一种以合金工具钢5CrNiMn为材料的缸体的加工制造方法技术

本发明专利技术公开了一种以合金工具钢5CrNiMn为材料的缸体的加工制造方法。该发明专利技术属于综合机械加工技术领域，该缸体通过锻造成型获得坯料，然后对其进行退火去除内应力+机加工+碳氮共渗+沉积处理+喷丸强化，在锻造缸体毛坯过程中经过多次镦粗后，避免了锻件的撕裂，而且使得组织均匀，晶粒细化，将镦粗后的坯料在镦粗台进行制坯，以便金属合理分布并很好的充满模膛，通过车镗珩机加工缸体，在加工过程中将雾化后的微量细小水滴切削液通过低温冷风吹送到切削区进行冷却润滑，使旋转工具与切屑的流出方向相同、使切削刃的周向速度大于切屑的流出速度，从而避免机械瘤的形成，之后对发动机缸体进行表面处理并沉积处理，该制造方法加工的缸体不仅具有高的耐磨性，寿命长，而且精度符合标准，同时也提高了缸体表面的硬度和抗弯强度。

【技术实现步骤摘要】

该专利技术属于综合机械加工
，本专利技术涉及合金工具钢5CrNiMn及其缸体。尤其是一种以合金工具钢5CrNiMn为材料的缸体的加工制造方法。
技术介绍
就加工材料而言，国内外在合金工具钢加工性能上，一直存在不少的差异。发达国家早在上个世纪四十年就开展了合金工具钢材料加工性研究，经过几十年研究和发展，促进了高强度合金工具钢加工性的显著改善，而国产锻件在同样的加工条件下与国外锻件相比，加工锻件的尺寸偏差、加工余量、表面质量、边角白口、硬质点等并没有明显差异，锻件材料的强度、硬度、金相组织也均无异常，而且加工刀具磨耗大、加工时间长、锻件加工表面粗糙度差等，以发动机缸体铸件为例，加工国产缸体时刀具的寿命远低于加工进口缸体时刀具的使用寿命，不仅严重地降低了生产效率，同时，显著增加了刀具的损耗，使切削加工成本大大增加。就加工工艺而言，以往的切削润滑液为化学物质，很多都有毒性，严重影响了工人的身体，而且废弃的切削液也对环境造成污染，一般在加工过程中，由于存在切削工具往复运动或偏心运动，因此需要准备特殊的切削工具，从而导致成本升高，或者因切削工具的多余的运动而使加工时间延长或使加工精度降低。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术为了解决上述问题，设计了一种以合金工具钢5CrNiMn为材料的缸体的加工制造方法。本专利技术设计了一种以合金工具钢5CrNiMn为材料的缸体的加工制造方法，该缸体材料主要包括了下列元素的百分比含量：Ni0.3-1.3％,Cr0.31-0.42％,C0.6-0.9％,Mn0.9-1.5％,Sb0.1-0.5％,Ti0.26％-0.45％，V0.05-0.2％,Pb0.25％-0.78％，S<0.3％,P<0.02％,其余为铁及其杂质，优选Ni0.5-1.2％,Cr0.35-0.40％,C0.7-0.8％,Mn0.92-1.2％,Sb0.2-0.4％,V0.07-0.15％,Ti0.29％-0.42％，Pb0.27％-0.72％，S<0.3％,P<0.02％,其采用了下列的加工工艺：(1)镦粗拔长棒料，翻转后再次墩粗后锻件使其成圆柱体，在镦粗过程中加热要均匀，使变形均匀，并且镦粗面要与轴线垂直，同时将毛坯原始高度和直径比控制在小于2.4之内，经过多次镦粗后在镦粗台进行制坯，使坯料基本符合偏心套形状，(2)对偏心套进行锻模，首先将偏心套放入预锻模膛，使与模垫相连的下模和禁固在垂头的上模一起上下运动，使毛坯在冲击力的作用下充满整个模膛，然后在终锻模膛进行挤压，在挤压过程中使模膛尺寸比偏心套放大一个收缩量。同时变形温度控制在1000-1100℃，挤压力控制在25-38Mpa，(3)对锻模缸体进行退火处理，采用等温退火，将缸坯加热到730-820℃，保温到材料奥氏体化然后进行快速冷却到珠光体转变温度范围内，保持2-4h，快速水冷至室温，(4)对退火后缸体进行机加工，先粗车在镗削最后在珩磨使得缸体达到加工精度，在加工过程中将雾化后的微量细小水滴切削液通过低温冷风冷却变为细小冰粒，通过低温冷风吹送到切削区进行冷却润滑，使旋转工具与切屑的流出方向相同、使切削刃的周向速度大于切屑的流出速度，从而避免机械瘤的形成，(5)进行中温气体碳氮共渗，即在气体渗碳炉中滴入丙酮作为渗碳剂，同时通入氮气，温度控制在850-890℃，再进行等离子化学气相沉积处理，将其置于通有氢气的炉内，加热到830-1000℃，以氢气为载体将甲烷带入反应器，将碳化钛沉积在缸体表面，(6)对沉积处理后的缸体进行超声波抛光处理，即将缸体放在磨料悬浮液抛光。本专利技术优点如下：经过调制处理后的缸体，不仅消除了残余应力，细化了晶粒，改善了组织，提高了力学性能和加工工艺性能。在锻造缸体毛坯过程中经过多次镦粗后，避免了锻件的撕裂，而且使得组织均匀，晶粒细化，将镦粗后的坯料在镦粗台进行制坯，以便金属合理分布并很好的充满模膛，通过车镗珩机加工缸体，在加工过程中将雾化后的微量细小水滴切削液通过低温冷风吹送到切削区进行冷却润滑，使旋转工具与切屑的流出方向相同、使切削刃的周向速度大于切屑的流出速度，从而避免机械瘤的形成，之后对发动机缸体进行表面处理并沉积处理，该制造方法加工的缸体不仅具有高的耐磨性，寿命长，而且精度符合标准，同时也提高了缸体表面的硬度和抗弯强度具体实施方式实施例一设计了一种缸体的加工制造方法，其材料为合金工具钢5CrNiMn，各成分百分比含量为：Ni0.3％,Cr0.31％,C0.6％,Mn0.9％,Sb0.1％,Ti0.26％，V0.05％,Pb0.25％，S<0.3％,P<0.02％,其余为铁及其杂质，其采用了的加工工艺为：(1)镦粗拔长棒料，翻转后再次墩粗后锻件使其成圆柱体，在镦粗过程中加热要均匀，使变形均匀，并且镦粗面要与轴线垂直，同时将毛坯原始高度和直径比控制在小于2.4之内，经过多次镦粗后在镦粗台进行制坯，使坯料基本符合偏心套形状，(2)对偏心套进行锻模，首先将偏心套放入预锻模膛，使与模垫相连的下模和禁固在垂头的上模一起上下运动，使毛坯在冲击力的作用下充满整个模膛，然后在终锻模膛进行挤压，在挤压过程中使模膛尺寸比偏心套放大一个收缩量。同时变形温度控制在1000℃，挤压力控制在25Mpa，(3)对锻模缸体进行退火处理，采用等温退火，将缸坯加热到730℃，保温到材料奥氏体化然后进行快速冷却到珠光体转变温度范围内，保持2h，快速水冷至室温，(4)对退火后缸体进行机加工，先粗车在镗削最后在珩磨使得缸体达到加工精度，在加工过程中将雾化后的微量细小水滴切削液通过低温冷风冷却变为细小冰粒，通过低温冷风吹送到切削区进行冷却润滑，使旋转工具与切屑的流出方向相同、使切削刃的周向速度大于切屑的流出速度，从而避免机械瘤的形成，(5)进行中温气体碳氮共渗，即在气体渗碳炉中滴入丙酮作为渗碳剂，同时通入氮气。温度控制在850℃，再进行等离子化学气相沉积处理，将其置于通有氢气的炉内，加热到830℃，以氢气为载体将甲烷带入反应器，将碳化钛沉积在缸体表面，(6)对沉积处理后的缸体进行超声波抛光处理，即将缸体放在磨料悬浮液抛光。实施例二设计了一种缸体的加工制造方法，其材料为合金工具钢5CrNiMn，各成分百分比含量为：Ni1.3％,Cr0.42％,C0.9％,Mn1.5％,Sb0.5％,Ti0.45％，V0.2％,Pb0.78％，S<0.3％,P<0.02％,其余为铁及其杂质，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以合金工具钢5CrNiMn为材料的缸体的加工制造方法，材料合金工具钢5CrNiMn主要包括下列元素的重量百分比含量:Ni 0.3‑1.3％,Cr0.31‑0.42％,C0.6‑0.9％,Mn 0.9‑1.5％,Sb 0.1‑0.5％,Ti 0.26％‑0.45％，V 0.05‑0.2％,Pb0.25％‑0.78％，S<0.3％,P<0.02％,其余为铁及其杂质，其特征在于采用了下列的加工工艺：(1)镦粗拔长棒料，翻转后再次墩粗后锻件使其成圆柱体，在镦粗过程中加热要均匀，使变形均匀，并且镦粗面要与轴线垂直，同时将毛坯原始高度和直径比控制在小于2.4之内，经过多次镦粗后在镦粗台进行制坯，使坯料基本符合偏心套形状，(2)对偏心套进行锻模，首先将偏心套放入预锻模膛，使与模垫相连的下模和禁固在垂头的上模一起上下运动，使毛坯在冲击力的作用下充满整个模膛，然后在终锻模膛进行挤压，在挤压过程中使模膛尺寸比偏心套放大一个收缩量，同时变形温度控制在1000‑1100℃，挤压力控制在25‑38Mpa，(3)对锻模缸体进行退火处理，采用等温退火，将缸坯加热到730‑820℃，保温到材料奥氏体化然后进行快速冷却到珠光体转变温度范围内，保持2‑4h，快速水冷至室温，(4)对退火后缸体进行机加工，先粗车在镗削最后在珩磨使得缸体达到加工精度，在加工过程中将雾化后的微量细小水滴切削液通过低温冷风冷却变为细小冰粒，通过低温冷风吹送到切削区进行冷却润滑，使旋转工具与切屑的流出方向相同、使切削刃的周向速度大于切屑的流出速度，从而避免机械瘤的形成，(5)进行中温气体碳氮共渗，即在气体渗碳炉中滴入丙酮作为渗碳剂，同时通入氮气，温度控制在850‑890℃，再进行等离子化学气相沉积处理，将其置于通有氢气的炉内，加热到830‑1000℃，以氢气为载体将甲烷带入反应器，将碳化钛沉积在缸体表面，(6)对沉积处理后的缸体进行超声波抛光处理，即将缸体放在磨料悬浮液抛光。...

【技术特征摘要】
1.一种以合金工具钢5CrNiMn为材料的缸体的加工制造方法，材料合金工具钢
5CrNiMn主要包括下列元素的重量百分比含量:Ni0.3-1.3％,Cr0.31-0.42％,C
0.6-0.9％,Mn0.9-1.5％,Sb0.1-0.5％,Ti0.26％-0.45％，V0.05-0.2％,Pb
0.25％-0.78％，S<0.3％,P<0.02％,其余为铁及其杂质，其特征在于采用了下列的
加工工艺：
(1)镦粗拔长棒料，翻转后再次墩粗后锻件使其成圆柱体，在镦粗过程中加热
要均匀，使变形均匀，并且镦粗面要与轴线垂直，同时将毛坯原始高度和直径
比控制在小于2.4之内，经过多次镦粗后在镦粗台进行制坯，使坯料基本符合
偏心套形状，
(2)对偏心套进行锻模，首先将偏心套放入预锻模膛，使与模垫相连的下模和
禁固在垂头的上模一起上下运动，使毛坯在冲击力的作用下充满整个模膛，然
后在终锻模膛进行挤压，在挤压过程中使模膛尺寸比偏心套放大一个收缩量，
同...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈秋，
申请(专利权)人：无锡桥阳机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32