[发明专利]轮毂轴承单元套圈锻造余温正火工艺

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程领域与汽车零部件制造行业，特别涉及一种轮毂轴承单元套圈锻造余温正火的工艺流程。

背景技术

在现有的齿轮锻坯的热处理工艺中，采用了锻造余温的等温正火工艺，充分利用锻造余热实现正火而避免了二次升温加热，该工艺的特征为：把原材料加热至始锻温度进行锻造成形，再通过空冷把始锻温度降低到某特定温度后进入到保温炉中保温一定时间，最后出炉空冷至室温。该工艺技术主要被应用于包括20CrMnTi、25MnCr5、28MnCr5、20CrNiMo、SAE8620等材料的汽车齿轮。

但是上述锻造余温的等温正火工艺的缺点如下：

(1)保温时间周期较长，一般在60min以上，由于锻造是一个过程，先进行锻造与后进行锻造的样件进入保温炉中实际停留的时间并不相同，在完成组织转变后的部分样件仍被保温对能源是一种浪费；

(2)需要在锻造设备附近单独配备一台加热炉，设备及其工艺成本较高；

(3)该工艺在特定结构轮毂单元套圈锻造中(通用材料为SAE1055与55号钢)没有做出过论证，其应用可行性尚不明确。

发明内容

本发明目的是提供一种轮毂轴承单元套圈锻造余温正火工艺，该工艺的实施提升现有轮毂轴承单元套圈零件的基体硬度和强度，并细化晶粒，省略普通正火工序，在提升产品力学性能的基础上，进一步降低工艺成本。

为解决上述问题，本发明提供了一种轮毂轴承单元套圈锻造余温正火工艺，包括以下步骤：

步骤一：通过直读光谱仪对轮毂轴承单元套圈的通用材料进行元素检测，选用符合相应牌号元素规定范围的作为原材料；

步骤二：采用剪切或锯切方式将原材料下料为圆柱形的坯料，下料长度根据锻件图来设计；

步骤三：坯料逐段被置于加热炉中加热，每段坯料在中频炉中被加热到1050℃～1150℃；加热后的坯料被推杆推出中频炉，中频炉出口处的温度传感器对坯料的温度进行监控，对温度不在1050℃～1150℃范围内的坯料进行剔除，温度在1050℃～1150℃范围内的坯料被传送带输送到镦粗工序；

步骤四：坯料在镦粗设备上进行镦粗后获得鼓形毛坯，氧化皮得到消除；

步骤五：鼓形毛坯被传送带输送至锻造设备锻造成形得到锻件；

步骤六：若采用的是开式锻造，则需要对锻件的飞边进行切除；若采用的是封闭锻造，锻件无飞边，不需要切除；

步骤七：从步骤四到步骤六的三步总时间控制在40秒以内完成，完成前面六个步骤后，获得的锻件被逐个放置于冷却装置的入口处，在入口处配置温度传感器监控锻件的温度，对于温度不在850℃～950℃范围内的锻件通过分选装置被识别并剔除。

步骤八：温度在850℃～950℃范围内的锻件逐个进入冷却装置进行强制冷却，在160秒内锻件温度下降到550℃～650℃，冷却后的锻件从冷却装置输出并进入料框在空气中堆冷。

优选地，所述通用材料为SAE1055钢或55#钢，所述原材料为30mm～100mm的圆棒。

优选地，在步骤二中采用剪切设备或锯床对原材料下料。

优选地，坯料在中频炉中加热时，中频炉的温度波动范围为0℃～50℃。

优选地，在步骤五中，通过一套模具一次性锻造成形获得锻件的轮廓；或者通过预锻模具和终锻模具两次成形获得锻件的轮廓。

优选地，在锻造成形过程中同时进行强制风冷，降低锻件温度。

优选地，锻造成形得到的锻件的温度为850℃～950℃范围内。

优选地，步骤八中通过空气流的换热方式进行强制冷却。

优选地，所述锻件在冷却装置的输送带上进行对流换热。

优选地，所述输送带上方或下方的风扇组制造空气流。

本发明现有技术相比具有以下优点及效果：1、该工艺的实施能够使得轮毂轴承单元套圈的基体硬度达到240HB以上，屈服强度达到450MPa以上，抗拉强度达到800MPa以上，断后延伸率达到13％以上，基体组织晶粒度不低于3.5级，组织均匀性在1-4级范围内，提升现有轮毂轴承单元套圈零件的基体硬度和强度，并细化晶粒。2、省略普通正火工序，在提升产品力学性能的基础上，进一步降低工艺成本。

附图说明

图1是本发明轮毂轴承单元套圈锻造余温正火工艺原材料下料的示意图。

图2是本发明轮毂轴承单元套圈锻造余温正火工艺第一种锻造过程示意图。

图3是本发明轮毂轴承单元套圈锻造余温正火工艺第一种强制冷却过程示意图。