螺纹滚压模制造技术

一种螺纹滚压模(10)包括螺纹滚压区域(12)，所述螺纹滚压区域包含包括螺纹形式(16)的工作表面(14)。螺纹滚压模(10)的螺纹滚压区域(12)包括具有硬度范围在78HRA到89HRA的烧结硬质合金材料。在某些实施方案中，螺纹滚压模(10)可以进一步地包括至少一个非硬质合金件(18)，其与不防止工作件与工作表面接触的螺纹滚压区域的区中的螺纹滚压区域(12)冶金键合，并且其中非硬质合金件(18)包括金属区域和金属基体复合体区域中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在ー个机器零件上产生螺纹以便于使其固定到另ー个机器零件上的螺纹滚压模，以及涉及制造螺纹滚压模的方法。更特别地，本专利技术涉及包含烧结硬质合金的螺纹滚压区域的螺纹滚压模，以及涉及制成所述螺纹滚压模的方法。
技术介绍
螺纹通常用作将ー个机械零件固定到另ー个机械零件的手段。例如车削(使用单个点或者成形工具)以及磨(使用单触点或者成形轮)的加工技术被用作金属去除的方法，以在エ件中生成理想的螺纹几何形状。这些方法通常被称为螺纹切削方法。螺纹切削技术具有某些固有的缺点。螺纹切削技术通常慢且花费多，并且需要使用昂贵的机床，其包括特別的工具。螺纹切削技术对于处理大的产品批次是节省成本的。 因为螺纹切削包括加工毛坯，产生切削屑形式的废料。另外，切削螺纹的光洁度可以小于期望。在机器零件中形成螺纹的可替代方法包括使用“无屑”金属成形技木，S卩，在其中不切削エ件并且不形成屑的螺纹成形技木。无屑螺纹成形技术的实例是螺纹滚压技木。螺纹滚压技术包括在设置在两个或者多个螺纹滚压模之间的圆柱型金属零件上滚压螺纹，所述螺纹滚压模包括具有理想螺纹几何形状的镜像的工作面。传统地，螺纹滚压模可以是圆形的或者平的。当エ件被压紧在彼此运动的模和模之间时，在エ件上生成螺纹的几何形状。 圆形的螺纹滚压模彼此相对旋转。平的螺纹滚压模彼此相对以线性或者往复运动的方式运动。螺纹滚压因此是冷成形、或者运动而不是将エ件材料去除来形成螺纹的方法。这示意性地在图IA和IB中所图示。图IA示意性地图示了设置在圆柱形毛坯侧面上的螺纹滚压摸，以及图1(b)示意性地图示了通过相对于模旋转毛坯来产生的最后产品。如图IA和IB 中所图示的，向上或者向外运动毛坯材料以形成螺纹的エ艺导致了大于毛坯直径(图1B) 的螺纹大径(图1A)。螺纹滚压在エ件上形成螺纹的加工或者切削技术方面提出了若干个优点。例如， 大量材料由于螺纹滚压技术的“无屑”特性可以免于成为废料使用。同吋，因为螺纹滚压通过向上和向外来变形材料而形成螺纹，所以毛坯可以小于通过螺纹切削形成螺纹时所要求的，从而导致了另外的材料节省。此外，螺纹滚压可以以高的螺纹速度并且利用较长的同类工具寿命来产生螺纹和相关的形式。因此，螺纹滚压对于大量生产是切实可行的技木。螺纹滚压还是在其中不存在任何磨损的冷成形技木，并且螺纹滚压模可以在它们的整个使用寿命中操作，而不需要周期性的确定尺寸。螺纹滚压还导致エ件的螺纹区域中材料的硬度和屈服強度的明显增加，这是由于螺纹滚压操作中由所施加的压カ引起的加工硬化(work hardening)。螺纹滚压可以产生比切削螺纹更强例如直到20%的螺纹。滚压成的螺纹还呈现降低的切ロ灵敏度以及改进的抗疲劳性。冷成形技术的螺纹滚压还典型导致具有优秀的微观结构、光滑的镜面光洁度，以及改进的颗粒结构的螺纹，以用于更高的強度。在螺纹切削方面，螺纹滚压的优点示意性地在图2A和图2B中图示出。图2A示意性地示出了在エ件螺纹区域中导致螺纹切削的微观结构流线。图2B示意性地示出了在エ 件螺纹区域中导致螺纹滚压的微观结构流线。图表明通过螺纹滚压不产生任何废料，这依赖于产生螺纹的エ件材料的运动。图2B中所示出的流线还表明通过螺纹滚压之中材料的流动来产生硬度改进和强度增加。传统的螺纹滚压模典型地由高速钢以及其它工具钢制成。由钢制成的螺纹滚压模具有若干局限性。高速钢和工具钢的压力強度可以不明显地高于普通エ件材料(例如，合金钢以及其它结构合金)的压カ强度。实际上，传统的螺纹滚压模材料的压カ强度可以更低于高强度エ件材料(例如，镍基和钛基航空航天合金以及某些防腐蚀合金)的压カ强度。 通常，用来制成螺纹滚压模的工具钢的压力和屈服強度降到大约275，OOOpsi以下。当螺纹滚压模材料的压カ强度基本上不超过エ件材料的压カ强度时，模经受过度的塑性变形以及提前失效。除了具有比较高的压カ强度之外，螺纹滚压模材料应当比エ件材料具有基本上更大的刚性。通常，然而，目前在螺纹滚压中使用的高速钢和工具钢不具有比普通エ件材料更高的刚性。这些工具钢的刚性(即，杨氏模量)降到大约32X Kfpsi以下。由这些高速钢和工具钢所制成的螺纹滚压模可以在螺纹滚压エ艺过程中承受过度的塑性变形，这使得螺纹几何形状上很难保持精密公差。此外，由高速钢和工具钢所制成的螺纹滚压模可以被希望呈现与许多普通エ件材料相比较仅仅更高的耐磨性。例如，在螺纹滚压模中使用的某些工具钢的磨损量(如根据 ASTM G65-040, “Standard Test Method for Measuring Abrasion Using the Dry Sand/ Rubber Wheel Apparatus”来计量)是大约100mm3。因此，模的使用寿命由于过度的磨损而受限。因此，需要由与传统地在螺纹滚压模中使用的高速和其它工具钢相比呈现强度 (特別地是压力強度)、刚性、以及耐磨性的较好结合的材料制成的螺纹滚压模。这种材料将提供増加的模使用寿命并且还可以允许模用来在エ件材料上产生不能容易地使用传统模来处理的螺纹。
技术实现思路
在根据本专利技术的非限制性实施方案中，螺纹滚压模包含螺纹滚压区域，其包括含螺纹形式的工作表面。螺纹滚压区域包括具有在78HRA到89HRA范围内的硬度的烧结硬质I=I 巫 ο在根据本专利技术的另ー个非限制性实施方案中，螺纹滚压模包含螺纹滚压区域，其包括含螺纹形式的工作表面，其中，螺纹滚压区域包括具有至少400，OOOpsi的压カ屈服强度、在50 X Kfpsi到80 X Kfpsi的杨氏模量、根据ASTM G65-04估计的在5謹3到30謹3范围内的磨损量、至少15ksi · in172的断裂韧性、以及至少300ksi的横向断裂強度中的至少一个的烧结硬质合金。在根据本专利技术的又一个非限制性的实施方案中，螺纹滚压模包括螺纹滚压区域， 其包括含螺纹形式的工作表面，其中，至少螺纹滚压区域的工作表面包括烧结硬质合金材料。在某些非限制的实施方案中，螺纹滚压模包括至少ー个非硬质合金件，其与不防止ェ作表面接触工件的螺纹滚压区域的区中螺纹滚压区域冶金键合。在某些非限制性实施方案中，非硬质合金件包括金属区域和金属基体复合物中的至少一个。在根据本专利技术的又一个实施方案中，螺纹滚压模包括螺纹滚压区域，其包括含螺纹形式的工作表面，以及与螺纹滚压区域冶金键合的非硬质合金件，其中，至少螺纹滚压区域的工作表面包括烧结硬质合金材料，其具有至少400，OOOpsi压力屈服强度、在50 X IO6Psi到80 X IO6Psi的杨氏模量、根据ASTM G65-04所估计的在5mm3到30mm3范围内的磨损量、78HRA到89HRA范围内的硬度、至少15ksi · in1/2的断裂韧性、以及至少300ksi的横向断裂强度中的至少一个。附图说明参考附图可以更好地理解本文所描述的物件和方法的特征和优点，其中图IA和IB是示出了传统的螺纹滚压工艺的某些方面的示意性画法；图2A和2B分别是工件材料在由螺纹切削和螺纹滚压所形成的螺纹形成区域中的微观结构流线的示意性画法；图3是根据本专利技术的圆形螺纹滚压模的一个非限制性实施方案的示意性画法，其中，模包括非硬质合金区域和具有在78HRA到89HRA范围内的硬度(洛氏硬度值“A”)的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PK默克安达尼，VB舒克，GL鲍曼，MD布朗，
申请(专利权)人：TDY工业公司，
类型：发明
国别省市：