[发明专利]一种半轴套管坯一次双件局部电镦制备装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于材料加工工程中金属塑性成形领域。具体涉及一种用于成形半轴套加工钢管及其与此相类似的中空轴类锻坯技术。

背景技术

半轴套管是汽车底盘部分的关键零件，工作条件为重负荷、强冲击和震动。其结构整体呈长筒形，并在一端具有一段直径变大且厚度变厚的区域且在该端端部具有一个用于对接的类似法兰盘形的凸起圆台。在汽车的运行过程中，半轴套管承受着整个车身及车载货物的重量。同时，由于路况的变化，它还要承受各种复杂的交变应力。因此，半轴套管锻造质量的好坏，直接影响到车辆的行驶安全。

目前采用的锻造工艺主要有两种：一种是采用无缝钢管在平锻机上镦挤，另一种是采用圆棒料镦挤后单独设立冲连皮工序或单独设立切端头工序去除连皮。这两种工艺均存在某些不足。无缝钢管镦挤法无法成形端部带较大法兰的锻件，加之材料价格较高，生产成本较高，应用范围正在萎缩。另一种工艺主要存在两个问题：其一是成形内孔采用反挤压法，挤压冲头长度较长（不小于锻件高度）细长比较大，工作中易变形，服役寿命低，生产中需要经常更换冲头，这已成为制约生产率提高的主要因素；其二是在挤压工序后尚需设立单独工序去除反挤压留下的连皮，有时还需设立切端头工序，不但工序长，材料利用率低，而且生产成本高，加工过程复杂，严重影响产品的生产效率。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：怎样提供一种可以既能缩短生产工艺周期、提高生产效率又能容易成形较大端部的半轴套管坯一次双件局部电镦制备装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种半轴套管坯一次双件局部电镦制备装置，其特征在于，包括

两对夹持缸，两对夹持缸伸缩臂相对设置且在伸缩臂前端设置有一对夹持部件，所述两对夹持缸水平并列设置且靠所述夹持部件用于实现对加工钢管的夹持，两对夹持部件采用导电材料且各自采用导线和一个加热变压器的输出端连接；

一个加热变压器，加热变压器输入端用于连接电源，输出端通过导线和上述夹持缸的夹持部件连接；

两个顶镦缸，两个顶镦缸相对设置在两对夹持杆中线方向的两端，两个顶镦缸伸缩臂上具有一个用于顶住加工钢管端部的顶板；

两个套管，两个套管用于套设在两个夹持部件之间的加工钢管上且其内径和长度与半轴套管直径变大段的外径和长度一致，套管端部靠夹持部件定位；

一个芯轴，所述芯轴外径和加工钢管内径匹配且用于插接在两个加工钢管之间的位置阻止钢管向内变形。

上述装置可以有效地解决了上述第一种工艺中端部较大法兰成形困难的问题，并且只需一道工序就可以完成双件此类通透中空难成形管坯的生产，实现了半轴套管坯的快捷成形。

作为优化，所述套管采用陶瓷-金属复合套管，所述芯轴采用陶瓷-金属复合芯轴。

本发明还公开一种半轴套管坯一次双件局部电镦制备方法，其特点在于，将两个加工钢管一端对接后定位，采用一直径和加工钢管内径匹配的芯轴插入到两个加工钢管对接端内的位置，再在两个加工钢管靠近对接端端部位置各套设一个内径和长度与半轴套管直径变大段的外径和长度一致的套管，套管靠钢管定位件进行定位，给加工钢管的对接端通电使钢管对接端发热变软，再从两个钢管外端沿径向施加压力，使其对接端变形得到加工钢管件。

上述方法优选采用上述的制备装置实施得到。具体可以包括以下两个阶段过程：

(1)预热阶段：加热变压器的次级线圈、加工钢管和两对夹持部件构成回路通电，采取恒定的镦粗电流9550A，同时两端顶镦缸保持静止不动，加工钢管的坯料逐步在自身电阻及夹持部件与坯料端面接触产生的焦耳热作用下预热到锻造温度范围；一般中碳钢和中碳合金钢的始锻温度取为1150～1200℃，耐热不锈钢的始锻温度取1150～1200℃。一般中碳钢和中碳合金钢的终锻温度取为800～850℃，耐热不锈钢的终锻温度取为900～925℃。预热时间应该根据成形件规格、材料种类以及电镦加热设备情况而定，通常预热时间为1～6s。预热阶段并不是电镦锻成形过程的必须的预设的环节。