[发明专利]一种车用多阶轴杆复杂外花键零件的挤压成形方法

说明书

本发明公开了一种车用多阶轴杆复杂外花键零件的挤压成形方法，步骤如下：制备车用多阶轴杆复杂外花键零件毛坯；对毛坯进行退火处理，退火处理是指在惰性气体保护下随炉加热至700～850℃保温5～7h，随后随炉冷却至450℃以下出炉进行空冷；对退火后的毛坯进行抛丸处理；对抛丸处理的毛坯进行润滑处理；在制坯模具中进行挤压制坯；将制得的坯料置于终挤冷挤压模具中挤压成形，获得车用多阶轴杆复杂外花键零件。本发明的车用多阶轴杆复杂外花键零件的挤压成形方法，相比传统技术，具有生产率高、材料利用率高、废品率低、成形尺寸精度高、产品性能好的特点，能大幅度降低企业生产成本，符合现代“绿色制造”要求，极具应用前景。

技术领域

本发明属于金属材料精密塑性加工技术领域，涉及一种车用多阶轴杆复杂外花键零件的挤压成形方法。

背景技术

制造业和建筑业中常有形状复杂、材料强度和刚度要求很高的机械零件，工作中往往要承受较高的载荷和扭矩，而该零件在系统中起重要作用，所以零件的尺寸精度和力学性能在生产加工中有较高要求。这类零件就包括一种多阶梯复杂外花键零件，在轴的外表有多个阶梯轴和键槽齿形等；作为机械传动中一种零部件，和平键、斜键作用一样，可以传递机械扭矩的和交变载荷。此类零件目前常用的成形方法有两种：对原材料进行机械加工、粉末冶金压铸技术成型。

第一种方法对原材料进行机加工切削成形，在加工最终的花键齿形时，齿形部分的纤维往往被拉刀切断，降低了花键零件的强度，影响最终零件的承载能力；此外原材料利用率很低，所需要工时多，对刀具的损害大，加大了企业的生产成本，应对如此激烈的市场，传统的机械加工手段成形花键零部件的方法显的越来越困难。

第二种方法是粉末冶金压铸成形，目前虽然利用粉末冶金技术能够实现部分花键类零件的产业化，但是对于一些复杂且尺寸大的异性零件，该方法实施起来很困难，因为该方法是让金属粉末压制成所需的零件形状，再经过高温烧结而成，此过程中金属材料没有经过轧制而形成金属纤维流，材料的流动性较差，此外经过高温烧结成型的花键类零件往往精确的尺寸不易掌控，因此零部件表面的粗糙，很多需要经过后期的打磨和强化材料的性能，难以达到预期的质量要求。

因此，寻求一种材料利用率高、产品力学性能好的精密成形技术，来应对形状复杂的高强度零件已成为现代制造业密切广泛关注的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有形状复杂的零件成型技术材料利用率低且产品性能差的缺陷，提供一种材料利用率高且产品力学性能好的形状复杂的高强度零件精密成形技术，具体地，提供了一种工艺流程短、产品质量高和制造成本低的一种车用多阶轴杆复杂外花键零件挤压成形方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车用多阶轴杆复杂外花键零件的挤压成形方法，包括如下步骤：

(1)下料，即制备车用多阶轴杆复杂外花键零件毛坯；

(2)对毛坯进行退火处理，以获得适当的材料软化效果，所述退火处理是指在惰性气体(氮气)保护下随炉加热至700～850℃保温5～7h，随后随炉冷却至450℃以下出炉进行空冷；退火处理主要是为了降低成形材料的硬度，发挥材料更好的塑性特点，消除材料内部应力；材料的退火处理温度是根据实际材料(具体是根据材料的国际标准范围等)确定的，本领域技术人员也可根据实际情况对以上参数进行调整，当然调整幅度不易过大，如退火处理温度过高将发生毛坯材料的过烧现象，影响材料的成形性，过低将不能充分发挥材料的可加工性，退火保温时间过短不能充分细化材料内部的晶粒，影响加工的可行性难度；过长又影响后续的加工的成本。

(3)对退火后的毛坯进行抛丸处理，来消除端口毛刺和氧化皮，另外抛丸处理还可以让材料再次发生塑性形变，可以加强材料的塑性特点；

(4)对抛丸处理的毛坯进行润滑处理，可以降低后续的成形方法所需的挤压模具吨位，一方面可以减少单位压力，另外一方面减少总体成本和提高零件的表面质量；