博鱼·体育登录入口一种大高径比金属棒料的墩粗方法与流程墩粗是指金属棒料在平锻机、锻锤、摩擦压力机等锻造设备上进行局部墩粗变形的工艺过程,是指使坯料高度减小而横断面积增大的锻造工序。墩粗在生产过程中应用较普遍,常见机械零件螺栓、圆销、汽车半轴杆等一般都采用金属棒料端部墩粗制造毛坯。通常棒料头部墩粗在平锻机上完成,由于平锻机(又称水平分锻机)具有两套机构,分别带动墩粗冲头和夹紧凹模,工作时先由夹紧凹模夹住棒料,然后由墩粗冲头墩粗棒料头部。同时由于平锻机墩粗滑块有较长的导向装置,可承受较大的偏心载荷因此可进行多模膛模锻,即对棒料用几个模膛进行分步的打击以实现较大的变形。
若使坯料局部截面增大则称为局部镦粗。镦粗的作用包括由横截面较小的坯料得到横截面较大而高度较小的锻件;冲孔前增大坯料横截面和平整端面;提高下一步拔长时的锻造比;提高锻件的横向力学性能和减少各向异性;反复镦粗和拔长以打碎合金工具钢中的碳化物,使其分布均匀。镦粗时应注意镦粗部分的长度与直径之比要保持合适,否则容易镦弯;坯料端面要平整且与轴线垂直,锻打用力要正,否则容易锻歪;镦粗力要足够大,否则会形成细腰形或夹层。镦粗时要考虑金属塑性的高低,控制其变形程度,对于硬度高的金属,强烈镦粗会产生纵向裂纹。
热加工金属棒料进行墩粗时,要实现金属棒料墩粗成形,其变形部分的长度lb与棒料直径d0之比(长径比)应小于3,当棒料高度与直径的比值(简称高径比)大于3时,墩粗过程坯料会产生弯曲、双鼓肚缺陷,导致工序无法完成或产品报废。目前墩粗过程采用自由太墩粗方式进行,即:将坯料加热后,直接放置于砧面上,下砧面保持不动,让上砧面平稳向下运动进行墩粗,如图4所示。这种方式墩粗坯料极易产生弯曲、双鼓肚缺陷,墩粗后坯料如图5所示,而生产中所需的坯料在墩粗后应该如图3所示,这样不仅得不到所需的坯料,还会造成资源浪费,且可能会影响其他工序的正常生产。
本发明为解决上述技术问题,提供了一种大高径比金属棒料的墩粗方法。本发明通过涂覆高温材料和在棒料两端套上墩粗模具,避免墩粗过程棒料产生弯曲、双鼓肚的缺陷,且还有成本低、周期短、操作方便、灵活性高的优点。
(1)下料:将金属棒材料进行下料坯料,锯切完成后,机加两端面,保证两端面平整且与棒料的轴线垂直,避免墩粗下压过程中受力倾斜导致弯曲;
(3)模具墩粗:墩粗前,在棒料的两端套上墩粗模具,然后置于砧面上,保持下砧面不动,控制上砧面平稳向下运动,获得所述墩粗后的目标棒料。
本申请所述含硅酸铝隔热防氧化涂料可以采用北京天力创玻璃科技开发有限公司生产的高温合金轧环工艺用保温涂料,型号为gzh-3,软化温度为:986℃,流动温度为:1103℃,主要化学成分(wt%)为:sio2;al2o3;b2o3;cao;mgo;zno;zro2;nao;cr2o3,其他余量。
进一步地,在步骤(3),所述墩粗模具为碗状,其内壁与竖直平面的夹角为∠c,且∠c=5~10°。
进一步地,在步骤(3),所述墩粗模具的内壁端口设置有圆弧,该圆弧的半径为r,且圆弧半径r=0.1~0.2d。
进一步地,在步骤(3),所述墩粗模具的尺寸为:底部内径φa=0.95d~1.05d,外径为φb=1.5φa~3φa,高度为h=(1/5~1/3)h。
大高径比金属棒料的高度较高,进行自由态镦粗时变形主要产生在棒料的两端,即靠近上、下砧面处,使得棒料两端变粗,而中间区域相对较细,即出现双鼓肚现象,如图5所示。
本申请通过采用模具和涂覆高温涂料方式结合,最大限度地避免棒料在墩粗时不会出现双鼓肚现象,模具的作用是:约束棒料两端的变形,尽可能将镦粗变形传递至棒料中间段,减小双鼓肚产生;高温涂料的作用是:在棒料中部位置加热,可降低棒料中部位置的散热效应,得到棒料中间温度高、两端温度低的状态,在镦粗过程中,高温处(棒料中间段)因流变应力低而优先发生变形,从棒料流变应力角度减小双鼓肚。
本发明的墩粗模具能够较好的把控棒料按照理想结果进行变形,其中φa值与被墩粗棒料直径匹配,避免棒料放置不稳;φb值较小时,放置不稳,较大时,模具投入成本过多;h能约束棒料两端发生墩粗变形;∠c过大时无约束效果,∠c过小会在圆角接触位置产生缺陷;r目的是平滑过度区域,避免过度区接触位置产生缺陷。
(1)本发明下料步骤通过控制两端面平整且与轴线垂直,使得棒料受力均衡,避免墩粗下压过程中受力倾斜锻歪或造成弯曲缺陷;通过在棒料中部涂刷高温涂料博鱼·体育,再进行加热处理,保证坯料在墩粗过程中两端温度低、中间温度高,使得墩粗过程中棒料中部位置优先发生变形,减轻墩粗过程中的双鼓肚缺陷;通过在棒料两端套上墩粗模具,避免墩粗过程棒料产生弯曲、双鼓肚的缺陷。
(2)本发明墩粗方法能消除或减轻高径比大于3的金属棒料在墩粗过程产生弯曲、双鼓肚的缺陷,且还有成本低、周期短、操作方便、灵活性高的优点。
为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案,下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图:
附图中:1-模具;2-坯料;3-下砧面;4-上砧面;5-目标棒料;6-实际棒料;7-双鼓肚。
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,但本发明并不局限于这些实施方式,任何在本实施例基本精神上的改进或代替,仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
(1)下料:将金属棒材料进行下料坯料,锯切完成后,机加两端面,保证两端面平整且与棒料的轴线垂直,避免墩粗下压过程中受力倾斜导致弯曲;所述棒料的直径为d,棒料的高度为h;所述棒料在墩粗前的特征为:h/d≥3;
(2)棒料加热:加热前,先在棒料中部涂刷高温涂料,然后将棒料加热;所述高温涂料是含硅酸铝隔热防氧化涂料;所述高温涂料涂刷的厚度为0.1mm;
(3)模具墩粗:墩粗前,在棒料的两端套上墩粗模具,然后置于砧面上,保持下砧面不动,控制上砧面平稳向下运动,获得所述墩粗后的目标棒料;所述上砧面向下运动的速度为5mm/s;所述墩粗模具为碗状,其内壁与竖直平面的夹角为∠c,且∠c=5~10°;所述墩粗模具的内壁端口设置有圆弧,该圆弧的半径为r,且圆弧半径r=0.1d;所述墩粗模具的尺寸为:底部内径φa=0.95d,外径为φb=1.5φa,高度为h=1/5h;所述棒料经模具墩粗后的特征为:h/d≤2。
(1)下料:将金属棒材料进行下料坯料,锯切完成后,机加两端面,保证两端面平整且与棒料的轴线垂直,避免墩粗下压过程中受力倾斜导致弯曲;所述棒料的直径为d,棒料的高度为h;所述棒料在墩粗前的特征为:h/d≥3;
(2)棒料加热:加热前,先在棒料中部涂刷高温涂料,然后将棒料加热;所述高温涂料是含硅酸铝隔热防氧化涂料;所述高温涂料涂刷的厚度为0.4mm;
(3)模具墩粗:墩粗前,在棒料的两端套上墩粗模具,然后置于砧面上,保持下砧面不动,控制上砧面平稳向下运动,获得所述墩粗后的目标棒料;所述上砧面向下运动的速度为15mm/s;所述墩粗模具为碗状,其内壁与竖直平面的夹角为∠c,且∠c=5~10°;所述墩粗模具的内壁端口设置有圆弧,该圆弧的半径为r,且圆弧半径r=0.2d;所述墩粗模具的尺寸为:底部内径φa=1.05d,外径为φb=3φa,高度为h=1/3h;所述棒料经模具墩粗后的特征为:h/d≤2。
(1)下料:将金属棒材料进行下料坯料,锯切完成后,机加两端面,保证两端面平整且与棒料的轴线垂直,避免墩粗下压过程中受力倾斜导致弯曲;所述棒料的直径为d,棒料的高度为h;所述棒料在墩粗前的特征为:h/d≥3;
(2)棒料加热:加热前,先在棒料中部涂刷高温涂料,然后将棒料加热;所述高温涂料是含硅酸铝隔热防氧化涂料;所述高温涂料涂刷的厚度为0.2mm;
(3)模具墩粗:墩粗前,在棒料的两端套上墩粗模具,然后置于砧面上,保持下砧面不动,控制上砧面平稳向下运动,获得所述墩粗后的目标棒料;所述上砧面向下运动的速度为7mm/s;所述墩粗模具为碗状,其内壁与竖直平面的夹角为∠c,且∠c=5~10°;所述墩粗模具的内壁端口设置有圆弧,该圆弧的半径为r,且圆弧半径r=0.12d;所述墩粗模具的尺寸为:底部内径φa=0.98d,外径为φb=2.0φa,高度为h=11/50h;所述棒料经模具墩粗后的特征为:h/d≤2。。
(1)下料:将金属棒材料进行下料坯料,锯切完成后,机加两端面,保证两端面平整且与棒料的轴线垂直,避免墩粗下压过程中受力倾斜导致弯曲;所述棒料的直径为d,棒料的高度为h;所述棒料在墩粗前的特征为:h/d≥3;
(2)棒料加热:加热前,先在棒料中部涂刷高温涂料,然后将棒料加热;所述高温涂料是含硅酸铝隔热防氧化涂料;所述高温涂料涂刷的厚度为0.3mm;
(3)模具墩粗:墩粗前,在棒料的两端套上墩粗模具,然后置于砧面上,保持下砧面不动,控制上砧面平稳向下运动,获得所述墩粗后的目标棒料;所述上砧面向下运动的速度为13mm/s;所述墩粗模具为碗状,其内壁与竖直平面的夹角为∠c,且∠c=5~10°;所述墩粗模具的内壁端口设置有圆弧,该圆弧的半径为r,且圆弧半径r=0.18d;所述墩粗模具的尺寸为:底部内径φa=1.02d,外径为φb=2.5φa,高度为h=3/10h;所述棒料经模具墩粗后的特征为:h/d≤2。。
(1)下料:将金属棒材料进行下料坯料,锯切完成后,机加两端面,保证两端面平整且与棒料的轴线垂直,避免墩粗下压过程中受力倾斜导致弯曲;所述棒料的直径为d,棒料的高度为h;所述棒料在墩粗前的特征为:h/d≥3;
(2)棒料加热:加热前,先在棒料中部涂刷高温涂料,然后将棒料加热;所述高温涂料是含硅酸铝隔热防氧化涂料;所述高温涂料涂刷的厚度为0.25mm;
(3)模具墩粗:墩粗前,在棒料的两端套上墩粗模具,然后置于砧面上,保持下砧面不动,控制上砧面平稳向下运动,获得所述墩粗后的目标棒料;所述上砧面向下运动的速度为10mm/s;所述墩粗模具为碗状,其内壁与竖直平面的夹角为∠c,且∠c=5~10°;所述墩粗模具的内壁端口设置有圆弧,该圆弧的半径为r,且圆弧半径r=0.15d;所述墩粗模具的尺寸为:底部内径φa=1.00d,外径为φb=2.3φa,高度为h=1/4h;所述棒料经模具墩粗后的特征为:h/d≤2。。
如图4、图5所示,与实施例5不同之处在于:在墩粗步骤采用自由态进行墩粗,即:将坯料加热后,直接放置于砧面上,下砧面保持不动,让上砧面平稳向下运动进行墩粗博鱼·体育,其他条件不变。
将本申请实施例1~5和对比例1~2的方法进行大高径比金属棒料的墩粗,结果发现对比例1方式墩粗坯料极易,有弯曲、双鼓肚的缺陷产生;对比例2方式墩粗需要进行多次加热处理,且还有弯曲、双鼓肚的缺陷产生,步骤繁琐,成本较高;而实施例1~5的方法进行墩粗均没有上述缺陷,且不会产生弯曲、双鼓肚的缺陷。
综上所述,本发明下料步骤通过控制两端面平整且与轴线垂直,使得棒料受力均衡,避免墩粗下压过程中受力倾斜锻歪或造成弯曲缺陷;通过在棒料中部涂刷高温涂料,再进行加热处理,保证坯料在墩粗过程中两端温度低、中间温度高,使得墩粗过程中棒料中部位置优先发生变形,减轻墩粗过程中的双鼓肚缺陷;通过在棒料两端套上墩粗模具,避免墩粗过程棒料产生弯曲博鱼·体育、双鼓肚的缺陷,且还有成本低、周期短、操作方便、灵活性高的优点。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同腰间的含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。
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