輪轂軸承單元套圈鍛造余溫正火工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)械工程領(lǐng)域與汽車零部件制造行業(yè)，特別涉及一種輪轂軸承單元套 圈鍛造余溫正火的工藝流程。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有的齒輪鍛坯的熱處理工藝中，采用了鍛造余溫的等溫正火工藝，充分利用 鍛造余熱實現(xiàn)正火而避免了二次升溫加熱，該工藝的特征為：把原材料加熱至始鍛溫度 進(jìn)行鍛造成形，再通過空冷把始鍛溫度降低到某特定溫度后進(jìn)入到保溫爐中保溫一定時 間，最后出爐空冷至室溫。該工藝技術(shù)主要被應(yīng)用于包括20CrMnTi、25MnCr5、28MnCr5、 20CrNiMo、SAE8620等材料的汽車齒輪。
[0003] 但是上述鍛造余溫的等溫正火工藝的缺點如下：
[0004] (1)保溫時間周期較長，一般在60min以上，由于鍛造是一個過程，先進(jìn)行鍛造與 后進(jìn)行鍛造的樣件進(jìn)入保溫爐中實際停留的時間并不相同，在完成組織轉(zhuǎn)變后的部分樣件 仍被保溫對能源是一種浪費(fèi)；
[0005] (2)需要在鍛造設(shè)備附近單獨(dú)配備一臺加熱爐，設(shè)備及其工藝成本較高；
[0006] (3)該工藝在特定結(jié)構(gòu)輪轂單元套圈鍛造中（通用材料為SAE1055與55號鋼）沒 有做出過論證，其應(yīng)用可行性尚不明確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的是提供一種輪轂軸承單元套圈鍛造余溫正火工藝，該工藝的實施提升 現(xiàn)有輪轂軸承單元套圈零件的基體硬度和強(qiáng)度，并細(xì)化晶粒，省略普通正火工序，在提升產(chǎn) 品力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低工藝成本。
[0008] 為解決上述問題，本發(fā)明提供了 一種輪轂軸承單元套圈鍛造余溫正火工藝，包括 以下步驟：
[0009] 步驟一：通過直讀光譜儀對輪轂軸承單元套圈的通用材料進(jìn)行元素檢測，選用符 合相應(yīng)牌號元素規(guī)定范圍的作為原材料；
[0010] 步驟二：采用剪切或鋸切方式將原材料下料為圓柱形的坯料，下料長度根據(jù)鍛件 圖來設(shè)計；
[0011] 步驟三：坯料逐段被置于加熱爐中加熱，每段坯料在中頻爐中被加熱到1050°C~ 1150°C ;加熱后的坯料被推桿推出中頻爐，中頻爐出口處的溫度傳感器對坯料的溫度進(jìn)行 監(jiān)控，對溫度不在1050°C~1150°C范圍內(nèi)的坯料進(jìn)行剔除，溫度在1050°C~1150°C范圍內(nèi) 的坯料被傳送帶輸送到鐓粗工序；
[0012] 步驟四：坯料在鐓粗設(shè)備上進(jìn)行鐓粗后獲得鼓形毛坯，氧化皮得到消除；
[0013] 步驟五：鼓形毛坯被傳送帶輸送至鍛造設(shè)備鍛造成形得到鍛件；
[0014] 步驟六：若采用的是開式鍛造，則需要對鍛件的飛邊進(jìn)行切除；若采用的是封閉 鍛造，鍛件無飛邊，不需要切除；
[0015] 步驟七：從步驟四到步驟六的三步總時間控制在40秒以內(nèi)完成，完成前面六個步 驟后，獲得的鍛件被逐個放置于冷卻裝置的入口處，在入口處配置溫度傳感器監(jiān)控鍛件的 溫度，對于溫度不在850°C~950Γ范圍內(nèi)的鍛件通過分選裝置被識別并剔除。
[0016] 步驟八：溫度在850°C~950°C范圍內(nèi)的鍛件逐個進(jìn)入冷卻裝置進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，在 160秒內(nèi)鍛件溫度下降到550°C~650°C，冷卻后的鍛件從冷卻裝置輸出并進(jìn)入料框在空氣 中堆冷。
[0017] 優(yōu)選地，所述通用材料為SAE1055鋼或55#鋼，所述原材料為30mm~IOOmm的圓 棒。
[0018] 優(yōu)選地，在步驟二中采用剪切設(shè)備或鋸床對原材料下料。
[0019] 優(yōu)選地，坯料在中頻爐中加熱時，中頻爐的溫度波動范圍為0°C~50°C。
[0020] 優(yōu)選地，在步驟五中，通過一套模具一次性鍛造成形獲得鍛件的輪廓；或者通過預(yù) 鍛模具和終鍛模具兩次成形獲得鍛件的輪廓。
[0021] 優(yōu)選地，在鍛造成形過程中同時進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，降低鍛件溫度。
[0022] 優(yōu)選地，鍛造成形得到的鍛件的溫度為850°C~950°C范圍內(nèi)。
[0023] 優(yōu)選地，步驟八中通過空氣流的換熱方式進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。
[0024] 優(yōu)選地，所述鍛件在冷卻裝置的輸送帶上進(jìn)行對流換熱。
[0025] 優(yōu)選地，所述輸送帶上方或下方的風(fēng)扇組制造空氣流。
[0026] 本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及效果：1、該工藝的實施能夠使得輪轂軸承單 元套圈的基體硬度達(dá)到240HB以上，屈服強(qiáng)度達(dá)到450MPa以上，抗拉強(qiáng)度達(dá)到800MPa以 上，斷后延伸率達(dá)到13%以上，基體組織晶粒度不低于3. 5級，組織均勻性在1-4級范圍內(nèi)， 提升現(xiàn)有輪轂軸承單元套圈零件的基體硬度和強(qiáng)度，并細(xì)化晶粒。2、省略普通正火工序，在 提升產(chǎn)品力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低工藝成本。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明輪轂軸承單元套圈鍛造余溫正火工藝原材料下料的示意圖。
[0028] 圖2是本發(fā)明輪轂軸承單元套圈鍛造余溫正火工藝第一種鍛造過程示意圖。
[0029] 圖3是本發(fā)明輪轂軸承單元套圈鍛造余溫正火工藝第一種強(qiáng)制冷卻過程示意圖。
[0030] 圖4是本發(fā)明輪轂軸承單元套圈鍛造余溫正火工藝第二種鍛造過程示意圖。
[0031] 圖5是本發(fā)明輪轂軸承單元套圈鍛造余溫正火工藝第二種強(qiáng)制冷卻過程示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 實施例一
[0033] 鍛造廠家從鋼廠采購長度為6000mm，直徑為60mm的通用材料SAE1055鋼或55# 鋼，通過直讀光譜儀對輪轂軸承單元套圈的通用材料進(jìn)行元素檢測，選用符合SAE1055鋼 或55#鋼相應(yīng)牌號元素規(guī)定范圍的作為原材料。參照圖1，通過鋸床對原材料進(jìn)行分段鋸切 下料，原材料被下料為長度80_、直徑為60mm的圓柱形的還料。
[0034] 坯料逐段被置于中頻爐中加熱，中頻爐的溫度波動范圍最好為0°C~50°C，每段 坯料在中頻爐中被加熱到1050°C~1150°C ;加熱后的坯料被推桿推出中頻爐，中頻爐出口 處的溫度傳感器對坯料的溫度進(jìn)行監(jiān)控，對溫度不在1050 °C~1150 °C范圍內(nèi)的坯料進(jìn)行 剔除，溫度在1050°C~1150°C范圍內(nèi)的坯料被傳送帶輸送到鐓粗工序。
[0035] 參照圖2,高溫的坯料被輸送帶輸送至鐓粗設(shè)備處通過上下兩塊平面模而進(jìn)行自 由鐓粗，坯料被鐓粗為高度65mm的鼓形毛坯，表面氧化皮被有效去除。鼓形毛坯被傳送帶 輸送至預(yù)鍛壓力機(jī)設(shè)備，鼓形毛坯通過壓力機(jī)被預(yù)鍛模具鍛造發(fā)生特定的形變成為預(yù)成形 坯。預(yù)成型坯被預(yù)鍛工位的頂桿頂出，并被輸送帶輸送至終鍛壓力機(jī)設(shè)備處，預(yù)鍛毛坯通過 終鍛壓力機(jī)被終鍛模具鍛造發(fā)生特定的形變成為鍛件，即通過預(yù)鍛模具和終鍛模具兩次成 形獲得鍛件的輪廓。若采用的是開式鍛造，則需要對鍛件的飛邊進(jìn)行切除；若采用的是封閉 鍛造，鍛件無飛邊，不需要切除。整個鍛造過程對于節(jié)拍時間予以控制，協(xié)調(diào)好設(shè)備的特征 和操作人員的速度，從高溫坯料到鍛件的成形、去邊過程的時間控制在40秒以內(nèi)。另外，在 鍛造成形過程中還可以同時進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，降低鍛件溫度，這樣鍛造成形得到的鍛件的溫 度基本為850°C~950°C范圍內(nèi)。
[0036] 參照圖3,完成鍛造后獲得的鍛件1被放置于冷卻裝置的入口，通過入口處配置的 溫度傳感器識別鍛件1的溫度。溫度不在850°C~950°C范圍內(nèi)的鍛件1通過分選裝置被識 別并剔除。溫度在850°C~950°C范圍內(nèi)的鍛件1被輸送帶2傳送至冷卻裝置的強(qiáng)制氣流冷 卻區(qū)域，鍛件1的移動方向為鍛件1上方的箭頭所指方向，輸送帶2的循環(huán)運(yùn)動方向為輸送 帶2內(nèi)