凸轮片的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种凸轮片的生产方法包括以下步骤：第一步、下料；合金组分及其质量百分比为：碳0.48%～0.53%，硅0.15%～0.30%，锰0.80%～1.00%，铬0.70%～0.85%，铝0.02%～0.05%，磷小于等于0.03%，硫小于等于0.02%，余量为铁和不可避免的杂质；第二步、毛坯锻造；第三步、加热冲孔；第四步、退火；第五步、挤孔；第六步、机加工；第七步、抛丸处理；第八步、调质处理。本发明专利技术的凸轮片的生产方法成品率高，所生产的凸轮片尺寸精度高且综合力学性能优良。

【技术实现步骤摘要】
凸轮片的生产方法
本专利技术涉及一种凸轮的生产工艺，属于合金加工

技术介绍
随着发动机动力性和经济性要求的不断提高，人们对凸轮轴的综合性能也提出了更高的要求。在保证产品强度和可靠性的前提下，凸轮轴的设计制造应具有结构紧凑、重量轻、材料优化和加工流程简化的特点，以达到轻量化、低成本的目的。传统的凸轮轴制造方法主要是采用整体铸造或整体锻造凸轮轴毛坯，然后通过切削加工进行生产，材料浪费较多，凸轮轴整体重量较重。装配式凸轮轴是将凸轮轴分成凸轮片、芯轴、轴颈等若干个可装配件，分别进行材料优化及精加工，再组装成凸轮片密布排列的紧凑结构凸轮轴。装配式凸轮轴制造新技术具有无可比拟的优点，它将凸轮轴的设计、材料的优化选择和性能分析三者恰当地结合起来，在保证高强度和可靠性的前提下具有结构紧凑、重量轻、材料组合优化以及灵活设计柔性生产等特点，是凸轮轴制造技术上的新突破，顺应了当今世界汽车工业发展的趋势。装配式凸轮轴的凸轮片的制造精度直接影响到装配式凸轮轴的整体质量，是装配式凸轮轴生产过程中十分重要的环节。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提出一种成品率高，所生产的凸轮片尺寸精度高且综合力学性能优良的凸轮片的生产方法，以及通过该生产方法制成的凸轮片。本专利技术为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种凸轮片的生产方法包括以下步骤：第一步、下料；将钢材切割成毛坯，钢材的合金组分及其质量百分比为：碳0.48％～0.53％，硅0.15％～0.30％，锰0.80％～1.00％，铬0.70％～0.85％，铝0.02％～0.05％，磷小于等于0.03％，硫小于等于0.02％，余量为铁和不可避免的杂质；第二步、毛坯锻造；将毛坯升温至780℃～880℃，将毛坯一次挤压出凸轮片的外轮廓；第三步、加热冲孔；将毛坯升温至580℃～700℃，然后在毛坯的相应位置处冲出通孔；第四步、退火；将毛坯先升温至580℃～620℃，在此温度下保温2～3小时，再将温度升至800℃～880℃，在此温度下保温3～4小时，然后炉冷至600℃以下，接着在空气中冷却至常温；第五步、挤孔；用与凸轮片的中心孔尺寸一致的顶头，对准通孔进行一次挤压，使得通孔挤压成中心孔，制成凸轮片；第六步、机加工；将凸轮片的两端面车平面，对凸轮片的边缘处倒角；第七步、抛丸处理；第八步、调质处理；对凸轮片进行淬火处理，将凸轮片升温至800℃～880℃，在此温度下保温3～5小时，然后进行油淬；淬火时的升温速度控制在150～180℃/小时，淬火后进行回火处理，将凸轮片升温至600℃～680℃，在此温度下保温2～3小时，接着在空气中冷却至常温。上述技术方案的一种优选是：上述钢材依次通过合金熔炼、浇注钢锭、热轧、扩散退火工艺制成；所述热轧时，轧制比≥5，始轧温度为1040℃～1060℃，终轧温度为1000℃～1150℃；所述扩散退火是先将钢锭升温至550℃～620℃，在此温度下保温2～3小时，再将钢锭升温至820℃～880℃，在此温度下保温2～3小时，再升至1000℃～1080℃，在此温度下保温6小时以上，然后随炉冷却至600℃以下，接着在空气中冷却至常温。上述技术方案的一种优选是：上述毛坯锻造时将将毛坯升温至830℃～850℃，所述加热冲孔时将毛坯升温至600℃～650℃，所述退火时的最高温度不超过850℃，所述调质处理时的最高温度不超过850℃。上述技术方案的一种优选是：上述合金熔炼的温度为1600℃～1680℃。上述技术方案的一种优选是：上述浇注钢坯的温度为1500℃～1550℃。上述技术方案的一种优选是：上述的凸轮片的生产方法，还包括以下步骤：第九步、抛丸清理；采用抛丸机对凸轮片的表面进行处理；第十步、检测、入库；按图纸进行外观和尺寸检查，进行探伤检测，包装入库。上述技术方案的一种优选是：上述合金组分中硅的质量百分比含量为0.18％～0.22％。适量的硅可以提高刚才的强度，过多会降低钢材塑性、冲击韧性等，所以优选0.18％～0.22％。上述技术方案的一种优选是：上述合金组分中锰的质量百分比含量为0.83％～0.88％。适量的锰元素可有效提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材锻压性能，并改善钢材的冷脆倾向，过多会使得刚才变脆变硬，所以优选0.83％～0.88％。上述技术方案的一种优选是：上述合金组分中铬的质量百分比含量为0.75％～0.80％。适量铬元素可以提高钢的强度和硬度，提高钢的高温机械性能，阻止石墨化，提高淬透性，但是过多会提高钢的脆性转化温度，提高钢的回火脆性，所以优选0.75％～0.80％。上述技术方案的一种优选是：上述合金组分中铝的质量百分比含量为0.04％～0.05％。适量铝元素的作为脱氧定氮剂，可以细化晶粒，改善钢在低温时的韧性，特别是降低了钢的脆性转变温度，但是铝元素过多将促进钢的石墨化倾向影响高温强度和韧性，所以优选0.04％～0.05％。本专利技术为解决上述技术问题提出的另一种技术方案是：采用上述凸轮片的生产方法所制成的凸轮片。本专利技术具有积极的效果：本专利技术的凸轮片的生产方法对合金的组分进行了优化，严格控制碳、硅、锰、铬、铝的含量，且不含其它强化合金元素，在保证常温力学性能和高温力学性能的同时，大大提高了材料的可锻性。使得凸轮片在锻压、冲孔、挤压成型时，可一次成型且不会产生裂纹。本专利技术的凸轮片的生产方法通过严格控制毛坯锻造、加热冲孔、退火、调质处理工艺的温度上限和时间，温度上限控制在880℃以内，优选850℃以内，使得锻件氧化皮较少，表面脱碳现象较轻微，锻件尺寸变化较小。本专利技术的凸轮片的生产方法增加了扩散退火工艺，使得材料内部的晶粒更加细密均匀，锻件变形和裂纹倾向较小。本专利技术的凸轮片的生产方法从合金成分和工艺上保证了凸轮片变形裂纹倾向小，缺陷少，成品率高，能够实现其优良的力学性能并且步骤简洁，生产成本较低。具体实施方式实施例1本实施例的凸轮片的生产流程为：合金熔炼→浇注钢锭→热轧→扩散退火→下料→毛坯锻造→加热冲孔→退火→挤孔→机加工→抛丸处理→调质处理→抛丸清理→检测→成品入库。本实施例的合金锻钢的生产方法，包括以下具体步骤：第一步、下料。钢材根据凸轮片的大小切割得到毛坯。钢材依次通过合金熔炼、浇注钢锭、热轧、扩散退火工艺制成。钢材的合金的组分及其质量百分比为：碳0.5％，硅0.2％，锰0.85％，铬0.78％，铝0.04％，磷0.01％，硫0.006％，余量为铁和不可避免的杂质。采用现有常规的合金熔炼技术，合金熔炼温度为1630℃。浇注钢锭的温度为1530℃，控制氧含量。热轧的轧制比≥5，始轧温度为1050℃，终轧温度为1000℃；扩散退火是将钢锭放入中频炉中，先将温度升至600℃，在此温度下保温2小时，再将温度升至850℃，在此温度下保温2小时，再将温度升至1050℃，在此温度下保温6小时，然后炉冷至600℃，接着在空气中冷却至常温。第二步、毛坯锻造。将毛坯放入中频炉中，升温至850℃，取出后采用200T的液压机，将毛坯一次挤压出凸轮片的外轮廓。第三步、加热冲孔。将毛坯放入中频炉中，升温至650℃，取出后采用160T的冲床在毛坯的相应位置处冲出通孔。第四步、退火。将毛坯放入中频炉中，先升温至600℃，在此温度下保温3小时，再将温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凸轮片的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、下料；将钢材切割成毛坯，钢材的合金组分及其质量百分比为：碳0.48%～0.53%，硅0.15%～0.30%，锰0.80%～1.00%，铬0.70%～0.85%，铝0.02%～0.05%，磷小于等于0.03%，硫小于等于0.02%，余量为铁和不可避免的杂质；第二步、毛坯锻造；将毛坯升温至780℃～880℃，将毛坯一次挤压出凸轮片的外轮廓；第三步、加热冲孔；将毛坯升温至580℃～700℃，然后在毛坯的相应位置处冲出通孔；第四步、退火；将毛坯先升温至580℃～620℃，在此温度下保温2～3小时，再将温度升至800℃～880℃，在此温度下保温3～4小时，然后炉冷至600℃以下，接着在空气中冷却至常温；第五步、挤孔；用与凸轮片的中心孔尺寸一致的顶头，对准通孔进行一次挤压，使得通孔挤压成中心孔，制成凸轮片；第六步、机加工；将凸轮片的两端面车平面，对凸轮片的边缘处倒角；第七步、抛丸处理；第八步、调质处理；对凸轮片进行淬火处理，将凸轮片升温至800℃～880℃，在此温度下保温3～5小时，然后进行油淬；淬火时的升温速度控制在150～180℃/小时，淬火后进行回火处理，将凸轮片升温至600℃～680℃，在此温度下保温2～3小时，接着在空气中冷却至常温。...

【技术特征摘要】
1.一种凸轮片的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、下料；将钢材切割成毛坯，钢材的合金组分及其质量百分比为：碳0.48%～0.53%，硅0.15%～0.30%，锰0.80%～1.00%，铬0.70%～0.85%，铝0.02%～0.05%，磷小于等于0.03%，硫小于等于0.02%，余量为铁和不可避免的杂质；第二步、毛坯锻造；将毛坯升温至780℃～880℃，将毛坯一次挤压出凸轮片的外轮廓；第三步、加热冲孔；将毛坯升温至580℃～700℃，然后在毛坯的相应位置处冲出通孔；第四步、退火；将毛坯先升温至580℃～620℃，在此温度下保温2～3小时，再将温度升至800℃～880℃，在此温度下保温3～4小时，然后炉冷至600℃以下，接着在空气中冷却至常温；第五步、挤孔；用与凸轮片的中心孔尺寸一致的顶头，对准通孔进行一次挤压，使得通孔挤压成中心孔，制成凸轮片；第六步、机加工；将凸轮片的两端面车平面，对凸轮片的边缘处倒角；第七步、抛丸处理；第八步、调质处理；对凸轮片进行淬火处理，将凸轮片升温至800℃～880℃，在此温度下保温3～5小时，然后进行油淬；淬火时的升温速度控制在150～180℃/小时，淬火后进行回火处理，将凸轮片升温至600℃～680℃，在此温度下保温2～3小时，接着在空气中冷却至常温。2.根据权利要求1所述的凸轮片的生产方法，其特征在于：所述钢材依次通过合金熔炼、浇注钢锭、热轧、扩散退火工艺制成；所述热轧时，轧制比≥5，始轧温度为1040℃～1060℃，终轧温度为1000℃～1150℃；所述扩散退火是先将钢锭...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐军，
申请(专利权)人：江苏新曙锻造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32