溫鍛后冷精整工序

1.溫鍛成形后冷精整的必要性

溫鍛成形后的鍛件基本達(dá)到了鍛件成形要求，但鍛件在冷卻過(guò)程發(fā)生不均勻收縮，這種不均勻度大約在0.1mm以上；由于溫鍛成形過(guò)程中模具磨損較快，同批鍛件因模具磨損而造成的尺寸變化可能會(huì)達(dá)到0.3mm左右；沖頭和凹模在溫鍛成形應(yīng)力作用下的變形較大，特別是反擠壓沖頭的局部鐓粗、塌陷和彎曲變形，對(duì)溫鍛后鍛件精度的影響較大。

以上的幾種原因，使溫鍛的筒形殼和三柱槽殼鍛件精度比冷鍛成形工藝的鍛件精度略差。

然而，盡管溫鍛鍛件經(jīng)冷精整后的精度比冷鍛鍛件稍差，但其精度已達(dá)到產(chǎn)品要求的范圍。與冷鍛成形工藝一樣，溫鍛后的鍛件需進(jìn)行退火（或正火）、拋丸、磷化、皂化處理，然后才能進(jìn)行鍛件的冷精整。

2.溫鍛后冷精整的工藝設(shè)計(jì)

1)冷精整變形工步設(shè)計(jì)

中碳鋼筒形殼和三柱槽殼溫鍛成形后的冷精整的原理和方法與低碳合金鋼全冷鍛后冷精整

工藝完全一樣。由于中碳鋼的塑性和冷變形能力稍差于低碳合金鋼，因此，對(duì)于中碳鋼的筒形殼和三柱槽殼的溫鍛鍛件，其精整的變形量要稍小于低碳合金鋼冷鍛件的變形量。另外還應(yīng)注意到，采用相同尺寸模具對(duì)低碳合金鋼和中碳鋼不同鍛件進(jìn)行冷精整時(shí)，精整后的產(chǎn)品尺寸并不一樣。這是因?yàn)檫@兩種材料在冷精整變形時(shí)回彈量不同。關(guān)于冷精整的回彈量計(jì)算很復(fù)雜，而一般實(shí)際生產(chǎn)時(shí)企業(yè)應(yīng)注意收集這一類(lèi)數(shù)據(jù)，總結(jié)出變形和回彈的規(guī)律，以指導(dǎo)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。

2)退火和磷化皂化處理

溫鍛后冷精整前的退火與磷化皂化處理，總的來(lái)講與冷鍛工藝是一樣的。但由于溫鍛材料

主要是中碳鋼，為了保證后續(xù)高頻感應(yīng)淬火的質(zhì)量，對(duì)退火后的珠光體組織有比較嚴(yán)格的要求。正常情況下，要求中碳鋼退火后得到5級(jí)～8級(jí)的晶粒度，珠光體組織為滲碳體與鐵素體均勻交替分布的片狀組織。這樣的珠光體在產(chǎn)品高頻淬火時(shí)，能在感應(yīng)加熱的瞬間轉(zhuǎn)變成奧氏體，細(xì)片

狀的滲碳體能快速并均勻溶解在奧氏體中，在淬火時(shí)能充分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織。但如果珠光體中的滲碳體主要以球狀形態(tài)存在時(shí)，由于球狀滲碳體的表面積比同等體積的滲碳體薄片要小得多，所以在瞬間加熱的感應(yīng)淬火過(guò)程中，球狀的滲碳體缺少足夠的時(shí)間完成全部溶入奧氏體以及均勻化過(guò)程，在淬火時(shí)會(huì)有淬火硬度偏低和表面存在淬火軟點(diǎn)等不良后果。所以，溫鍛件的退火溫度要避開(kāi)球化退火的溫度范圍，采用完全退火或不完全退火工藝規(guī)范。另外，為了保證鍛件內(nèi)腔的表面質(zhì)量，必需采用帶氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛的正火或等溫正火處理設(shè)備。通過(guò)保護(hù)氣氛退火，不但會(huì)降低鍛件硬度，改善材料塑性，同時(shí)還調(diào)整了材料組織，達(dá)到最終高頻淬火的預(yù)備熱處理要求。有的企業(yè)選擇在750℃左右的較低溫度下進(jìn)行等速萬(wàn)向節(jié)殼體的溫鍛成形，然后采用680℃的低溫退火工藝來(lái)軟化溫鍛件組織。由于終鍛溫度較低，溫鍛件成形后存在較明顯的冷作硬化現(xiàn)象，在隨后的680℃退火過(guò)程中有再結(jié)晶現(xiàn)象發(fā)生，可達(dá)到細(xì)化晶粒和降低硬度的效果。但是，溫鍛后再結(jié)晶退火的效果比冷鍛成形后的再結(jié)晶效果要差，而且隨著鍛造溫度的提高，再結(jié)晶現(xiàn)

象會(huì)越來(lái)越不明顯。因此，在850℃以上成形的溫鍛件要采用完全退火或不完全退火工藝，方能有效地改善鍛件性能和細(xì)化組織。有條件時(shí)采用氮?dú)獗Ｗo(hù)下的正火處理，能最大程度滿(mǎn)足溫鍛后冷精整和最終高頻淬火對(duì)溫鍛件組織和性能的要求。

等速萬(wàn)向節(jié)殼體冷精整前的磷化皂化處理過(guò)程與普通冷鍛生產(chǎn)中的磷化皂化處理一樣。由

于冷精整工序變形量不大，但精整后對(duì)鍛件表面粗糙度要求很高，所以對(duì)磷化皂化層的要求是薄而均勻，不能有渣滓或多余的皂液附著。所以，最好在磷化皂化處理后安排一個(gè)用熱開(kāi)水燙洗的工序，以確保鍛件表面的附著物被沖洗干凈，而多孔性的磷化層里吸附的皂化物足以滿(mǎn)足冷精整過(guò)程中的潤(rùn)滑要求。

3.溫鍛后冷精整模具的材料

溫鍛后的鍛件在經(jīng)過(guò)拋丸、磷化、皂化處理后進(jìn)入冷精整工步。中碳鋼溫鍛后鍛件的冷精整與低碳合金鋼冷鍛后的冷精整沒(méi)有重大區(qū)別，模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和質(zhì)量管理都是通用的。需要關(guān)注的是，中碳鋼在冷精整變形時(shí)熱效應(yīng)比低碳合金鋼要高，模具磨損也較快。因此，低碳合金鋼冷精整模具可以采用普通模具鋼制作，而中碳鋼溫鍛件的冷精整要采用高速鋼和硬質(zhì)合金制作的模具才能保證較高的模具壽命。