一種汽車一軸鍛造模具的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及模具加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種汽車一軸鍛造模具的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車一軸是位于變速箱里的一根軸，與離合器相連，其功能是將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過離合器的控制輸入到變速箱里。為了使一軸具有良好的力學(xué)性能，通常是通過鍛造配合機(jī)加工方式加工一軸。
[0003]目前加工汽車一軸所示用模具鋼多為H13鋼，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T1299—2000，牌號(hào)為405105丨￥1;!113的化學(xué)成分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù)％):(::0.32?0.45、5丨:0.80?1.20、]\111:0.20?0.50、0:4.75?5.50、]?0:1.10?1.75、￥:0.80?1.20、？<0.030、5<0.030，余量為卩6。利用標(biāo)準(zhǔn)這種模具鋼，采用普通加工工藝所加工出的一軸鍛造模具可制造鍛件3000件左右，熱作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(jīng)受反復(fù)的加熱和冷卻，在時(shí)冷時(shí)熱狀態(tài)下，容易使模具的工作表面產(chǎn)生熱疲勞裂紋，另外熾熱金屬被強(qiáng)制變形時(shí)，與模具型腔表面摩擦，模具極易磨損并且硬度極低，因此，如何提高模具的使用壽命是本行業(yè)內(nèi)的一大難題。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201210139562.5，申請(qǐng)日:2012年5月8日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:汽車鍛件模具鋼H13的熱處理工藝，該申請(qǐng)案公開了一種汽車鍛件模具鋼H13的熱處理工藝，包括以下工藝步驟:(I)將模具鋼裝入溫度<300°C的加熱爐，升溫至760?780°C，通入保護(hù)氣氛；(2)先將加熱爐升溫至820?850°C進(jìn)行第一階段熱處理;再將加熱爐升溫至1020?1050°(:進(jìn)行第二階段熱處理；(3)將模具鋼在160?180°C的淬火硝鹽爐中進(jìn)行冷卻，冷卻時(shí)間為1.5?2.5小時(shí);然后自然冷卻至120?160°C，冷卻時(shí)間為1.5?2.5小時(shí)；(4)將淬火冷卻后的模具鋼在530?600°C進(jìn)行回火處理，保溫時(shí)間為5?9小時(shí)，再自然冷卻至室溫；(5)重復(fù)步驟(4)2?3次，即完成模具鋼的熱處理過程。
[0005]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201310255720.8，申請(qǐng)日:2013年10月16日，該申請(qǐng)案公開了一種H13鋼水冷熱處理工藝，淬火冷卻時(shí)采用空-水-空-水的間隙冷卻方式，通過控制好最初在空氣中的預(yù)冷時(shí)間和初始水溫，達(dá)到降低工件入水溫度及減緩淬火冷卻烈度的目的，再通過將工件提出水面在空氣中冷卻100?200S，使工件內(nèi)外溫度均勻，淬火結(jié)束后及時(shí)入回火爐回火，通過高溫加熱和保持，使組織轉(zhuǎn)化完全。
[0006]上述熱處理方式雖然經(jīng)過多次回火處理，但在使用過程中發(fā)現(xiàn)鍛造莫壽命并沒有得到明顯提高，其加工過程有待進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中鍛造模具使用壽命短的不足，提供了一種汽車一軸鍛造模具的加工方法，本發(fā)明的技術(shù)方案，通過對(duì)材料成分及熱處理工藝的改進(jìn)，使得鍛造模具的機(jī)械性能得到改善，組織晶粒得到細(xì)化，提高了鍛造模具的使用壽命。
[0009]2.技術(shù)方案
[0010]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0011]本發(fā)明的一種汽車一軸鍛造模具的加工方法，其加工步驟為:
[0012]步驟1、原料準(zhǔn)備，使用圓棒毛坯準(zhǔn)備鍛打；
[0013]步驟2、對(duì)材料進(jìn)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。
[0014]步驟3、對(duì)鍛造毛坯在580?600°C進(jìn)行退火處理，爐冷24h;然后進(jìn)行機(jī)加工，預(yù)留Imm余量；
[0015]步驟4、對(duì)機(jī)加工后的工件進(jìn)行熱處理，該熱處理包括一次淬火和三次回火；
[0016]步驟5、對(duì)熱處理后的工件進(jìn)行精加工和磨削而處理，然后進(jìn)行第四次回火。
[0017]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟I中所述圓棒毛坯的組分按重量百分比計(jì)為:C:
0.40?0.43%，S1:1.00?1.14%，Mn:0.38?0.45%，S: <0.010%,P: < 0.030% ,Cr:5.00—5.30%，N1:0.070?0.120%，Cu:0.010?0.035%，Mo:1.10?I.35%，其余量為Fe。
[0018]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述圓棒毛坯的組分按重量百分比計(jì)為:C:0.41%，S1:1.08%，Mn:0.42% ,S: <0.010%,P: < 0.015% ,Cr:5.2% ,Ni: 0.08% ,Cu:0.010% ,Mo:1.25%，余量為Fe。
[0019]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟2中三墩三拔的加工過程為:將毛坯加熱到1080?1140°C進(jìn)行第一次墩粗、拔長(zhǎng)鍛打;然后將毛坯加熱到810?910°C，進(jìn)行第二次墩粗、拔長(zhǎng)鍛打;二次鍛打后把工件加熱到850?900°C，進(jìn)行第三次鍛墩粗、拔長(zhǎng)鍛打。
[0020]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟4中淬火處理為:淬火溫度為1020?1050°C，保溫2h后進(jìn)行油冷，檢測(cè)HRC硬度達(dá)57?58。
[0021]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的三次回火過程為:第一次回火時(shí)溫度為580?6000C，保溫3小時(shí)后空冷，檢測(cè)HRC硬度達(dá)53?54 ；第二次回火時(shí)溫度為880?600°C，保溫3h后空冷，檢測(cè)HRC硬度達(dá)47?48;第三次回火時(shí)溫度為580?590°C，保溫3h后空冷，檢測(cè)HRC硬度達(dá)46?47。
[0022]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，第四次回火溫度為580??590°C，保溫2h后空冷，去除切削應(yīng)力，檢測(cè)HRC硬度達(dá)46?47。
[0023]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述Cr與Mo的含量之和為6.2?6.5%。
[0024]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述Cu與Ni的含量之和不大于0.14%。
[0025]3.有益效果
[0026]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0027](I)本發(fā)明的一種汽車一軸鍛造模具的加工方法，采用三墩三拔鍛打工藝，能夠更大程度上打碎鋼中的碳化物和消除其方向性，從而滿足鍛件的抗沖擊性能以及硬度、耐磨性的需要。圓棒毛坯與鍛打的成型毛坯的鍛造比為3.8?4，易于使材料內(nèi)部的組織均勻化；
[0028](2)本發(fā)明的一種汽車一軸鍛造模具的加工方法，經(jīng)多次反復(fù)回火，殘余奧氏體減少，不僅使工件性能穩(wěn)定，同時(shí)在每次加熱過程中將上一次轉(zhuǎn)變成的馬氏體又進(jìn)行了回火，通過多次回火的配合作用，最終使工件的硬度逐步降低到HRC 46?47;第四次回火能夠消除精加工過程中形成的切削應(yīng)力，而且保溫時(shí)間僅為兩小時(shí)，在消除應(yīng)力的同時(shí)，對(duì)模具的硬度不會(huì)有影響。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0030]實(shí)施例1
[0031 ]本實(shí)施例的一種汽車一軸鍛造模具的加工方法，其加工步驟為:
[0032]步驟1、原料準(zhǔn)備，使用圓棒毛坯準(zhǔn)備鍛打，圓棒毛坯的組分按重量百分比計(jì)為:C:0.43% ,Si:1.10% ,Mn:0.42% ,S: < 0.010% ,P: < 0.015% ,Cr:5.0% ,Ni:0.08% ,Cu:0.010%，Mo:1.25%，余量為Fe。
[0033]步驟2、對(duì)材料進(jìn)行三墩三拔的鍛打處理，圓棒毛坯與鍛打成型后毛坯的墩粗鍛造比為3.8;
[0034]其具體鍛打過程為:將毛坯加熱到1090°C進(jìn)行第一次墩粗、拔長(zhǎng)鍛打，鍛造比為1.7，該鍛造比為經(jīng)過一次墩粗、拔長(zhǎng)加工后的高度比；然后將毛坯加熱到860°C，進(jìn)行第二次墩粗、拔長(zhǎng)鍛打，鍛造比為1.6; 二次鍛打后把工件加熱到860°C，進(jìn)行第三次鍛墩粗、拔長(zhǎng)鍛打，鍛造比為1.4。
[0035]步驟3、對(duì)鍛造毛坯在580 0C進(jìn)行退火處理，爐冷24h;然后進(jìn)行機(jī)加工，預(yù)留Imm余量；
[0036]步驟4、對(duì)機(jī)加工后的工件進(jìn)行熱處理，該熱處理包括一次淬火和三次回火；
[0037]淬火:淬火溫度為1040°C，保溫2h后進(jìn)行油冷，檢測(cè)HRC硬度達(dá)57?58。
[0038]三次回火:
[0039]第一次回火時(shí)溫度為596°C，保溫3h后空冷，檢測(cè)HRC硬度達(dá)53?54;
[0040]第二次回火時(shí)溫度為596°C，保溫3h后空冷，檢測(cè)HRC硬度達(dá)47?48;
[0041 ] 第三次回火時(shí)溫度為590°C，保溫3h后空冷，檢測(cè)HRC硬度達(dá)46?47。
[0042 ]步驟5、對(duì)熱處理后的工件進(jìn)行精加工和磨削而處理，然后進(jìn)行第四次回火。
[0043]第四次回火溫度為585 0C，保溫2h后空冷，去除切削應(yīng)力，檢測(cè)HRC硬度達(dá)46?47，精加工后的工件外部存在一定的切削應(yīng)力，通過第四次回火可以去除應(yīng)力，提高力學(xué)性能。
[0044]實(shí)施例2
[0045]本實(shí)施例的一種汽車一軸鍛造模具的加工方法，其加工步驟為:
[0046]步驟1、原料準(zhǔn)備，使用圓棒毛坯準(zhǔn)備鍛打，圓棒毛坯的組分按重量百分比計(jì)為:C:0.41% ,Si:1.08% ,Mn:0.42% ,S: < 0.010% ,P: < 0.015% ,Cr:5.2% ,Ni:0.08% ,Cu:0.010%，Mo:1.25%，余量為Fe。
[0047]步驟2、對(duì)材料進(jìn)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4;
[0048]其具體鍛打過程為:將毛坯加熱到1100°C進(jìn)行第一次墩粗、拔長(zhǎng)鍛打，鍛造比為1.8;然后將毛坯加熱到900°C，進(jìn)行第二次墩粗、拔長(zhǎng)鍛打，鍛造比為1.6; 二次鍛打后把工件加熱到860°C，進(jìn)行第三次鍛墩粗、拔長(zhǎng)鍛打，鍛造比為1.4。
[0049]步驟3、對(duì)鍛造毛坯在588 V進(jìn)行退火處理，爐冷24h;然后進(jìn)行機(jī)加工，預(yù)留Imm余量；
[0050]步驟4、對(duì)機(jī)加工后的工件進(jìn)行熱處理，該熱處理包括一次淬火和三次回火；
[0051 ] 淬火:淬火溫度為1040°C，保溫2h后進(jìn)行油冷，檢測(cè)HRC硬度達(dá)57?58。
[0052]三次回火:
[0053]第一次回火時(shí)溫度為594°C，保溫3h后空冷，檢測(cè)HRC硬度達(dá)53?54;
[0054]第二次回火時(shí)溫度為596°C，保溫3h后空冷，檢測(cè)HRC硬度達(dá)47?48;
[0055]第三次回火時(shí)溫度為585°C，保溫3h后空冷，檢測(cè)HRC硬度達(dá)46?47。
[0056]步驟5、對(duì)熱處理后的工件進(jìn)行精加工和磨削而處理，然后進(jìn)行第四次回火。
[0057]