高压共轨预锻模具制造技术

本发明专利技术涉及一种高压共轨预锻模具，预锻模具由预锻上模和预锻下模组成，预锻上模的底表面和预锻下模的上表面配合形成有构成轨体和多个配管的型腔，且所述轨体的型腔和配管的型腔相互连通；而所述预锻上模的底表面上在所述配管的型腔的两端形成有阻料凸台，并且所述预锻下模的上表面在所述配管的型腔的两端形成有与所述凸台相配合的阻料凹槽，所述阻料凸台和所述阻料凹槽构成阻料结构。本发明专利技术所述的预锻模具能够充分利用自锁阻断坯料的能力，成品锻件的不良品率低于2500ppm，远低于预测的同行业6000ppm的平均水平；单位产品材料利用率由65～72%，提高到78～85%；节约了原材料，实现了节能减排的综合技术经济效果。

【技术实现步骤摘要】
高压共轨预锻模具
本专利技术涉及发动机配件加工的
，更具体地说，本专利技术涉及一种用于汽车发动机的高压共轨预锻模具。
技术介绍
高压共轨系统极大地提高了汽车发动机的驾驶性能和排放性能，随着排放后处理技术和空燃比控制技术的进步，不再以牺牲发动机的高热效率为代价，对于实现节能降耗和环境保护具有重大意义。目前高压共轨系统已成为汽车行业发动机领域的核心技术之一。在我国，开始打破国外的技术垄断，逐步形成了自主的核心技术体系。在共轨式柴油发动机中，将称为共轨的配管设置在泵和喷射阀之间，在该共轨内蓄压从泵压送来的高压的燃料，从这里将燃料分配到各汽缸的喷射阀。在该共轨式的燃料喷射系统中，通过计算机，从低速区域到高速区域，对燃料喷射量或喷射的时机进行高精度的控制，与以往的柴油发动机相比，能够实现大幅度的排气清洁度、燃耗性能、输出的提高以及噪音、振动的减低的性能提高。为了应对日渐严格的尾气排放要求、以及为了安静性的改善、燃耗性能、输出的提高，在推进共轨式柴油发动机的高压喷射化的同时，对使用在共轨中的燃料喷射管要求有更高的耐压性。为此，我公司开发了一种高压共轨，该产品结构复杂，为细长杆体，上有八个凸台，锻造过程中细长杆体零件易变形，凸台端面不易填充，模腔内最深处氧化皮不易清除，锻造难度大。我公司按本类产品的几何特征，和现有生产技术工艺条件，先后采取了多种改进制坯、预锻等多种技术方法，但均因模具局部的凹槽很深导致坯料填充不足而难以达到设计和使用要求。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种增强坯料填充效果的高压共轨预锻模具。为了解决专利技术所述的技术问题并实现专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种高压共轨预锻模具，其特征在于：所述预锻模具由预锻上模和预锻下模组成，所述预锻上模的底表面和预锻下模的上表面配合形成有构成轨体和多个配管的型腔，且所述轨体的型腔和配管的型腔相互连通；而所述预锻上模的底表面上在所述配管的型腔的两端形成有阻料凸台，并且所述预锻下模的上表面在所述配管的型腔的两端形成有与所述凸台相配合的阻料凹槽，所述阻料凸台和所述阻料凹槽构成阻料结构。其中，所述的预锻模具使用的材料为含硼模具钢，所述含硼模具钢的化学成分及其质量百分比为：C的含量为0.38~0.42%，Cr的含量为8.8~10.2%，Si的含量为0.35~0.40%，Mn的含量为0.75~0.90%，Ni的含量为0.32~0.40%，Mo的含量为0.08~0.12%，V的含量0.40~0.45%，N的含量为0.005~0.012%，Al的含量为0.010~0.025%，B的含量为0.20~0.25%，P的含量≤0.030%，S的含量≤0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质。与现有技术相比，本专利技术所述的高压共轨预锻模具具有以下有益效果：1．充分利用模具自锁阻断坯料的能力，显著增强了预锻的技术效果，成品锻件的不良品率低于2500ppm，远低于预测的同行业6000ppm的平均水平；2.避免了因预锻聚料不足而导致锻件凸台产生缺材的致命缺陷，大幅度地降低了内部质量成本，例如降低了产品检测、质量返修返工成本；3.因具有显著的锁料功能，降低了材料消耗，单位产品材料利用率由65～72%，提高到78～85%；节约了原材料，实现了节能减排的综合技术经济效果；4.产品流线方向控制更加合理，状态优良，表面裂纹缺陷率低于1000ppm；产品表面粗糙度低，少或无明显的表面氧化麻坑等表面质量缺陷。附图说明图1为现有技术的高压共轨预锻模具的结构示意图以及A-A截面的横截面结构示意图；图2为本专利技术的高压共轨预锻模具的结构示意图以及A-A截面的横截面结构示意图；图3为本专利技术模具的上模的结构示意图以及A-A截面的横截面结构示意图；图4为本专利技术模具的下模的结构示意图以及A-A截面的横截面结构示意图；图5为现有技术的高压共轨预锻模具填充效果的示意图；图6为本专利技术的高压共轨预锻模具填充效果的示意图；图7为本专利技术使用含硼模具钢中(0.15Cr+3V)/(10N+0.75B+C)与冲击韧性的关系图。具体实施方式以下将结合具体实施例对本专利技术所述的高压共轨预锻模具做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。本专利技术在如附图1所示出的预锻模具的设计基础上，发现在预锻上模1的下表面设计阻料凸台，在预锻下模2的上表面设计阻料凹槽从而形成如图2所示的阻料结构。具体来说，所述预锻模具由预锻上模和预锻下模组成，所述预锻上模的底表面和预锻下模的上表面配合形成有构成轨体和多个配管的型腔，且所述轨体的型腔和配管的型腔相互连通；而所述预锻上模的底表面上在所述配管的型腔的两端形成有阻料凸台，并且所述预锻下模的上表面在所述配管的型腔的两端形成有与所述凸台相配合的阻料凹槽，所述阻料凸台和所述阻料凹槽构成阻料结构。这样在模具的闭合过程中，能够强大的锁料能力，促使材料向工件模腔增强填充能力。如附图3所示，在预锻上模原设计基础上，增加阻料凸台，分析金属材料热流动性、模具内部型腔特征、热模锻机工作压力等关联特性，通过模拟预锻状态情况，确定相对于工件模腔的位置，确定凸台的长度、宽度、高度和外圆角；这些参数值可以通过计算机模拟计算得到，而且可以根据实际的情形作出相应的调整。如附图4所示，在预锻下模原设计基础上，增加阻料凹槽，分析金属材料热流动性、模具内部型腔特征、热模锻机工作压力等关联特性，通过模拟预锻状态情况，确定相对于工件模腔的位置，确定凹槽的长度、宽度、深度和外圆角。其中，所述凹槽在长度方向上，取凸台所对应的尺寸长度两端各加5mm，以能够均匀包容模具上模最外处的凸台为准。而凸台设计在上模，凹槽设计在下模，便于工人操作方便，配合间隙0.1～0.15mm。在本专利技术中，所述的预锻模具使用的材料为含硼模具钢，所述含硼模具钢的化学成分及其质量百分比为：C的含量为0.38~0.42%，Cr的含量为8.8~10.2%，Si的含量为0.35~0.40%，Mn的含量为0.75~0.90%，Ni的含量为0.32~0.40%，Mo的含量为0.08~0.12%，V的含量0.40~0.45%，N的含量为0.005~0.012%，Al的含量为0.010~0.025%，B的含量为0.20~0.25%，P的含量≤0.030%，S的含量≤0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质。而且为了获得高的冲击韧性，所述含硼模具钢中Cr、V、N、B以及C的质量百分比还需满足以下关系式：3.9≤(0.15Cr+3V)/(10N+0.75B+C)≤4.5。在本专利技术中，将锻造后的预锻上模和预锻下模的锻件温度由不低于800℃急冷至550～600℃，时间长度为2.5分钟；然后将所述预锻上模和预锻下模放置于热处理炉内加热至1030~1050℃后，保温2小时；接着炉冷至930~950℃后保温2小时，然后在160~200℃的淬火硝盐炉中进行冷却，冷却时间为2.5~3.0小时，然后在空气中自然冷却至室温；最后将淬火后的预锻上模和预锻下模在加热炉内于200~220℃进行回火处理，处理时间为6~8小时，然后炉冷至100℃后出炉空冷即可。如图7所示，通过使得所述的含硼模具钢中组分的关系式满足3.9≤(0.15Cr+3V)/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压共轨预锻模具，其特征在于：所述预锻模具由预锻上模和预锻下模组成，所述预锻上模的底表面和预锻下模的上表面配合形成有构成轨体和多个配管的型腔，且所述轨体的型腔和配管的型腔相互连通；而所述预锻上模的底表面上在所述配管的型腔的两端形成有阻料凸台，并且所述预锻下模的上表面在所述配管的型腔的两端形成有与所述凸台相配合的阻料凹槽，所述阻料凸台和所述阻料凹槽构成阻料结构。

【技术特征摘要】
1.一种高压共轨预锻模具，其特征在于：所述预锻模具由预锻上模和预锻下模组成，所述预锻上模的底表面和预锻下模的上表面配合形成有构成轨体和多个配管的型腔，且轨体型腔和配管型腔相互连通；而所述预锻上模的底表面上在所述配管的型腔的两端形成有阻料凸台，并且所述预锻下模的上表面在所述配管型腔的两端形成有与所述阻料凸台相配合的阻料凹槽，所述阻料凸台和所述阻料凹槽构成阻料结构；所述的预锻模具使用的材料为含硼模具钢，所述含硼模具钢的化学成分及其质量百分比为：C的含量为0.38~0.42%，Cr的含量为8.8~10.2%，Si的含量为0.35~0.40%，Mn的含量为0.75~0.90%，Ni的含量为0.32~0.40%，Mo的含量为0.08~0.12%，V的含量0.40~0.45%，N的含量为0.005~0.012%，Al的含量为0.010~0.025%，B的含量为0.20~0.25%，P的含量≤0.030%，S的含量≤0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高压共轨预锻模具，其特征在于：所述轨体型腔和配管型腔的表面粗...

【专利技术属性】
技术研发人员：王万珍，郭建春，王家斌，高鹏，马祖斌，曾庆峰，刘虹，孟祥海，郑世念，
申请(专利权)人：山东金马工业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37