一種空心凸齒類鍛件及其成形方法
【專利摘要】本發明公開了一種空心凸齒類鍛件及其成形方法，所述方法是：先將圓柱形棒料放入1180～1220℃的電阻爐中，保溫60～70分鐘，取出經改鍛及胎膜鍛成形為一端為圓臺，另一端為扁平板狀的毛坯；然后將初鍛后的毛坯放入1180～1220℃的電阻爐中，保溫50～60分鐘，取出放到彎曲胎膜上完成折彎工序；再將折彎后坯料放入1180～1220℃的電阻爐中，保溫50～60分鐘，取出放入終鍛模腔，在螺旋壓力機上經2～3次連擊，完成終鍛成形；最后將終鍛件周轉至切邊模上，利用鍛件余熱，完成鍛件的切邊過程。本發明通過合理的制坯設計及鍛造過程控制，僅需經過三次加熱，即可完成最終的鍛造成形，涉及的模具及工藝過程簡單，可顯著提高生產效率，降低制造成本，在保證鍛件成形質量的同時，提高了材料利用率。
【專利說明】
-種空心凸齒類鍛件及其成形方法
技術領域
[0001] 本發明屬于冶金系統鍛造技術領域，設及一種鍛件的成形方法，更具體地說，是設 及一種形狀復雜的空屯、凸齒類鍛件的成形方法。
【背景技術】
[0002] 空屯、凸齒類鍛件外形復雜，凸齒高度大于200mm，內部是深于100mm的空腔，鍛件軸 向最大截面面積比大于5,變形材料流動成形困難，易造成型腔充不滿及折疊的缺陷。在常 規設計情況下，鍛件毛巧從圓棒料出發，按鍛件鐵粗變形的最大截面積換算毛巧的下料尺 寸，最終鍛件只有毛巧體積的41%，材料浪費嚴重;另外，3次W上的加熱火次及所帶來的中 間工序將顯著降低生產效率并大幅增加生產成本。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是為了減少外形復雜的空屯、凸齒類鍛件的成形工序，降低生產成 本，提高生產效率，而提供一種空屯、凸齒類鍛件的成形方法。
[0004] 本發明通過合理的制巧工藝設計W及對折彎、終鍛的過程控制，有效減少了加熱 火次與中間工序，降低了生產成本，提高了生產效率。
[0005] 為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：
[0006] -種空屯、凸齒類鍛件，其外形為凸齒高度>200mm，其內部腔體深度>100mm，鍛件 軸向最大截面面積比大于5,材質為37CrMnMo。
[0007] -種空屯、凸齒類鍛件的成形方法，包括W下步驟：
[000引 1、首先，將原材料為37化MnMo的圓柱形棒材，按0130mm X 260mm的尺寸下料，放 入爐溫為1180~1220°C的烙鍛爐中，保溫60~70分鐘后取出，先經鍵上改鍛W合理分配各 截面的體積，再通過模具成形為一端為圓臺，尺寸為0120mm X ?165mni X 107地m:，.另一端 為扁平板狀，尺寸為422mmX215mmX 18mm的毛;t丕。
[0009] 2、將步驟1制得的毛巧放入爐溫為1180~1220°C的烙鍛爐中，保溫50~60分鐘后 取出，迅速放到模具中經鍵鍛完成折彎成形，使變形后巧件圓臺高度介于120mm~130mm之 間。
[0010] 3、將步驟2折彎后巧料再次放入爐溫為1180~1220°C的烙鍛爐中，保溫50~60分 鐘后取出，迅速放入終鍛模具中，在螺旋壓力機上經2~3次連擊，完成終鍛成形。
[0011] 4、將步驟3終鍛后的鍛件快速周轉至切邊模上，利用鍛件尚存余熱，完成切邊工 序。
[0012] 上述步驟中所述的模具為胎模或終鍛模，模具的材質為5CrNiMo,熱處理硬度為 HRC45~48;工作前模具的預熱溫度為200~300°C，采用水基石墨潤滑模具腔膛。
[0013] 上述步驟中所述的烙鍛爐為電阻爐。
[0014] 上述步驟中所述的切邊的溫度不低于900°C。
[0015] 本發明的優點和有益效果是：提供了一種復雜形狀空屯、凸齒類鍛件的成形方法， 通過合理的制巧設計及鍛造過程控制，僅需要經過Ξ次加熱，即可完成最終的成形，設及的 模具及工藝過程簡單，可顯著提高生產效率，降低制造成本，在保證鍛件成形質量的同時， 提高材料利用率至81 %。
【附圖說明】
[0016] 圖1為鍛件的Ξ維形狀示意圖，
[0017] 圖2為鍛件的主視圖，
[0018] 圖3為鍛件的初鍛巧件外形及尺寸圖，
[0019] 圖4為折彎模具及折彎件的外形及尺寸圖。
【具體實施方式】
[0020] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，W下結合附圖及實施例，對 本發明的一種空屯、凸齒類鍛件及其成形方法的技術方案進行進一步的詳細說明。應當理 解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0021] 如圖1、圖2所示，為本發明的空屯、凸齒類鍛件總高度為200mm，凸齒中空，其腔體深 度為125mm，底端為弧形大端面，鍛件軸向最大截面面積比大于5,外形較為復雜。
[0022] 本發明的空屯、凸齒類鍛件的成形方法，包括W下步驟：
[0023] I、首先原材料選用37CrMnMo,棒材下料尺寸為0l3Omm X 260nim，放入爐溫為1180 ~1220°C的電阻爐中，保溫60~70分鐘后取出棒料，迅速經鍵上改鍛及胎膜鍛，最終成形為 一端為圓臺，尺寸約為0l2OmmXol65mmX 107 mm，另一端為近似扁平板狀，尺寸約為 422mmX215mmX 18mm的;t丕件，如圖3所示。
[0024] Π 、將成形后初鍛件放入爐溫為1180~1220°C的電阻爐中，保溫50~60分鐘后取 出，迅速放到胎膜上完成折彎工序，使變形后巧件圓臺高度介于120mm~130mm之間，折彎凸 模截面尺寸為90mmX60mm的矩形、與巧料接觸面的圓角半徑為30mm，折彎凹模與巧件接觸 面處的圓角半徑為30mm，如圖4所示。
[00巧]虹、將折彎后巧件再次放入爐溫為1180~1220°C的電阻爐中，保溫50~60分鐘后 取出，迅速放入終鍛模腔，在螺旋壓力機上經2~3次連擊，完成終鍛成形。對于大噸位的壓 力機可采用2次連擊方式成形，壓力機噸位不足可采用3次連擊成形，但是最后一次打擊的 工程變形量不應小于20 %。
[0026] IV、將終鍛后鍛件快速周轉至切邊模上，利用鍛件尚存余熱，完成鍛件的切邊過 程，切邊溫度不得低于900°C。
[0027] W上的鍛造成形過程中，所有變形工步的終鍛溫度不得低于1020°C;模具材料采 用5CrNiMo，熱處理硬度為皿C45~48;工作前模具應預熱溫度至200~300°C，采用水基石墨 潤滑模膛。
[0028] W上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】。當然，本發明還可有其它多種實施 例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，任何熟悉本技術領域的技術人員，當可根據本 發明作出各種相應的等效改變和變形，都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
【主權項】
1. 一種空屯、凸齒類鍛件，其特征在于：外形為凸齒高度>200mm，其內部腔體深度> 10 0mm，鍛件軸向最大截面面積比大于5;材質為3 7 CrMnMo。2. -種權利要求1所述的空屯、凸齒類鍛件的成形方法，其特征在于包括W下步驟： (1) 將原材料為37CrMnMo的圓柱形棒材，按0l3OmmX26Omm的尺寸下料，放入爐溫為 1180~1220°C的烙鍛爐中，保溫60~70分鐘后取出，先經鍵上改鍛W合理分配各截面的體 積，再通過模具成形為一端為圓臺，尺寸為《120mm X(') 165mm X 107 mm，另一端為扁平板 狀，尺寸為422mm X 215mm X 18mm的毛巧； (2) 將步驟（1)制得的毛巧放入爐溫為1180~1220°C的烙鍛爐中，保溫50~60分鐘后取 出，迅速放到模具中經鍵鍛完成折彎成形，使變形后巧件圓臺高度介于120mm~130mm之間； (3) 將步驟(2)折彎后巧料再次放入爐溫為1180~1220°C的烙鍛爐中，保溫50~60分鐘 后取出，迅速放入終鍛模具中，在螺旋壓力機上經2~3次連擊，完成終鍛成形。 (4) 將步驟(3)終鍛后的鍛件快速周轉至切邊模上，利用鍛件尚存余熱，完成切邊工序。3. 根據權利要求2所述的空屯、凸齒類鍛件的成形方法，其特征在于:步驟中所述的模具 為胎模或終鍛模，模具的材質為5化NiMo，熱處理硬度為皿C45~48;工作前模具的預熱溫度 為200~300°C，采用水基石墨潤滑模具腔膛。4. 根據權利要求2所述的空屯、凸齒類鍛件的成形方法，其特征在于:步驟中所述的烙鍛 爐為電阻爐。5. 根據權利要求2所述的空屯、凸齒類鍛件的成形方法，其特征在于：步驟(4)中所述的 切邊的溫度不低于900°C。
【文檔編號】B21J5/00GK105964846SQ201610383398
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月1日
【發明人】邵勇, 郭平義, 周應國, 楊宏宇, 黃忠富
【申請人】江蘇科技大學