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偏心轴的冷温复合挤压工艺及模具设计.pdf

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偏心轴的冷温复合挤压工艺及模具设计.pdf

金属铸锻焊技术Casting0.30图6温挤压工件Fig.6Warmextrusionpart热手段采用2500Hz的中频感应加热炉。因为感应加热时间很短,加热后的坯料氧化现象极微,经金相分析没有发现新增脱碳层。3.4温挤压成形温挤压成形工序主要解决零件偏心盘部及其上部的偏心杆的成形。为了达到较好的成形效果,对零件的轴杆部进行了简化,保留了关键部分的两个台阶,其余均设计成等截面的杆部,见图6。根据文献[4]介绍,40Cr在700℃成形的许用变形程度约84%。本零件温挤压成形温度在750℃时,其实际变形程度达到了90.8%,满足相应温度下的许用变形程度要求。从实际的变形及零件的质量来看,经预成形后的坯料直接温挤压成形是可行的。4模具设计温挤压成形兼具了冷、热成形的特点,因此温挤压时不仅要考虑模具的润滑,也必须充分考虑模具的冷却。实践证明:温挤压,特别是中高温挤压时,模具的冷却系统设计不合理或冷却不充分,将导致模具的早期失效。当温挤压成形温度在600℃以上时,若冷却不充分,即使采用了较好的模具材料,在较大的负荷作用下,也会导致模具,特别是凸模的回火软化,不能发挥模具的潜在寿命。钢温挤压时,坯料的加热温度一般在800℃以下,而且国内普遍采用通用型曲柄压力机或油压机等设备成形,速度较慢。从坯料入模至工件成形,一般需3~5s的时间,模具的受热时间也相对较长,温升就较快。这时若采用大量冷却水喷射冷却,势必造成坯料过冷,同时也会冲涮或稀释模壁与坯料间的润滑剂。使变形抗力急剧上升,温挤压不能正常进行[4]。图7为温挤压模。由于温挤压凸模的径向尺寸有限,不能在凸模内开设冷却水槽,在模具设计时采用了喷雾冷却,即冷却水和压缩空气混合而成的一种水汽,将喷雾装置安装在凸模上方,呈环形布置。当开模时,雾汽从若干个喷嘴喷出,对凸模进行冷却。它的优点在于:冷却雾汽遇到凸模后,在对凸模冷却的同时马上会蒸发,因此不会造成坯料的过冷;其次,由于雾汽是冷却水和压缩空气混合而成的,通过调节汽、液阀门可以控制冷却水和压缩空气的比例,从而可以达到最佳的冷却效果;再者,由于冷却喷雾通过铜管上若干个喷嘴喷出,冷却均匀,不会形成较大的温度应力,从而有利于延长凸模的使用寿命。凹模冷却机构是在预应力圈(外圈和内圈)的内壁开设若干圈环形水槽,使水在外圈和内圈内部分别环绕数周,带走凹模的热量再流入冷却装置,见图7中冷却水管接

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