一种活塞锻造模具的加工方法转让专利

申请号 : CN201610196176.8

文献号 : CN105729079B

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发明人 : 程圣群夏大亭

申请人 : 马鞍山市长冶重工科技有限公司

摘要 :

本发明公开了一种活塞锻造模具的加工方法,属于模具加工领域。本发明的加工步骤为:原料准备;对棒材进行三墩三拔的锻打处理,锻造比为3.8~4;然后进行退火处理,并对处理后的毛坯进行机加工,粗加工后进行四次电火花加工,把型腔加工到位,然后进行淬火和三次回火处理,使模具硬度为46~47;最后进行精加工,再进行第四次回火处理,去除切削应力。本发明的技术方案,通过对材料成分及加工工艺的改进,使得锻造模具的机械性能得到改善,提高了模具的加工精度,减轻了模具的疲劳、裂纹现象,延长了模具的使用寿命。

权利要求 :

1.一种活塞锻造模具的加工方法,其特征在于:其加工步骤为:

步骤1、原料准备,使用圆棒毛坯准备锻打;圆棒毛坯的组分按重量百分比计为:C:0.40~0.43%,Si:1.00~1.14%,Mn:0.38~0.45%,S:≤0.010%,P:≤0.030%,Cr:5.00~

5.30%,Ni:0.070~0.120%,Cu:0.010~0.035%,Mo:1.10~1.35%,其余量为Fe;所述Cr与Mo的含量之和为6.2~6.5%,所述Cu与Ni的含量之和不大于0.14%;

步骤2、对材料进行三墩三拔的锻打处理,圆棒毛坯与锻打后毛坯的锻造比为3.8~4;

步骤3、对锻造毛坯在580~600℃进行退火处理,炉冷24h;

步骤4、采用数控机床加工模具外表面尺寸,留1mm余量;加工活塞型腔深度至要求尺寸的0.65~0.72位置处,侧壁留1mm余量;对机加工后的模具毛坯进行电火花加工,通过四次电火花加工到要求尺寸;

步骤5、对步骤4加工后的工件进行热处理,该热处理包括一次淬火和三次回火;

步骤6、对热处理后的工件进行精加工和磨削处理,然后进行第四次回火。

2.根据权利要求1所述的一种活塞锻造模具的加工方法,其特征在于:步骤2中三墩三拔的加工过程为:将毛坯加热到1080℃进行第一次墩粗、拔长锻打;然后将毛坯加热到810~910℃,进行第二次墩粗、拔长锻打;二次锻打后把工件加热到850~900℃,进行第三次墩粗、拔长锻打。

3.根据权利要求1所述的一种活塞锻造模具的加工方法,其特征在于:步骤4中电火花加工过程为:制作活塞形状的电极,该电极与模具型腔相互配合;第一次加工后留4~5mm深度余量;第二次加工后留0.4~0.5mm深度余量,第三次加工后留0.2~0.3mm深度和侧壁余量;第四次加工到要求尺寸,在每次电火花加工前都进行三坐标定位。

4.根据权利要求1所述的一种活塞锻造模具的加工方法,其特征在于:步骤5中淬火处理为:淬火温度为1020~1050℃,保温2h后进行油冷,检测HRC硬度达57~58。

5.根据权利要求1所述的一种活塞锻造模具的加工方法,其特征在于:步骤6中精加工后模具上部的倒角为圆弧角,圆弧角的半径为3~4mm。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的一种活塞锻造模具的加工方法,其特征在于:所述的三次回火过程为:第一次回火时温度为580~600℃,保温3小时后空冷,检测HRC硬度达

53~54;第二次回火时温度为580~600℃,保温3h后空冷,检测HRC硬度达47~48;第三次回火时温度为580~590℃,保温3h后空冷,检测HRC硬度达46~47。

7.根据权利要求6所述的一种活塞锻造模具的加工方法,其特征在于:第四次回火温度为580~590℃,保温2h后空冷,去除切削应力,检测HRC硬度达46~47。

8.根据权利要求1所述的一种活塞锻造模具的加工方法,其特征在于:所述圆棒毛坯的组分按重量百分比计为: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%,余量为Fe。

说明书 :

一种活塞锻造模具的加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及模具加工技术领域,更具体地说,涉及一种活塞锻造模具的加工方法。

背景技术

[0002] 活塞是汽车发动机的“心脏”,承受交变的机械负荷和热负荷,是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一,活塞的功用是承受气体压力,并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转,活塞顶部也是燃烧室的组成部分。
[0003] 钢质活塞的关键点在于锻造技术,而锻造技术的核心在于锻造模具,锻造模具的精度以及使用寿命都影响到活塞的质量;活塞模具的精度越高,相应的锻造出来的活塞的精度越高;通过不同的加工工序可以减轻模具的磨损量,进而提高使用寿命,但目前的活塞模具多是H13钢,使用寿命大多在3000次锻打范围内,模具在工作中承受着很大的压力和冲击载荷作用,而且冲击频率很高,模腔和高温金属接触,还要经受反复的加热和冷却,在时冷时热状态下,容易使模具的工作表面产生热疲劳裂纹,另外炽热金属被强制变形时,与模具型腔表面摩擦,模具极易磨损并且硬度极低,导致使用寿命难以提高,因此,如何提高加工精度、如何延长活塞模具的使用寿命是行业内的一大难题。
[0004] 众所周知,活塞模具的型腔较深,一般为90mm,宽度较小,即便是在数控机床上,也很难保证加工精度,当刀杆较长时势必会产生较大的震动,难以进行深腔加工。现有技术中存在使用电火花加工技术进行模具加工的,但如果使用电火花技术加工活塞模具,由于加工面积大,型腔深,仍然存在以下问题:1)型腔较深,电火花加工时难以保证精度;2)电极磨损较大,需要不断的更换电极,加工成本较大;3)在更换电极过程中难以保证电极的位置不发生变化,导致误差累积,造成模具精度较差。
[0005] 经过检索发现,现有技术中存在关于活塞模具的相关技术方案,如中国专利号:ZL200620071292.9,授权公告日:2007年6月6日,发明创造名称为:一种钢质活塞精密锻造模具,该申请案公开了一种钢质活塞精密锻造模具,包括终锻上模和终锻下模以及预锻上模和预锻下模,是两套相对独立的模具,在终锻下模、预锻下模的模具腔的内部设有排气孔,在终锻下模和预锻下模的上端模具腔的边沿处设有阻力沟,终锻上模、终锻下模以及预锻上模、预锻下模的外形都设计成圆柱形状,采用H13材料,热处理程度范围HRC42-46。该专利方案只给出了活塞模具,并没有公开具体如何进行模具加工,对于本领域技术人员来说并没有解决上面提到的技术问题。

发明内容

[0006] 1.发明要解决的技术问题
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术中活塞模具使用寿命短、不易加工的不足,提供了一种活塞锻造模具的加工方法,本发明的技术方案,通过对模具材料和加工工艺的改进,提高了模具的加工精度,减轻了模具的疲劳、裂纹现象,延长了模具的使用寿命。
[0008] 2.技术方案
[0009] 为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
[0010] 本发明的一种活塞锻造模具的加工方法,其加工步骤为:
[0011] 步骤1、原料准备,使用圆棒毛坯准备锻打;
[0012] 步骤2、对材料进行三墩三拔的锻打处理,圆棒毛坯与锻打后毛坯的锻造比为3.8~4;
[0013] 步骤3、对锻造毛坯在580~600℃进行退火处理,炉冷24h;
[0014] 步骤4、采用数控机床加工模具外表面尺寸,留1mm余量;加工活塞型腔深度至要求尺寸的0.65~0.72位置处,侧壁留1mm余量;对机加工后的模具毛坯进行电火花加工,通过四次电火花加工到要求尺寸;
[0015] 步骤5、对步骤4加工后的工件进行热处理,该热处理包括一次淬火和三次回火;
[0016] 步骤6、对热处理后的工件进行精加工和磨削处理,然后进行第四次回火。
[0017] 作为本发明更进一步的改进,步骤1中所述圆棒毛坯的组分按重量百分比计为:C:0.40~0.43%,Si:1.00~1.14%,Mn:0.38~0.45%,S:≤0.010%,P:≤0.030%,Cr:5.00~5.30%,Ni:0.070~0.120%,Cu:0.010~0.035%,Mo:1.10~1.35%,其余量为Fe。
[0018] 作为本发明更进一步的改进,步骤2中三墩三拔的加工过程为:将毛坯加热到1080~1140℃℃进行第一次墩粗、拔长锻打;然后将毛坯加热到810~910℃,进行第二次墩粗、拔长锻打;二次锻打后把工件加热到850~900℃,进行第三次墩粗、拔长锻打。
[0019] 作为本发明更进一步的改进,步骤4中电火花加工过程为:制作活塞形状的电极,该电极与模具型腔相互配合;第一次加工后留4~5mm深度余量;第二次加工后留0.4~0.5mm深度余量,第三次加工后留0.2~0.3mm深度和侧壁余量;第四次加工到要求尺寸,在每次电火花加工前都进行三坐标定位。
[0020] 作为本发明更进一步的改进,步骤5中淬火处理为:淬火温度为1020~1050℃,保温2h后进行油冷,检测HRC硬度达57~58。
[0021] 作为本发明更进一步的改进,步骤6中精加工后模具上部的倒角为圆弧角,圆弧角的半径为3~4mm。
[0022] 作为本发明更进一步的改进,所述的三次回火过程为:第一次回火时温度为580~600℃, 保温3小时后空冷,检测HRC硬度达53~54;第二次回火时温度为580~600℃,保温
3h后空冷,检测HRC硬度达47~48;第三次回火时温度为580~590℃,保温3h后空冷,检测HRC硬度达46~47。
[0023] 作为本发明更进一步的改进,第四次回火温度为580~590℃,保温2h后空冷,去除切削应力,检测HRC硬度达46~47。
[0024] 作为本发明更进一步的改进,所述Cr与Mo的含量之和为6.2~6.5%,所述Cu与Ni的含量之和不大于0.14%。
[0025] 作为本发明更进一步的改进,所述圆棒毛坯的组分按重量百分比计为: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%,余量为Fe。
[0026] 3.有益效果
[0027] 采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下有益效果:
[0028] (1)本发明的一种活塞锻造模具的加工方法,采用三墩三拔锻打工艺,能够更大程度上打碎钢中的碳化物和消除其方向性,从而满足锻件的抗冲击性能以及硬度、耐磨性的需要。棒材毛坯与锻打的成型毛坯的锻造比为3.8~4,易于使材料内部的组织均匀化;
[0029] (2)本发明的一种活塞锻造模具的加工方法,经多次反复回火,残余奥氏体减少,不仅使工件性能稳定,同时在每次加热过程中将上一次转变成的马氏体又进行了回火,通过多次回火的配合作用,最终使工件的硬度逐步降低到HRC 46~47;第四次回火能够消除精加工过程中形成的切削应力,而且保温时间仅为两小时,在消除应力的同时,对模具的硬度不会有影响;
[0030] (3)本发明的一种活塞锻造模具的加工方法,在加工模具时先采用数控机加工,使模具外表面成形,同时对型腔进行加工,加工活塞型腔深度至要求尺寸的0.65~0.72位置处,至该处的加工深度为62mm左右,在数控机床上能够保证加工精度;然后把机加工后的模具进行电火花加工,以此克服型腔较深难以加工的问题;而且采用机加工与电火花加工相结合的加工方式减少了电极的消耗,提高了加工效率;
[0031] (4)本发明的一种活塞锻造模具的加工方法,采用石墨电极进行加工,损耗较小,而且采用4次电火花加工工序,每次的加工量逐渐递减,能够有效提高型腔内部表面的光洁度,克服了石墨电极加工时表面粗糙的问题。

附图说明

[0032] 图1为石墨电极的结构示意图。

具体实施方式

[0033] 为进一步了解本发明的内容,结合附图和实施例对本发明作详细描述。
[0034] 实施例1
[0035] 结合图1,本实施例的一种活塞锻造模具的加工方法,其加工步骤为:
[0036] 步骤1、原料准备,使用圆棒毛坯准备锻打;圆棒毛坯的组分按重量百分比计为: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%,余量为Fe。
[0037] 步骤2、对材料进行三墩三拔的锻打处理,圆棒毛坯与锻打成型后毛坯的锻造比为3.8;
[0038] 其具体锻打过程为:将毛坯加热到1090℃进行第一次墩粗、拔长锻打,锻造比为1.7,该锻造比为经过一次墩粗、拔长加工后的高度比;然后将毛坯加热到860℃,进行第二次墩粗、拔长锻打,锻造比为1.6;二次锻打后把工件加热到860℃,进行第三次锻墩粗、拔长锻打,锻造比为1.4;经过第三次锻打后工件基本锻造完成。
[0039] 步骤3、对锻造毛坯在580℃进行退火处理,炉冷24h。
[0040] 步骤4、采用数控机床加工模具外表面尺寸,留1mm余量;加工活塞型腔深度至要求尺寸的0.66位置处,侧壁留1mm余量。型腔深90mm,则加工深度为59.4mm。
[0041] 对机加工后的模具毛坯进行电火花加工,通过四次电火花加工到要求尺寸,加工过程为:制作活塞形状的电极,该电极与模具型腔相互配合;第一次加工后留4mm深度余量;第二次加工后留0.4mm深度余量,第三次加工后留0.2mm深度和侧壁余量;第四次加工到要求尺寸,在每次电火花加工前都进行三坐标定位。
[0042] 电火花加工电极如图1所示,其形状与活塞模具相同,但尺寸上存在0.1mm差距,即电极与型腔之间存有0.1mm间隙,如果太近,则电极无法放电加工,如果尺寸较大,则精度无法保证。每经过一次加工后需要更换电极,因为电极在加工时存在一定的磨损,即便磨损量很小,在二次加工时,由于尖端部已存在磨损,而电极尾部还没开始加工,导致前后磨损量不一致,加工的进度不同,导致产品合格率低。本发明每次加工均更换电极,一方面能够保证模具的精度,另一方方面,更换下的电极只是端部有少许磨损,经过简单修复可在下次加工时继续使用。
[0043] 步骤5、对步骤4加工后的工件进行热处理,该热处理包括一次淬火和三次回火;
[0044] 淬火:火温度为1030℃,保温2h后进行油冷,检测HRC硬度达57~58;
[0045] 三次回火:
[0046] 第一次回火时温度为596℃,保温3小时后空冷,检测HRC硬度达53~54;
[0047] 第二次回火时温度为596℃,保温3h后空冷,检测HRC硬度达47~48;
[0048] 第三次回火时温度为590℃,保温3h后空冷,检测HRC硬度达46~47。
[0049] 步骤6、对热处理后的工件进行精加工和磨削处理,精加工后模具上部的倒角为圆弧角,圆弧角的半径为3mm,如果倒角然后进行第四次回火;
[0050] 第四次回火温度为580~590℃,保温2h后空冷,去除切削应力,检测HRC硬度达46~47。精加工后的工件外部存在一定的切削应力,通过第四次回火可以去除应力,提高力学性能。
[0051] 工艺说明:常规热锻模采用H13材料制造,它们的热处理淬火、回火后使用硬度在HRC=44~48。当模具硬度HRC>48时,模具的硬度、耐磨性得到提高,但是抗冲击性能明显下降,模具的整体强度下降。所以在锻造生产中造成模具容易开裂,模具直接报废。当模具硬度HRC=43~45时,模具的整体强度、抗冲击性能明显上升,但是模具的硬度、耐磨性又下降,特别是在模具的型腔部分。所以在锻造生产中造成模具型腔尺寸、形状发生变化,直接影响到锻件的质量。模具的一次使用寿命就大幅度的降低,经过型腔二次、三次的翻新加工,模具的寿命很难提高。模具制造的成本大幅度增加,锻件的质量不稳定。
[0052] 对于如何提高模具的使用寿命,也是本发明所要解决的关键问题。在本发明中,采用三墩三拔锻打工艺,能够更大程度上打碎钢中的碳化物和消除其方向性,从而满足锻件的抗冲击性能以及硬度、耐磨性的需要。圆棒毛坯与锻打的成型毛坯的锻造比为3.8~4,如果锻造比过大,随着锻造截面比的增大,形成明显的纤维组织,使横向力学性能的塑性指标急剧下降,导致锻造件的各向异性;若锻造截面比选择过小,锻件达不到性能要求。而本发明采用三墩三拔技术,每次墩粗后再进行拔长,拔长的长度相对于原长度有一定的压缩,经过三次加工得到最终的成型锻造比,该过程使钢材内部碳化物被充分打碎,消除了方向性,模具钢性能得到改善。
[0053] 本发明中的模具材料,如实施例中的材料各组分按重量百分比的组成: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%,余量为Fe;在该组成比例中,钼(Mo)能够提高钢的抗回火性和回火稳定性,使零件可以在较高温度下回火,并能够增加对开裂、磨损的抗力。
[0054] 铬(Gr)能增加钢的淬透性并有二次硬化作用,可提高钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆;在多次回火过程中,Cr与Mo的含量之和为6.2~6.5%,铬与钼的共同作用使模具钢的淬火硬度以较小的值变化。该变化与回火的次数与回火温度相关,如果只是在该温度范围内,次数不足或者是时间太短,都容易导致回火不充分,一方面是应力没有充分消除,另一方面导致硬度不合格,过高或过低都不利于提高锻造模的使用寿命。
[0055] 锰(Mn)是模具钢中重要合金元素,可形成含锰的合金渗碳体,能降低珠光体转变时候合金渗碳体的形核和长速,提高淬透性;同时,锰又是奥氏体形成元素,降低珠光体的转变温度,故而增加锰的含量可阻碍珠光体的转变,有利于珠光体层片间距的减小。
[0056] 镍(Ni)在提高钢强度的同时,对钢的韧性、塑性以及其他工艺性能的损害较其他合金元素的影响小,镍可以提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的敏感性。本发明的活塞模具主要用于汽车发动机活塞的锻打成型制造,加入镍后,模具钢的疲劳抗力增加,可增加其抗击打次数;钢的缺口敏感性减小,延长了模具的使用寿命。铜(Cu)在多数钢中都是作为杂质而存在,难以有效去除,但如果能够控制其含量,将大大改善钢的性能。铜(Cu)具有改善合金钢抗大气腐蚀的性能,特别是和磷配合时,加入铜还能提高钢的强度和屈服比。由于铜与镍的作用具有一定的相似性,两者的含量之和不超过0.14%,防止含量过高而导致热变形影响。
[0057] 本发明的锻造模具通过3次回火,能够消除淬火应力,降低残余奥氏体含量,促使淬火马氏体转变为回火马氏体更充分。在一次回火过程中,马氏体和残留奥氏体析出形成细粒碳化物,使残留奥氏体中的碳含量降低,导致工件Ms点温度(马氏体转变的开始温度)升高,这样可以在每一次加热后的冷却过程中,使残留奥氏体更易转变成马氏体,铬与钼的在热处理时保证回火的稳定性,淬火硬度逐步降低;经多次反复回火时,残余奥氏体减少,不仅使工件性能稳定,同时在每次加热过程中将上一次转变成的马氏体又进行了回火,通过多次回火的配合作用,最终使工件的硬度逐步降低到HRC 46~47;第四次回火能够消除精加工过程中形成的切削应力,而且保温时间仅为两小时,在消除应力的同时,对模具的硬度不会有影响。
[0058] 本发明的热处理方法与材料间相互配合,通过对材料的改进来改善模具钢的性能,但模具钢性能的改善还依赖于锻打方法和热处理方法,通过三墩三拔,主要在物理成面改善了性能;通过四次回火处理,改善了模具钢内部的金相组织,各元素间的各种性能得以释放展现,使模具钢的硬度、强度、抗击打能力等性能有所提高。
[0059] 普通的活塞模具型腔深在90mm左右,型腔宽度最小只有7mm,若直接使用数控机床进行加工,刀座难以深入型腔内,由于刀杆较长而会在加工过程中震动,造成加工精度低,而且容易造成刀杆变形;若直接使用电火花加工,对电极损耗较大;如若把机加工技术与电火花加工技术相结合,存在各自的加工量以及工艺工序难以确定的问题。单就电火花加工而言,不同的电极所加工的效果都会产生很大的差别,铜钨合金电极性能较好,但价格较高,而且不易成型,加工成一定形状的电极较为困难;石墨电极价格及耐磨性较为适中,但在加工时易产生小颗粒,加工表面光洁度有待提高。
[0060] 针对以上问题,申请人经过多次探索研究,针对型腔深度在90mm左右的活塞,设定机加工深度为型腔深度的0.65~0.72范围内,并在侧壁留1mm余量,该深度范围采用机加工工艺,对精度要求不高,而且在数控机床刀具的加工范围内,可减少电极的损耗。型腔的剩余 部分采用电火花技术加工,在本发明中,先制作与模具形状类似的电极,电极尺寸与模具型腔尺寸间隙为0.1mm,使电极与模具型腔相互配合。在加工工艺方面,采用四次电火花加工,加工量逐次递减,并在每次加工后都进行三坐标定位;当然,也可以使用一次电火花加工到位,但这种方式容易导致电介质质变,而且不同部位的加工尺寸不同,整体的加工精度交差,加工表面粗糙。而通过多道加工工序,每次加工量较少,电流、电压、脉冲等参数较为稳定,在一定程度上克服了石墨电极易产生颗粒的不足,加工的模具型腔内表面光洁度较好,锻打时对模具的损害较小,能够减少裂纹的产生。
[0061] 在步骤6的精加工过程中,控制倒角半径在3~4mm范围内,如果倒角过小则会造成锻打时不易下料,造成模具容易开裂。
[0062] 本发明从模具的加工工艺及材料的改进方面提高模具的精度及使用寿命,达到相互促进的作用,能够使模具锻打寿命在4500~5000次,在锻造模具制造领域,提高1000次锻打次数都要客服很大的技术难题,本发明充分利用了材料及工艺工序的优点。
[0063] 实施例2
[0064] 本实施例的一种汽车一轴锻造模具的加工方法,其加工步骤为:
[0065] 步骤1、原料准备,使用圆棒毛坯准备锻打;圆棒毛坯的组分按重量百分比计为: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%,余量为Fe。
[0066] 步骤2、对材料进行三墩三拔的锻打处理,圆棒毛坯与锻打后毛坯的锻造比为4;
[0067] 其具体锻打过程为:将毛坯加热到1100℃进行第一次墩粗、拔长锻打,锻造比为1.8;然后将毛坯加热到900℃,进行第二次墩粗、拔长锻打,锻造比为1.6;二次锻打后把工件加热到860℃,进行第三次锻墩粗、拔长锻打,锻造比为1.4;经过第三次锻打后工件基本锻造完成。
[0068] 步骤3、对锻造毛坯在588℃进行退火处理,炉冷24h。
[0069] 步骤4、采用数控机床加工模具外表面尺寸,留1mm余量;加工活塞型腔深度至要求尺寸的0.68位置处,侧壁留1mm余量。型腔深90mm,则加工深度为61.2mm。
[0070] 对机加工后的模具毛坯进行电火花加工,通过四次电火花加工到要求尺寸,加工过程为:制作活塞形状的电极,该电极与模具型腔相互配合;第一次加工后留4.2mm深度余量;第二次加工后留0.5mm深度余量,第三次加工后留0.3mm深度和侧壁余量;第四次加工到要求尺寸,在每次电火花加工前都进行三坐标定位。
[0071] 步骤5、对步骤4加工后的工件进行热处理,该热处理包括一次淬火和三次回火;
[0072] 淬火:淬火温度为1040℃,保温2h后进行油冷,检测HRC硬度达57~58。
[0073] 三次回火:
[0074] 第一次回火时温度为594℃,保温3小时后空冷,检测HRC硬度达53~54;
[0075] 第二次回火时温度为596℃,保温3h后空冷,检测HRC硬度达47~48;
[0076] 第三次回火时温度为585℃,保温3h后空冷,检测HRC硬度达46~47。
[0077] 步骤6、对热处理后的工件进行精加工和磨削处理,精加工后模具上部的倒角为圆弧角,圆弧角的半径为3mm,如果倒角然后进行第四次回火;
[0078] 第四次回火温度为590℃,保温2h后空冷,去除切削应力,检测HRC硬度达46~47。
[0079] 实施例3
[0080] 本实施例的一种汽车一轴锻造模具的加工方法,其加工步骤为:
[0081] 步骤1、原料准备,使用圆棒毛坯准备锻打;圆棒毛坯的组分按重量百分比计为:C:0.42%,Si:1.08%,Mn:0.41%,S:≤0.010%,P:≤0.015%,Cr:5.0%,Ni:0.10%,Cu:
0.009%,Mo:1.25%,余量为Fe。
[0082] 步骤2、对材料进行三墩三拔的锻打处理,圆棒毛坯与锻打后毛坯的锻造比为4;
[0083] 其具体锻打过程为:将毛坯加热到1100℃进行第一次墩粗、拔长锻打,锻造比为1.8;然后将毛坯加热到880℃,进行第二次墩粗、拔长锻打,锻造比为1.6;二次锻打后把工件加热到880℃,进行第三次锻墩粗、拔长锻打,锻造比为1.4;经过第三次锻打后工件基本锻造完成。
[0084] 步骤3、对锻造毛坯在590℃进行退火处理,炉冷24h。
[0085] 步骤4、采用数控机床加工模具外表面尺寸,留1mm余量;加工活塞型腔深度至要求尺寸的0.68位置处,侧壁留1mm余量。型腔深90mm,则加工深度为61.2mm。
[0086] 对机加工后的模具毛坯进行电火花加工,通过四次电火花加工到要求尺寸,加工过程为:制作活塞形状的电极,该电极与模具型腔相互配合;第一次加工后留5mm深度余量;第二次加工后留0.5mm深度余量,第三次加工后留0.3mm深度和侧壁余量;第四次加工到要求尺寸,在每次电火花加工前都进行三坐标定位。
[0087] 步骤5、对步骤4加工后的工件进行热处理,该热处理包括一次淬火和三次回火;
[0088] 淬火:淬火温度为1050℃,保温2h后进行油冷,检测HRC硬度达57~58。
[0089] 三次回火:
[0090] 第一次回火时温度为600℃,保温3小时后空冷,检测HRC硬度达53~54;
[0091] 第二次回火时温度为600℃,保温3h后空冷,检测HRC硬度达47~48;
[0092] 第三次回火时温度为585℃,保温3h后空冷,检测HRC硬度达46~47。
[0093] 步骤6、对热处理后的工件进行精加工和磨削处理,精加工后模具上部的倒角为圆弧角, 圆弧角的半径为3mm,如果倒角然后进行第四次回火;
[0094] 第四次回火温度为590℃,保温2h后空冷,去除切削应力,检测HRC硬度达46~47。
[0095] 以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。