[发明专利]单向器花键套筒的冷挤成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及机件加工技术领域，具体涉及一种单向器花键套筒的冷挤成型工艺。

背景技术

单向器花键套筒是汽车发动机的重要零部件，其基本结构为圆管，其中在圆管一侧的内表面设置有花键。现有的单向器花键套筒的加工方法多为机加工方法，其不仅环境污染严重、生产成本高、生产效率低且得到的花键使用寿命低、精度也较低。所以，目前也有使用冷挤压工艺对这种工件进行加工的工艺。

公告号为CN102501036B的中国发明专利公开了一种单向器用齿轮的加工方法，其加工工艺为：以20cr合金结构钢棒料为原料，依次进行退火处理、磷皂化处理、镗内孔、退火处理、磷皂化处理、挤压齿形、整形，其中整形包括钻孔、平头、倒角、镗孔、车外圆、磨外圆等机加工工艺。该工艺在工件的强度、精度方面，特别齿形形成的精度和强度，确实比现有的机加工方法有很大程度提高，但是也存在不少问题：(1)使用20cr合金结构钢棒料为原料，仍旧造成不少的材料浪费，生产成本也相应提高；(2)采用镗内孔的方法形成内孔，不仅生产效率低、精度差，且个体间偏差大，在对这些个体间偏差大的加工件再用模具进行齿轮成形，不仅难以保证最后成品的尺寸、精度，且对模具的损耗大，生产成本提高；(3)退火处理会使加工件的表面形成一层氧化层，退火后直接进行磷皂化处理，磷化的效果会比较差，形成的磷酸盐层厚度不均、且整体比较薄，会影响成品的密度分布和整体均一性；(4)两次退火处理和磷皂化处理不仅工艺繁琐，也相应提高了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对以上现有技术的不足，提供一种单向器花键套筒的冷挤成型工艺，该工艺得到单向器花键套筒精度高、个体间差异小，且强度性能好，使用寿命长。

本发明所采用的技术方案为：

一种单向器花键套筒的冷挤成型工艺，该工艺包括以下步骤：以空心管为原材料，按照规定尺寸下料后，依次进行退火、平头、抛丸、磷皂化处理、冷挤整形、冷挤花键成型、机加工、淬火、回火、抛丸、清洗、磨床加工，得到成品单向器花键套筒。

所述退火在工业淬火电阻炉内进行，退火温度为750-800℃，退火时间为6～7h。

所述抛丸是指用铸钢丸进行表面抛丸处理，抛丸时间为5～6min。

所述磷皂化处理包括磷化处理和皂化处理，其中磷化处理包括以下步骤：

a1：将经表面抛丸处理后的空心管料用清水漂洗两次，以去除空心管表面灰尘；

a2：将去除灰尘后的空心管料用80～90℃的去油灵去除表面油污；

a3：将去除油污后的空心管料用70～80℃的热水漂洗两次，去除表面残留的去油灵；

a4：将经步骤a3处理后的空心管料浸入磷化液中进行磷化处理，磷化液包括以下重量百分比的各组分：氧化锌15-20％、磷酸二氢锌20-25％、硝酸15-25％、柠檬酸6-10％、硫酸镍1-3％、钼酸钠1-3％、余量为水，磷化处理条件为：全酸度(TA)40-60Pt，游离酸度(FA)7-10Pt，酸比＝TA/FA6-8，促进剂(AC值)1-3Pt，磷化温度为70～80℃，磷化时间为10-15min；

a5：将经过磷化处理后的空心管料用常温清水过滤20～40s，去除表面残留的磷化液；

a6：将经过清水过滤后的空心管料用70～80℃热水浸泡40～60s，来提高加工件的温度。

a7：将经过热水加温的工件浸入皂化液中进行皂化处理，皂化液的成分为硬脂酸钠的水溶物，硬脂酸钠与水的质量配比为1︰8，溶液温度70～80℃，浸泡时间40～60s。

所述冷挤整形在装有整形模具的高速冷挤压成型机上进行，将磷皂化处理后的空心管料立即放入整形模具的凹模中，将整形模具的的芯棒压入凹模，通过液压机以300吨的冲力用冲头正挤压空心管料，形成具有大径端和小径端的套筒毛坯。

所述冷挤花键成型在装有挤花键模具的高速冷挤压成型机上进行，将套筒毛坯的小径端向下放入挤花键模具的凹模，通过液压机以300吨的冲力驱动挤花键模具的花键成型模(芯棒)，正挤压在大径端的曲面腔形成花键，制成单向器花键套筒毛坯。

所述淬火是指在多用炉内进行，处理温度为850-880℃，时间为6小时。此步的温度和时间较为重要，用于使材料变硬，增加强度，增加使用寿命。

所述回火在工业回火炉内进行，回火温度为200℃，时间为1.5小时。此步是对淬火的一个后处理，经过该步后，材料的抗疲劳强度、韧性、耐磨性将大大提高。

与现有技术相比，本发明具有以下显著优点和有益效果：