一种轻量化金属带的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种轻量化金属带的制造方法，包括如下步骤：S10钢带冲压下料获得上带板毛坯以及下带板毛坯；S20冷挤压在所述下带板毛坯上形成下带板凹槽，获得下带板；S30将所述上带板毛坯置于所述下带板凹槽的槽口，使用800～1150℃对所述上带板毛坯以及所述下带板热锻使得所述上带板毛坯以及所述下带板复合，获得空心金属带毛坯；以及S40对所述空心金属带毛坯进行精加工获得轻量化金属带。本发明专利技术的一种轻量化金属带的制造方法，采用冷挤压、热锻造以及精加工工艺制备获得内部空心的不锈钢表带，不仅保留了不锈钢表带成本低的优点，而且达到了钛合金表带的重量轻的特点，此方法可促进金属表带的行业发展，极大的降低手表的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化金属带的制造方法
本专利技术涉及表带制造
，具体涉及一种轻量化金属带的制造方法。
技术介绍
不锈钢金属表带具有耐蚀性、金属光泽好，强度及硬度高，材料及加工成本低等优点，但由于目前的表带多为实心表带重量一般比较重。为此，为了减小表带的重量也有采用钛合金表带，钛合金也具有很好的耐蚀性，且与人体皮肤有更好的亲和性，且比不锈钢轻，但其材料价格和制造成本远比不锈钢表带高得多。为此若能采用成本低的不锈钢材料，制造出在质量上与采用钛合金相当(同样尺寸规格)，但总成本却大大于钛合金表带的制造方法，具有较大的技术与经济价值。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种轻量化金属带的制造方法，采用冷挤压、热锻造以及精加工工艺制备获得内部空心的不锈钢表带，不仅保留了不锈钢表带成本低的优点，而且达到了钛合金表带的重量轻的特点，此方法可促进金属表带的行业发展，极大的降低手表的生产成本。为了实现以上目的，本专利技术采取的一种技术方案是：一种轻量化金属带的制造方法，包括如下步骤：S10钢带冲压下料获得上带板毛坯以及下带板毛坯；S20冷挤压在所述下带板毛坯上形成下带板凹槽，获得下带板；S30将所述上带板毛坯置于所述下带板凹槽的槽口，使用800～1150℃对所述上带板毛坯以及所述下带板热锻使得所述上带板毛坯以及所述下带板复合，获得空心金属带毛坯；以及S40对所述空心金属带毛坯进行精加工获得轻量化金属带。进一步地，所述热锻工艺包括第一热锻步骤以及第二热锻步骤，所述第一热锻步骤为上锻模以6mm/s的速度下降，锻压力为1000N，保压15s；所述第二热锻步骤位于所述第一热锻步骤之后，所述上锻模抬起后再以200mm/s的速度下降，锻压力为1900N。进一步地，所述S30步骤还包括退火处理，位于热锻之后，退火温度为1050～1070℃，保温时间为1～2min/mm。进一步地，所述步骤S40依次包括如下步骤切除飞边、数控铣外表面、钻销针孔以及外表面抛光。进一步地，所述下带板凹槽在竖直面内的截面为梯形。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术的一种轻量化金属带的制造方法，采用冷挤压、热锻造以及精加工工艺制备获得内部空心的不锈钢表带，不仅保留了不锈钢表带成本低的优点，而且达到了钛合金表带的重量轻的特点，此方法可促进金属表带的行业发展，极大的降低手表的生产成本。附图说明下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其有益效果显而易见。图1所示为本专利技术一实施例的一种轻量化金属带的制造方法流程图；图2～10所示为本专利技术一实施例的制造过程图；图11所示为本专利技术一实施例的空心表带的总变形云图；图12所示为本专利技术一实施例的实心表带的总变形云图；图13所示为本专利技术一实施例的轻量化金属带实际尺寸结构图。图中附图标记：1上带板毛坯、2下带板、21下带板凹槽、22下带板毛坯、3轻量化金属带、31空心金属带毛坯、41凸模、42挤压凹模、43顶出杆、51上锻模、52下锻模、6飞边、71铣刀、72钻头。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施例提供了一种轻量化金属带的制造方法，如图1所示，包括如下步骤：S10钢带冲压下料获得上带板毛坯1以及下带板毛坯22。S20冷挤压在所述下带板毛坯22上形成下带板凹槽21，所述下带板凹槽21，获得下带板2。S30将所述上带板毛1坯置于所述下带板凹槽21的槽口，使用800～1150℃对所述上带板毛坯1以及所述下带板2热锻使得所述上带板毛坯1以及所述下带板2复合，获得空心金属带毛坯31。S40对所述空心金属带毛坯31进行精加工获得轻量化金属带3。所述步骤S30中，所述热锻工艺包括第一热锻步骤以及第二热锻步骤，所述第一热锻步骤为上锻模51以6mm/s的速度下降，锻压力为1000N，保压15s，使得所述上带板毛坯1与所述下带板2压合。所述第二热锻步骤位于所述第一热锻步骤之后，所述上锻模51抬起后再以200mm/s的速度下降，锻压力为1900N。热锻完成后，进行退火热处理，退火温度为1050-1070℃，保温时间为1-2min/mm。由于在锻造温度下压合，上下带板机体已完全结合成一体。所述步骤S40依次包括如下步骤切除飞边、数控铣外表面、钻销针孔以及外表面抛光。如图2所示，所述步骤S10采用钢带获得所述上带板毛坯1以及所述下带板毛坯22。如图3～6所示，经所述步骤S30获得空心金属带毛坯31。所述凸模41与所述下带板毛坯22接触的部位设置有0.8～1.2°的倾斜面，使得所述下带板凹槽21在竖直面内的截面为梯形，便于挤压后脱模，不影响空腔的形成。如图7～10所示，经所述步骤S40获得轻量化金属带3。轻量化前后变形量的对比：如图11所示，基于有限元力学和强度的分析，在相同受力条件下(对表带施加1Mpa力)，初始实心不锈钢表带的最大变形量为0.17um，优化后的空心表带的最大变形量为0.6um。由此可见，在质量减轻47％的前提上，变形量仅增加0.43um，可谓非常小，可忽略不计，因此不影响使用。轻化前后应力值的对比：初始实心不锈钢表带的最大von-mises应力值为1.173Mpa，优化后的空心表带的最大von-mises应力值为2.712MPa。由此可见，应力值仅增加了1.539Mpa，且远远小于材料的屈服极限。综上所述，在满足质量减轻的条件下，空心表带的强度和刚度均满足要求。表面硬度、耐蚀性、光泽等均与原实心表节没有什么改变，满足使用要求。不锈钢表带一般采用316不锈钢，属奥氏体不锈钢，其物理、力学性能见下表1。材料市场价格在20元/Kg左右。表1.316奥氏体不锈钢物理、力学性能钛合金表带为满足一定的强度和硬度，采用了一种特殊的合金配方，称为超级钛，如日本西铁城手表带，其密度为4.51g/cm3左右，仅为钢的60％，但其材料价格成本高，约在200元/Kg，加工成本也比不锈钢高的多，约为不锈钢加工成本的2倍。表带一般有13节左右，连接表及表扣部分的表带尺寸与中间部分表带略有不同，本专利技术设计的中间空心表带零件如图13所示(单节)。不同品牌表、不同规格表带尺寸都有差异，图13为常规、应用最多的规格，且本方法同样适用于不同规格的表带制造。根据表的实际尺寸，将表带做成内部空心，表带总厚2.4mm，空心处壁厚为0.5mm。在三维设计软件中评估改造前和改造后的质量。原实心表带体积为608.579mm3，质量4.777g，本设计的空心表带体积为325.285mm3，质量2.553g，减重2.224g，减重率(4.777-2.553)/4.7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻量化金属带的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS10钢带冲压下料获得上带板毛坯以及下带板毛坯；/nS20冷挤压在所述下带板毛坯上形成下带板凹槽，获得下带板；/nS30将所述上带板毛坯置于所述下带板凹槽的槽口，使用800～1150℃对所述上带板毛坯以及所述下带板热锻使得所述上带板毛坯以及所述下带板复合，获得空心金属带毛坯；以及/nS40对所述空心金属带毛坯进行精加工获得轻量化金属带。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻量化金属带的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10钢带冲压下料获得上带板毛坯以及下带板毛坯；
S20冷挤压在所述下带板毛坯上形成下带板凹槽，获得下带板；
S30将所述上带板毛坯置于所述下带板凹槽的槽口，使用800～1150℃对所述上带板毛坯以及所述下带板热锻使得所述上带板毛坯以及所述下带板复合，获得空心金属带毛坯；以及
S40对所述空心金属带毛坯进行精加工获得轻量化金属带。


2.根据权利要求1所述的一种轻量化金属带的制造方法，其特征在于，所述热锻工艺包括第一热锻步骤以及第二热锻步骤，所述第一热锻步骤为上锻模以6mm/s的速度下降，锻压力为100...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄明宇，周倩，魏言标，郑磊，薛少兵，倪红军，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32