[发明专利]一种以合金工具钢5CrNiMn为材料的缸体的加工制造方法

说明书

技术领域

该发明属于综合机械加工技术领域，本发明涉及合金工具钢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。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明为了解决上述问题，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。

本发明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％,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，优选Ni 0.5-1.2％,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。