專利名稱：一種汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件，特別是一種汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝。
背景技術：
當前，某些高性能汽車底盤懸架系統的關鍵受力件(如:汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件)，因其對車輛操縱的穩定性、可靠性、平順性有重要影響，所以要求其內部組織性能非常高，流線沿零件幾何外形分布，能夠承受在復雜環境下工作的要求。請參閱

圖1，它是汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的結構示意圖，該零件的材質是鋁合金材料LY11。如圖所示:該零件底座呈工字形狀，底座上是一個梯形臺，梯形臺上是個圓柱體，圓柱體上有個近似小矩形筋，在其底座上有四個相同的凸出圓角(見圖1中的標記6)，該凸出圓角分別向底座對應兩側凸出，每側各兩個。零件底座圓角端面弧半徑為R19(見圖1中的標記7)，底座圓角部位厚度只有20mm，底座圓角外弧端面距分模面(見圖1中標記8) 70mm。對于這類關鍵受力件，若采用傳統鑄造方法生產，該鑄造生產的零件毛坯不可避免含有氣孔、疏松、偏析、晶粒粗大等鑄造缺陷，導致零件的力學性能降低，從而使零件的壽命縮短，也不能滿足高負荷工況下使用要求，不能充分發揮材料的潛能。而采用普通鍛造工藝對其加工，又需要數副模具逐步過渡成型，導致流線紊亂，并容易產生折疊、渦流現象，生產效率低下，且質量難以得到保證。對于這類關鍵受力件，若采用普通鍛造方法生產，則存在一個較大的技術難點。由于零件底座的四個凸出圓角部位尺寸精度要求高，底座圓角外表面要求鍛造原始表面，即鍛造后不再進行機械加工，由于零件底座圓角部位較薄，處于模具深腔部位，鍛造時在模膛深而窄的圓角部位，摩擦阻力、模壁引起的垂直分力和此處金屬冷卻較快，變形抗力大，零件底座的四個圓角部位金屬塑性變差，致使零件底座的四個圓角部位產生充不滿。如果一次性反復鍛造，底座圓角部位金屬很快冷卻，塑性流動變差，金屬難以轉移分配，而分模面處金屬尚處于塑性良好狀態，金屬從橋口倉部被迫擠出，造成材料的大量浪費。如果溫度低塑性不好，難以充滿，不能保證圓角部位尺寸精度，而且變形抗力大，極易鍛裂導致坯料報廢。溫度高塑性好，但溫度過高易出現過燒組織，導致晶粒粗大，零件力學性能降低。所以這類零件采用普通鍛造方法成型難度大。

發明內容
本發明的目的在于提供一種汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，主要解決上述現有技術中所存在的技術問題，使用本發明工藝加工的零件的力學性能相比于鑄造零件提高數倍，使零件在惡劣狀況下能夠承受復雜交變載荷；改善了零件工作可靠性、延長其使用壽命。為實現上述目的，本發明是這樣實現的。
一種汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，該扭轉接頭零件材質是鋁合金材料LYll ;該零件的結構包括一呈工字形狀底座，底座上是一個梯形臺，梯形臺上是個圓柱體，圓柱體上有個小矩形筋，在其底座上有四個相同的凸出圓角，該凸出圓角分別向底座對應兩側凸出，每側各兩個；其特征在于:其精密鍛造工藝步驟是:步驟一:根據扭轉接頭零件毛坯重量體積及工藝確定下料尺寸；步驟二:將下好的棒料在電爐里預熱保溫，預熱溫度450±5°C ； 步驟三:將預熱好的棒料在擠壓機上擠壓制坯，擠壓模工作表面噴涂潤滑劑，擠壓溫度 430±5°C ；步驟四:將制好的粗坯放進電爐中加熱到490±5°C，并根據粗坯等效厚度確定保溫時間，同時對鍛模預熱，預熱溫度280±30°C ；步驟五:將制好的粗坯出爐，將粗坯放進模具，啟動摩擦壓力機第一次模鍛成型，鍛模工作表面噴涂潤滑 劑，鍛造溫度480 ± 5 °C ;步驟六:將初步得到的扭轉接頭零件預鍛毛坯空冷后在鋸床上去除飛邊，打磨，修傷；步驟七:將打磨，修傷完的扭轉接頭零件預鍛毛坯放進電爐加熱保溫，加熱溫度490±5°C，同時預熱鍛模，預熱溫度280±30°C ；步驟八:將第一次鍛模成形的產品再次放進模具，鍛模工作表面噴涂潤滑劑，啟動摩擦壓力機第二次模鍛成型，鍛造溫度480±5°C ；步驟九:將終鍛完的扭轉接頭零件毛坯在單點閉式壓力機上切掉飛邊，校形；步驟十:淬火，自然時效；步驟^^一:拋丸。所述的汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，其特征在于:所述的步驟一中選用O 90mm的棒料。所述的汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，其特征在于:所述的步驟三、五中的潤滑劑是二硫化鑰。所述的汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，其特征在于:所述的步驟三中的擠壓機噸位大于60000KN，擠壓變形量為10% 20%，擠壓速率70mm/S 90mm/S，擠壓模具材料用5CrMnMo或5CrNiMo熱模具鋼。所述的汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，其特征在于:所述的步驟五中鍛模工作表面粗糙度要求小于0.8 ym，鍛模模膛脫模斜度控制在5 10°，所述的摩擦壓力機噸位16000KN 25000KN，變形量為30 % 60 %，應變速率為8.5 XKT4 1.1X10'所述的汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，其特征在于:所述的步驟八中鍛模工作表面粗糙度要求小于0.8 y m，鍛模模膛脫模斜度控制在5 10°，所述的摩擦壓力機噸位16000KN 25000KN，變形量為20 % 40 %，應變速率為8.5X10-4
1.1X10-4。經過上述步驟的處理，使幾乎只能用鑄造方法生產的異形復雜扭轉接頭零件毛坯用鍛造方法也得以實現，底座圓角部位非加工表面尺寸精度也得以保證，且相對于傳統的鑄造工藝，步驟三、步驟五和步驟八使零件流線沿零件外形分布，步驟二和步驟十使零件內部組織分布均勻，晶粒度均勻細小，產品力學性能上比鑄造產品明顯增強。在惡劣狀況下能夠承受復雜交變載荷；改善了零件工作可靠性、延長其使用壽命。本發明產品的力學性能參數見下表。
權利要求
1.一種汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，該扭轉接頭零件材質是鋁合金材料LYll ;該零件的結構包括一呈工字形狀底座，底座上是一個梯形臺，梯形臺上是個圓柱體，圓柱體上有個小矩形筋，在其底座上有四個相同的凸出圓角，該凸出圓角分別向底座對應兩側凸出，每側各兩個；其特征在于:其精密鍛造工藝步驟是: 步驟一:根據扭轉接頭零件毛坯重量體積及工藝確定下料尺寸； 步驟二:將下好的棒料在電爐里預熱保溫，預熱溫度450±5°C ； 步驟三:將預熱好的棒料在擠壓機上擠壓制坯，擠壓模工作表面噴涂潤滑劑，擠壓溫度430±5°C ； 步驟四:將制好的粗坯放進電爐中加熱到490±5°C，并根據粗坯等效厚度確定保溫時間，同時對鍛模預熱，預熱溫度280±30°C ; 步驟五:將制好的粗坯出爐，將粗坯放進模具，啟動摩擦壓力機第一次模鍛成型，鍛模工作表面噴涂潤滑劑，鍛造溫度480 ± 5 °C ; 步驟六:將初步得到的扭轉接頭零件預鍛毛坯空冷后在鋸床上去除飛邊，打磨，修傷；步驟七:將打磨，修傷完的扭轉接頭零件預鍛毛坯放進電爐加熱保溫，加熱溫度490±5°C，同時預熱鍛模，預熱溫度280±30°C ； 步驟八:將第一次鍛模成形的產品再次放進模具，鍛模工作表面噴涂潤滑劑，啟動摩擦壓力機第二次模鍛成型，鍛造溫度480±5°C ； 步驟九:將終鍛完的扭轉接頭零件毛坯在單點閉式壓力機上切掉飛邊，校形； 步驟十:淬火，自然時效； 步驟^--:拋丸。
2.根據權利要求1所述的汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，其特征在于:所述的步驟一中選用O 90mm的棒料。
3.根據權利要求1或2所述的汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，其特征在于:所述的步驟三、五中的潤滑劑是二硫化鑰。
4.根據權利要求1或2所述的汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，其特征在于:所述的步驟三中的擠壓機噸位大于60000KN，擠壓變形量為10% 20%，擠壓速率70mm/S 90mm/S，擠壓模具材料用5CrMnMo或5CrNiMo熱模具鋼。
5.根據權利要求4所述的汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，其特征在于:所述的步驟五中鍛模工作表面粗糙度要求小于0.8 ym，鍛模模膛脫模斜度控制在5 10°，所述的摩擦壓力機噸位16000KN 25000KN，變形量為30% 60%，應變速率為8.5X10_4 1.1XlO-4O
6.根據權利要求5所述的汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，其特征在于:所述的步驟八中鍛模工作表面粗糙度要求小于0.8 ym，鍛模模膛脫模斜度控制在5 10°，所述的摩擦壓力機噸位16000KN 25000KN，變形量為20% 40%，應變速率為8.5X10_4 1.1XlO-4O
全文摘要
本發明涉及一種汽車底盤懸架系統扭轉接頭零件的精密鍛造工藝，該工藝步驟是選用棒料，根據鍛件重量及工藝確定原始坯料的下料尺寸；在電爐里預熱，對擠壓模具預熱；將棒料出爐在擠壓機上擠壓制坯；將制完的粗坯放進電爐加熱保溫；接著在摩擦壓力機上第一次模鍛成型；將第一次模鍛后的預鍛毛坯空冷后在鋸床上鋸掉飛邊，修傷；將預鍛毛坯放進電爐加熱保溫，并對鍛模預熱；第二次模鍛成型，去飛邊；校形，淬火時效；拋丸。本發明用一副模具成型出了一種較復雜零件的毛坯，使難以成型的零件底部四個凸出圓角達到了要求的精度尺寸；且使流線沿零件外形分布，內部組織分布均勻，晶粒度均勻細小，產品力學性能上比鑄造產品明顯增強。
文檔編號B21J5/02GK103100625SQ20111035304
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月9日 優先權日2011年11月9日
發明者張鈞, 張龍利 申請人:上海瑞爾實業有限公司