一種轎車轉向節鍛件用無粗晶環鍛造毛坯擠壓生產工藝的製作方法

2023-06-08 17:10:41 2

本發明涉及鋁合金擠壓型材的技術領域，特別是涉及一種轎車轉向節鍛件用無粗晶環鍛造毛坯擠壓生產工藝。

背景技術：

隨著世界性鋁合金加工技術的快速發展，新技術、新材料、新工藝，新產品層出不窮。傳統的承力件及連接件基本使用鋼鐵材料，為確保使用壽命及使用過程中的安全性，鋁合金在主要承力件及連接件中發揮越來越大的作用，當滿足使用要求時，可以以鋁合金代替鋼鐵承擔連接作用。近年來，隨著鋁合金在各領域的應用，各種承受中等強度及有限運動機械部件廣泛使用鋁合金減輕自身重量，提高承載能力。

轉向節是汽車的重要部件，受到頻率較高的震動、扭轉等交變載荷，要求轉向節鍛件強度高、塑性好，組織均勻，整個鍛件沒有粗晶，因此要求鍛造毛坯無粗晶環、塑性高，滿足用戶二次加熱、鍛造不開裂，並且毛坯棒材試樣熱處理後強度較高，在二次加熱變形強度損失的條件下，仍能保證轉向節鍛件合格。如何生產出適合紅旗轎車使用的轉向節鍛件，是本發明的目的。

技術實現要素：

本發明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供一種轎車轉向節鍛件用無粗晶環鍛造毛坯擠壓生產工藝，利用無粗晶棒材生產紅旗轎車轉向節鍛件，可以有效解決鐵質轎車轉向節重量大能耗高及鑄造鋁合金轉向節性能低易損壞的不利因素，可以解決大量生產、交貨問題，生產的產品滿足用戶使用要求，有利於後續鍛造、加工和使用。

本發明的一種轎車轉向節鍛件用無粗晶環鍛造毛坯擠壓生產工藝技術方案為，包括以下步驟：

(1)選擇鋁合金合金，鑄造鋁合金鑄錠；熔煉鋁合金圓鑄錠時計算配料、液體扒渣、除氣，鑄造時過濾；將鋁合金圓鑄錠車皮、切頭、切尾、取低倍、化學成分、切毛料；

(2)擠壓鋁合金鍛造毛坯並在線冷卻；

(3)鋁合金鍛造毛坯張力拉伸；

(4)取毛坯試樣檢驗，取合格毛坯包裝。

步驟(1)中選用6082圓鑄錠做為鍛造毛坯用合金，鑄錠規格為Ф515mm×7000mm，鋁合金鑄錠中元素的質量百分比Si為1.15％～1.25％，Fe為0.18％～0.25％，Cu為≤0.10％，Mn為0.8％～0.9％，Mg為0.90％～1.0％，Cr為0.1％～0.2％，Ni為≤0.05％，Zn為≤0.05％，Ti為0.03％～0.08％，單個雜質≤0.03％，合計雜質≤0.05％，其餘為Al。

步驟(1)中要求鑄錠晶粒度一級、疏鬆一級，毛料規格為Φ505×1500mm，鑄錠不均質。

步驟(2)中，將毛料擠壓，擠壓溫度450℃，風霧冷卻，冷卻後溫度在300℃，然後自然冷卻。

步驟(2)中，擠壓係數8-25。

步驟(3)中使用2400噸拉伸機，拉伸後直線度0.8mm/M。

步驟(4)中檢驗步驟為：

①鋁合金鍛造毛坯檢查表面，取低倍和力學性能試樣(低倍是檢查轉向節型材的內部組織，內部組織不允許有成層、縮尾、氣孔、化合物偏析、金屬及非金屬夾雜、粗晶環等缺陷，力學性能是檢查材料的抵抗斷裂能力，斷裂是轉向節致命的危險因素，可以導致車毀人亡。)低倍按照個數的10％抽取，並且在頭尾端均取低倍，力學性能每批次抽取2個試樣；

②鋁合金鍛造毛坯試樣離線淬火；

③鋁合金鍛造毛坯試樣離線淬火後銑兩個表面、酸鹼洗，用卡尺測量平面間隙小於0.5mm；

④酸鹼洗後檢查粗晶環。

步驟②中，淬火溫度：520-545℃，保溫1-2小時，時效175℃，保溫8小時。

步驟④中粗晶環為≤0.5mm。

本發明的有益效果為：本發明利用無粗晶棒材生產紅旗轎車轉向節鍛件，可以有效解決鐵質轎車轉向節重量大能耗高及鑄造鋁合金轉向節性能低易損壞的不利因素，可以解決大量生產、交貨問題，生產的產品滿足用戶使用要求，有利於後續鍛造、加工和使用。本發明的鋁合金鍛造毛坯達到無粗晶環要求，毛坯塑性高，滿足用戶二次加熱、鍛造不開裂，並且毛坯棒材試樣熱處理後強度較高，在二次加熱變形強度損失的條件下，仍能保證轉向節鍛件合格，用戶經加熱、鍛造、熱處理，紅旗轎車轉向節鍛件可以實現最大粗晶小於等於3mm高標準，受力情況，強度、塑性滿足使用要求，可以進行批量生產。本發明為批量生產紅旗轎車轉向節鍛件用無粗晶環鍛造毛坯提供保證。

具體實施方式：

為了更好地理解本發明，下面用具體實例來詳細說明本發明的技術方案，但是本發明並不局限於此。

實施例1

本發明的一種轎車轉向節鍛件用無粗晶環鍛造毛坯擠壓生產工藝，包括以下步驟：

A詳細調查用戶使用要求及後續加工、熱處理方法：用戶使用毛坯棒材鍛造汽車轉向節鍛件，轉向節是汽車的重要部件，受到頻率較高的震動、扭轉等交變載荷，要求轉向節鍛件強度高、塑性好，組織均勻，整個鍛件沒有粗晶，因此要求鍛造毛坯無粗晶環、塑性高，滿足用戶二次加熱、鍛造不開裂，並且毛坯棒材試樣熱處理後強度較高，在二次加熱變形強度損失的條件下，仍能保證轉向節鍛件合格；

進行模具設計，設計原則是儘量減小擠壓過程中的摩擦，模具設計時咬入角小於67°，工作帶寬度小於5毫米；

選擇擠壓機，使鑄錠的鑄造組織完全轉變成變性組織，保證轉向節鍛件的強度，擠壓係數17，可以使鑄造組織94.12％達到變形組織。B(1)選用6082圓鑄錠做為鍛造毛坯用合金，熔煉鋁合金圓鑄錠時計算配料、液體扒渣、除氣，鑄造時過濾；將鋁合金圓鑄錠車皮、切頭、切尾、取低倍、化學成分、切毛料，鑄錠規格為Ф515mm×7000mm，鋁合金鑄錠中元素的質量百分比Si為1.15％～1.25％，Fe為0.18％～0.25％，Cu為≤0.10％，Mn為0.8％～0.9％，Mg為0.90％～1.0％，Cr為0.1％～0.2％，Ni為≤0.05％，Zn為≤0.05％，Zr為0.02％～0.04％，Ti為0.03％～0.08％，單個雜質≤0.03％，合計雜質≤0.05％，其餘為Al；要求鑄錠晶粒度一級、疏鬆一級，毛料規格為Φ505×1500mm，鑄錠不均質。

(2)擠壓鋁合金鍛造毛坯並在線冷卻，將毛料擠壓，擠壓溫度450℃，風霧冷卻，冷卻後溫度在300℃，然後自然冷卻；

(3)鋁合金鍛造毛坯張力拉伸；使用2400噸拉伸機，拉伸後直線度0.8mm/M。

(4)鋁合金鍛造毛坯檢查表面、取低倍和力學性能試樣(低倍是檢查轉向節型材的內部組織，內部組織不允許有成層、縮尾、氣孔、化合物偏析、金屬及非金屬夾雜、粗晶環等缺陷，力學性能是檢查材料的抵抗斷裂能力，斷裂是轉向節致命的危險因素，可以導致車毀人亡。)，低倍按照個數的10％抽取，並且在頭尾端均取低倍，力學性能每批次抽取2個試樣；

(5)酸鹼洗後檢查粗晶環鋁合金鍛造毛坯離線淬火，淬火溫度：520-545℃，保溫1-2小時，時效175℃，保溫8小時；

(6)鋁合金鍛造毛坯離線淬火後銑兩個表面、酸鹼洗，用卡尺測量平面間隙小於0.5mm；

(7)酸鹼洗後檢查粗晶環，粗晶環為≤0.5mm。

(8)合格毛坯包裝。

實施例2

本實施例與實施例1不同的是，

步驟A，與用戶一起優化鍛造工藝方案，確保從擠壓到鍛造工藝能保證力學性能並控制粗晶環的長大。

擠壓機，擠壓係數在8-25之間。

步驟B中，步驟(1)中鑄錠低倍晶粒度一級、疏鬆一級，毛料不均質，加入Zr為0.02％～0.04％，鑄錠探傷標準B級。

步驟(2)中擠壓時在線冷卻採用階段冷卻方法，第一階段採用低強度風霧冷卻，在冷卻至200-300℃時，採用自然冷卻。

步驟(5)中，淬火溫度540-545℃，保溫2小時，時效175℃，保溫8小時。

本技術方案在滿足標準要求下，提高勞動生產率，節約成本，滿足用戶訂貨需求。