接端部的尺寸精度差，內孔區域易出現缺陷，并且鍛件整體的力學性能不穩定。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為解決現有長軸含孔型轉向臂的鍛造成形難度大、成品率低的技術問題，提供一種長軸含孔型轉向臂及其精密成型工藝。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種長軸含孔型輪船轉向臂的鍛造工藝，包括如下步驟：

加熱：將棒料毛坯使用中頻感應加熱至1150℃～1200℃；

局部鐓粗：將棒料毛坯的一端插進模孔中，另一端進行軸向鐓粗處理，鐓粗溫度控制在1100℃～1150℃，模孔直徑滿足轉向臂轉向臂軸所需的尺寸；

壓扁：對棒料毛坯的鐓粗部分進行壓扁矯正，壓扁溫度控制在1050℃～1100℃，得到預成形胚料；

鍛造成形：將預成形的胚料進行鍛造成形，鍛造成形溫度為850℃～1050℃；

沖孔、切邊：對鍛造成形后的鍛件進行沖孔、切邊，得到凈鍛件，溫度控制在750℃～850℃；

調質：將凈鍛件冷卻至室溫后，再加熱到840-860℃，保溫2-5小時，淬火，再進行620-680℃回火處理，此操作能夠獲得致密的組織和良好的力學性能；

噴丸：對調質后的工件進行表面噴丸處理，以去除表面氧化皮，提升工件疲勞強度，制得長軸含孔型轉向臂。

優選地，所述鍛造包括預鍛和精鍛，預鍛和精鍛均為開式模鍛，通過預鍛得到轉向臂外邊緣帶有飛邊的預鍛件，通過精鍛得到轉向臂外邊緣帶有飛邊及內孔帶有連皮的終鍛件，通過預鍛和精鍛使鍛件整體外形合理成型，連接端部的復雜輪廓部分充填完整。

優選地，所述預鍛溫度控制在950℃～1050℃，所述精鍛溫度控制在850℃～950℃。

優選地，所述棒料毛坯包含如下重量份的組分：0.46～0.54wt％碳，0.17～0.37wt％硅,0.50～0.80wt％錳，0.90～1.20wt％鉻，0.15～0.3wt％鉬，0.85～1.3wt％鎳，1.5～2.3wt％鎢，0.7～1.3wt％鈷，其余為鐵。

優選地，對鍛件進行沖孔、切邊后還包括對凈鍛件連接端部的內孔進行整形的過程，溫度控制在650℃～750℃，整形工藝利用的是鍛件余熱，無需二次加熱，同時能夠保證鍛件獲得較好的整形效果。