專利名稱：一種臺階軸用材料合金工具鋼5CrNiMo自由鍛加工工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及鍛造領域，具體涉及臺階軸及其材料，尤其是涉及ー種臺階軸用材料合金工具鋼5CrNiMo自由鍛加工エ藝
背景技術：
一般常采用切削加工，如車、銑、鏜等對軸類零件進行加工，而這些加工通常會殘存有應力集中現象，使得零件的壽命變短，而且加工步驟繁多，耗時耗エ，并且在加工時所用切削液都是有副作用的有毒化學物質，對工人的身體不好，而采用鍛造加工法，避免了上述的缺點，一般情況下，采用“先成形零件形狀再檢查材料質量”的流程，而鋼錠中不可避免地存在ー些疏松、氣泡等缺陷，這些缺陷的存在將嚴重降低零件的強度，為了保證重新鍛打后能夠得到合格的零件，必須在最初確定坯料尺寸時留有充足的余量，以保 證重鍛后的最終尺寸不會小于實際零件的要求，在上述鍛造エ序中，由于要滿足鍛件始鍛溫度及終鍛溫度的要求，一般分為5-6次加熱分別對鍛件進行整體拔長及分段成形，但整體拔長時的單次變形量都比較小，往往不能達到完全消除內部缺陷的效果，重新鍛打也時常進行，這樣不僅造成了材料浪費，還消耗更多的加工エ時。鍛后采用射線無損探傷發現，而大端仍然存在內部缺陷。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明為了解決上述問題，設計了一種以合金工具鋼5CrNiMo為材料的臺階軸的自由鍛加工エ藝。本發明設計的臺階軸自由鍛加工エ藝，其所用材料包括了下列元素的百分比含量NiO. 3-1. 3%, MoO. 31-0. 42%, CO. 6-0. 9%, MnO. 9-1. 5%, SnO. 1-0. 5%, V0. 05-0. 2%, S〈0. 3%，P〈0. 02%,優選 NiO. 4-1. 2%, MoO. 32-0. 40%, CO. 65-0. 85%, Mnl. 0-1. 3%, SnO. 12-0. 45%, V0.06-0. 19%, SCO. 3%, P〈0. 02%，其特征在于采用了下列的加工エ藝自由鍛加工エ藝，步驟如下(I)將由5CrNiMo制得的棒料放入加熱爐中，加熱到550°C，保溫3_4h，繼續加熱到800°C，保溫3-4h之后再加熱到始鍛溫度1200°C，保溫5_6h后出爐，為拔長做好準備，
(2)鐓粗拔長棒料將上述材料的棒料首先鍛出頭部之后進行整體拔長鐓粗到原略小于原來長度，(3)正火+回火處理，將坯料鍛件送入加熱爐，加熱爐溫度控制在900-1000°C ;保溫0. 5-2h ;在爐中緩慢冷卻到700°C，取出后進行油冷，在進行高溫回火處理，回火溫度為550°C，快速冷卻到室溫，(4)加熱到始鍛溫度，再次拔長鐓粗，并且修整臺階，同樣進行正火+回火處理，(5)再次加熱到始鍛溫度，鍛出凹槽，并且拔長端部并修整，正火+回火處理，進行臺階軸表面碳氮共滲處理，即把エ件置于密封加熱爐中通入丙酮、煤油等滲碳劑，將溫度加熱到910-960°C使エ件在此高溫下進行滲碳氮共滲，(7)將碳氮共滲后的臺階軸進行表面磷酸處理，(8)去除氧化皮或缺陷，采用無氧加熱進行模膛精鍛。精鍛時要有導套導柱結構，以便保證合模準確，同時為了減少金屬流動阻力，在凹模上開排氣小孔。而且在模鍛時要很好潤滑和冷卻鍛模。本發明的優點之一采用高溫多次自由鍛，變形后金屬具有再結晶組織而無加工硬化現象，使材料組織得到細化，消除了鋼材中的缺陷。本發明的優點之ニ 鍛壓后不需要切削加工，軸的鍵曹根部無應カ集中，克服軸容易折斷的缺陷，而且增強臺階軸的耐磨性和強度，延長了使用壽命。本發明的優點之三不需要切削加工，節省材料和加工エ序，因此提高了材料的利用率和生產效率。本發明的優點之四實現了批量生產，臺階軸生產成本低,材料綜合機械性能有所提高，產品性能好，質量穩定，因此能滿足產業化生產要求，從而得到 廣泛的應用。
具體實施例方式實施例一ー種以合金工具鋼5CrNiMo為材料的臺階軸，其材料主要包括了下列元素的百分含量NiO. 3%, MoO. 31%, CO. 6%, MnO. 9%, SnO. 1%, V0. 05%, S〈0. 3%, P〈0. 02%,其加工エ藝為自由鍛加工エ藝法，(I)將由5CrNiMo制得的棒料放入加熱爐中，加熱到550°C，保溫3h，繼續加熱到800°C，保溫3h之后再加熱到始鍛溫度1200°C，保溫5h后出爐，(2)將上述材料的棒料首先鍛出頭部之后進行整體拔長鐓粗到原略小于原來長度，(3)正火+回火處理，將坯料鍛件送入加熱爐，加熱爐溫度控制在950°C;保溫0. 5h ;在爐中緩慢冷卻到700°C，取出后進行油冷，在進行高溫回火處理，回火溫度為550°C，快速冷卻到室溫，(4)加熱到始鍛溫度，再次拔長鐓粗，并且修整臺階，同樣進行正火+回火處理，(5)再次加熱到始鍛溫度，鍛出凹槽，并且拔長端部并修整，正火+回火處理，(6)進行臺階軸表面碳氮共滲處理，即把エ件置于密封加熱爐中通入丙酮、煤油等滲碳劑，將溫度加熱到910°C使エ件在此高溫下進行滲碳氮共滲，(7)將碳氮共滲后的臺階軸進行表面磷酸處理，(8)去除氧化皮或缺陷，采用無氧加熱進行模膛精鍛。精鍛時要有導套導柱結構，以便保證合模準確，同時為了減少金屬流動阻力，在凹模上開排氣小孔。而且在模鍛時要很好潤滑和冷卻鍛模。實施例ニー種以合金工具鋼5CrNiMo為材料的臺階軸，其材料主要包括了下列元素的百分含量Nil. 2%, MoO. 40%, CO. 85%, Mnl. 3%, SnO. 45%, V0. 19%, S〈0. 3%, P〈0. 02%,其加工エ藝為自由鍛加工エ藝法，(I)將由5CrNiMo制得的棒料放入加熱爐中，加熱到550°C，保溫3. 5h，繼續加熱到800°C，保溫4h之后再加熱到始鍛溫度1200°C，保溫5. 5h后出爐，(2)將上述材料的棒料首先鍛出頭部之后進行整體拔長鐓粗到原略小于原來長度，(3)正火+回火處理，將坯料鍛件送入加熱爐，加熱爐溫度控制在900°C ;保溫Ih ;在爐中緩慢冷卻到700°C，取出后進行油冷，在進行高溫回火處理，回火溫度為550°C，快速冷卻到室溫，(4)加熱到始鍛溫度，再次拔長鐓粗，并且修整臺階，同樣進行正火+回火處理，(5)再次加熱到始鍛溫度，鍛出凹槽，并且拔長端部并修整，正火+回火處理，(6)進行臺階軸表面碳氮共滲處理，即把エ件置于密封加熱爐中通入丙酮、煤油等滲碳劑，將溫度加熱到940°C使エ件在此高溫下進行滲碳氮共滲，(7)將碳氮共滲后的臺階軸進行表面磷酸處理，(8)去除氧化皮或缺陷，采用無氧加熱進行模膛精鍛。精鍛時要有導套導柱結構，以便保證合模準確，同時為了減少金屬流動阻力，在凹模上開排氣小孔。而且在模鍛時要很好潤滑和冷卻鍛模。
申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細エ藝設備和エ藝流程，但本發明并不局限于上述詳細エ藝設備和エ藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細エ藝設備和エ藝流程才能實施。 所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1.ー種用合金工具鋼5CrNiMo為材料的臺階軸加工エ藝，其主要包括了下列元素的百分含量NiO. 3-1. 3%, MoO. 31-0. 42%, CO. 6-0. 9%, MnO. 9-1. 5%, SnO. 1-0. 5%, V0. 05-0. 2%, S〈0.3%, P〈0. 02%,其特征在于采用了下列的加工エ藝為自由鍛加工エ藝法，(I)將由5CrNiMo制得的棒料放入加熱爐中，加熱到550°C，保溫3-4h，繼續加熱到800°C，保溫3_4h之后再加熱到始鍛溫度1200°C，保溫5-6h后出爐，為拔長做好準備，(2)鐓粗拔長棒料將上述材料的棒料首先鍛出頭部之后進行整體拔長鐓粗到原略小于原來長度，(3)正火+回火處理，將坯料鍛件送入加熱爐，加熱爐溫度控制在900-1000°C ;保溫O. 5-2h ;在爐中緩慢冷卻到700°C，取出后進行油冷，在進行高溫回火處理，回火溫度為550°C，快速冷卻到室溫，(4)加熱到始鍛溫度，再次拔長鐓粗，并且修整臺階，同樣進行正火+回火處理，(5)再次加熱到始鍛溫度，鍛出凹槽，并且拔長端部并修整，正火+回火處理，(6)進行臺階軸表面碳氮共滲處理，即把エ件置于密封加熱爐中通入丙酮、煤油等滲碳劑，將溫度加熱到910-960°C使エ件在此高溫下進行滲碳氮共滲，(7)將碳氮共滲后的臺階軸進行表面磷酸處理，(8)去除氧化皮或缺陷，采用無氧加熱進行模膛精鍛。精鍛時要有導套導柱結構，以便保證合模準確，同時為了減少金屬流動阻力，在凹模上開排氣小孔。而且在模鍛時要很好潤滑和冷卻鍛模。
2.根據權利要求書I所述的材料,其特征在于NiO.4-1. 2%, MoO. 32-0. 40%, CO. 65-0. 85%, Mnl. 0-1. 3%, SnO. 12-0. 45%, V0. 06-0. 19%, S〈0. 3%, Ρ〈0· 02%。
全文摘要
本發明公開了一種合金工具鋼5CrNiMo為材料的臺階軸自由鍛加工工藝。其工藝流程為加熱—鐓粗拔長—切肩—鍛臺階鍛后處理(包括正火+回火熱處理)—二次自由鍛—對臺階軸進行碳氮共滲處理—表面酸處理。本發明方法不僅保證了有效消除材料的內部缺陷，減少材料以及切削加工帶來的耗時，耗工而且工藝設計步驟合理，有利于降低鍛造變形力，并實現理想的材料力學性能，從而使的臺階軸的耐磨性大大增強，顯著地提高模具的使用壽命，強度大大提高，成本得以降低。
文檔編號C22C38/12GK102766803SQ20121023150
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月5日 優先權日2012年7月5日
發明者于峰 申請人:無錫市鉆通工程機械有限公司