[发明专利]一种大高径比金属棒料的墩粗方法

说明书

本发明公开了一种大高径比金属棒料的墩粗方法，包括以下步骤：(1)下料：将金属棒材料进行下料坯料，锯切完成后，机加两端面；(2)棒料加热：加热前，先在棒料中部涂刷高温涂料，然后将棒料加热；(3)模具墩粗：墩粗前，在棒料的两端套上墩粗模具，然后置于砧面上，保持下砧面不动，控制上砧面平稳向下运动，获得所述墩粗后的目标棒料。本发明通过涂覆高温材料和在棒料两端套上墩粗模具，避免墩粗过程棒料产生弯曲、双鼓肚的缺陷，且还有成本低、周期短、操作方便、灵活性高的优点。

技术领域

本发明属于工件热加工处理技术领域，尤其涉及一种大高径比金属棒料的墩粗方法。

背景技术

墩粗是指金属棒料在平锻机、锻锤、摩擦压力机等锻造设备上进行局部墩粗变形的工艺过程，是指使坯料高度减小而横断面积增大的锻造工序。墩粗在生产过程中应用较普遍，常见机械零件螺栓、圆销、汽车半轴杆等一般都采用金属棒料端部墩粗制造毛坯。通常棒料头部墩粗在平锻机上完成，由于平锻机(又称水平分锻机)具有两套机构，分别带动墩粗冲头和夹紧凹模，工作时先由夹紧凹模夹住棒料，然后由墩粗冲头墩粗棒料头部。同时由于平锻机墩粗滑块有较长的导向装置，可承受较大的偏心载荷因此可进行多模膛模锻，即对棒料用几个模膛进行分步的打击以实现较大的变形。

若使坯料局部截面增大则称为局部镦粗。镦粗的作用包括由横截面较小的坯料得到横截面较大而高度较小的锻件；冲孔前增大坯料横截面和平整端面；提高下一步拔长时的锻造比；提高锻件的横向力学性能和减少各向异性；反复镦粗和拔长以打碎合金工具钢中的碳化物，使其分布均匀。镦粗时应注意镦粗部分的长度与直径之比要保持合适，否则容易镦弯；坯料端面要平整且与轴线垂直，锻打用力要正，否则容易锻歪；镦粗力要足够大，否则会形成细腰形或夹层。镦粗时要考虑金属塑性的高低，控制其变形程度，对于硬度高的金属，强烈镦粗会产生纵向裂纹。

热加工金属棒料进行墩粗时，要实现金属棒料墩粗成形，其变形部分的长度LB与棒料直径D0之比(长径比)应小于3，当棒料高度与直径的比值(简称高径比)大于3时，墩粗过程坯料会产生弯曲、双鼓肚缺陷，导致工序无法完成或产品报废。目前墩粗过程采用自由太墩粗方式进行，即：将坯料加热后，直接放置于砧面上，下砧面保持不动，让上砧面平稳向下运动进行墩粗，如图4所示。这种方式墩粗坯料极易产生弯曲、双鼓肚缺陷，墩粗后坯料如图5所示，而生产中所需的坯料在墩粗后应该如图3所示，这样不仅得不到所需的坯料，还会造成资源浪费，且可能会影响其他工序的正常生产。

因此，开发出一种大高径比金属棒料在墩粗时坯料无弯曲、双鼓肚缺陷的方法尤为重要。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种大高径比金属棒料的墩粗方法。本发明通过涂覆高温材料和在棒料两端套上墩粗模具，避免墩粗过程棒料产生弯曲、双鼓肚的缺陷，且还有成本低、周期短、操作方便、灵活性高的优点。

为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：

一种大高径比金属棒料的墩粗方法，包括以下步骤：

(1)下料：将金属棒材料进行下料坯料，锯切完成后，机加两端面，保证两端面平整且与棒料的轴线垂直，避免墩粗下压过程中受力倾斜导致弯曲；

(2)棒料加热：加热前，先在棒料中部涂刷高温涂料，然后将棒料加热；

(3)模具墩粗：墩粗前，在棒料的两端套上墩粗模具，然后置于砧面上，保持下砧面不动，控制上砧面平稳向下运动，获得所述墩粗后的目标棒料。

进一步地，在步骤(1)，所述棒料的直径为D，棒料的高度为H。

进一步地，在步骤(1)，所述棒料在墩粗前的特征为：H/D≥3。

进一步地，在步骤(2)，所述高温涂料是含硅酸铝隔热防氧化涂料。