一種以合金工具鋼5CrNiMn為材料的缸體的加工制造方法技術

本發明專利技術公開了一種以合金工具鋼5CrNiMn為材料的缸體的加工制造方法。該發明專利技術屬于綜合機械加工技術領域，該缸體通過鍛造成型獲得坯料，然后對其進行退火去除內應力+機加工+碳氮共滲+沉積處理+噴丸強化，在鍛造缸體毛坯過程中經過多次鐓粗后，避免了鍛件的撕裂，而且使得組織均勻，晶粒細化，將鐓粗后的坯料在鐓粗臺進行制坯，以便金屬合理分布并很好的充滿模膛，通過車鏜珩機加工缸體，在加工過程中將霧化后的微量細小水滴切削液通過低溫冷風吹送到切削區進行冷卻潤滑，使旋轉工具與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，從而避免機械瘤的形成，之后對發動機缸體進行表面處理并沉積處理，該制造方法加工的缸體不僅具有高的耐磨性，壽命長，而且精度符合標準，同時也提高了缸體表面的硬度和抗彎強度。

【技術實現步驟摘要】

該專利技術屬于綜合機械加工
，本專利技術涉及合金工具鋼5CrNiMn及其缸體。尤其是一種以合金工具鋼5CrNiMn為材料的缸體的加工制造方法。
技術介紹
就加工材料而言，國內外在合金工具鋼加工性能上，一直存在不少的差異。發達國家早在上個世紀四十年就開展了合金工具鋼材料加工性研究，經過幾十年研究和發展，促進了高強度合金工具鋼加工性的顯著改善，而國產鍛件在同樣的加工條件下與國外鍛件相比，加工鍛件的尺寸偏差、加工余量、表面質量、邊角白口、硬質點等并沒有明顯差異，鍛件材料的強度、硬度、金相組織也均無異常，而且加工刀具磨耗大、加工時間長、鍛件加工表面粗糙度差等，以發動機缸體鑄件為例，加工國產缸體時刀具的壽命遠低于加工進口缸體時刀具的使用壽命，不僅嚴重地降低了生產效率，同時，顯著增加了刀具的損耗，使切削加工成本大大增加。就加工工藝而言，以往的切削潤滑液為化學物質，很多都有毒性，嚴重影響了工人的身體，而且廢棄的切削液也對環境造成污染，一般在加工過程中，由于存在切削工具往復運動或偏心運動，因此需要準備特殊的切削工具，從而導致成本升高，或者因切削工具的多余的運動而使加工時間延長或使加工精度降低。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術為了解決上述問題，設計了一種以合金工具鋼5CrNiMn為材料的缸體的加工制造方法。本專利技術設計了一種以合金工具鋼5CrNiMn為材料的缸體的加工制造方法，該缸體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％,C0.6-0.9％,Mn0.9-1.5％,Sb0.1-0.5％,Ti0.26％-0.45％，V0.05-0.2％,Pb0.25％-0.78％，S<0.3％,P<0.02％,其余為鐵及其雜質，優選Ni0.5-1.2％,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藝：(1)鐓粗拔長棒料，翻轉后再次墩粗后鍛件使其成圓柱體，在鐓粗過程中加熱要均勻，使變形均勻，并且鐓粗面要與軸線垂直，同時將毛坯原始高度和直徑比控制在小于2.4之內，經過多次鐓粗后在鐓粗臺進行制坯，使坯料基本符合偏心套形狀，(2)對偏心套進行鍛模，首先將偏心套放入預鍛模膛，使與模墊相連的下模和禁固在垂頭的上模一起上下運動，使毛坯在沖擊力的作用下充滿整個模膛，然后在終鍛模膛進行擠壓，在擠壓過程中使模膛尺寸比偏心套放大一個收縮量。同時變形溫度控制在1000-1100℃，擠壓力控制在25-38Mpa，(3)對鍛模缸體進行退火處理，采用等溫退火，將缸坯加熱到730-820℃，保溫到材料奧氏體化然后進行快速冷卻到珠光體轉變溫度范圍內，保持2-4h，快速水冷至室溫，(4)對退火后缸體進行機加工，先粗車在鏜削最后在珩磨使得缸體達到加工精度，在加工過程中將霧化后的微量細小水滴切削液通過低溫冷風冷卻變為細小冰粒，通過低溫冷風吹送到切削區進行冷卻潤滑，使旋轉工具與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，從而避免機械瘤的形成，(5)進行中溫氣體碳氮共滲，即在氣體滲碳爐中滴入丙酮作為滲碳劑，同時通入氮氣，溫度控制在850-890℃，再進行等離子化學氣相沉積處理，將其置于通有氫氣的爐內，加熱到830-1000℃，以氫氣為載體將甲烷帶入反應器，將碳化鈦沉積在缸體表面，(6)對沉積處理后的缸體進行超聲波拋光處理，即將缸體放在磨料懸浮液拋光。本專利技術優點如下：經過調制處理后的缸體，不僅消除了殘余應力，細化了晶粒，改善了組織，提高了力學性能和加工工藝性能。在鍛造缸體毛坯過程中經過多次鐓粗后，避免了鍛件的撕裂，而且使得組織均勻，晶粒細化，將鐓粗后的坯料在鐓粗臺進行制坯，以便金屬合理分布并很好的充滿模膛，通過車鏜珩機加工缸體，在加工過程中將霧化后的微量細小水滴切削液通過低溫冷風吹送到切削區進行冷卻潤滑，使旋轉工具與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，從而避免機械瘤的形成，之后對發動機缸體進行表面處理并沉積處理，該制造方法加工的缸體不僅具有高的耐磨性，壽命長，而且精度符合標準，同時也提高了缸體表面的硬度和抗彎強度具體實施方式實施例一設計了一種缸體的加工制造方法，其材料為合金工具鋼5CrNiMn，各成分百分比含量為：Ni0.3％,Cr0.31％,C0.6％,Mn0.9％,Sb0.1％,Ti0.26％，V0.05％,Pb0.25％，S<0.3％,P<0.02％,其余為鐵及其雜質，其采用了的加工工藝為：(1)鐓粗拔長棒料，翻轉后再次墩粗后鍛件使其成圓柱體，在鐓粗過程中加熱要均勻，使變形均勻，并且鐓粗面要與軸線垂直，同時將毛坯原始高度和直徑比控制在小于2.4之內，經過多次鐓粗后在鐓粗臺進行制坯，使坯料基本符合偏心套形狀，(2)對偏心套進行鍛模，首先將偏心套放入預鍛模膛，使與模墊相連的下模和禁固在垂頭的上模一起上下運動，使毛坯在沖擊力的作用下充滿整個模膛，然后在終鍛模膛進行擠壓，在擠壓過程中使模膛尺寸比偏心套放大一個收縮量。同時變形溫度控制在1000℃，擠壓力控制在25Mpa，(3)對鍛模缸體進行退火處理，采用等溫退火，將缸坯加熱到730℃，保溫到材料奧氏體化然后進行快速冷卻到珠光體轉變溫度范圍內，保持2h，快速水冷至室溫，(4)對退火后缸體進行機加工，先粗車在鏜削最后在珩磨使得缸體達到加工精度，在加工過程中將霧化后的微量細小水滴切削液通過低溫冷風冷卻變為細小冰粒，通過低溫冷風吹送到切削區進行冷卻潤滑，使旋轉工具與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，從而避免機械瘤的形成，(5)進行中溫氣體碳氮共滲，即在氣體滲碳爐中滴入丙酮作為滲碳劑，同時通入氮氣。溫度控制在850℃，再進行等離子化學氣相沉積處理，將其置于通有氫氣的爐內，加熱到830℃，以氫氣為載體將甲烷帶入反應器，將碳化鈦沉積在缸體表面，(6)對沉積處理后的缸體進行超聲波拋光處理，即將缸體放在磨料懸浮液拋光。實施例二設計了一種缸體的加工制造方法，其材料為合金工具鋼5CrNiMn，各成分百分比含量為：Ni1.3％,Cr0.42％,C0.9％,Mn1.5％,Sb0.5％,Ti0.45％，V0.2％,Pb0.78％，S<0.3％,P<0.02％,其余為鐵及其雜質，其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種以合金工具鋼5CrNiMn為材料的缸體的加工制造方法，材料合金工具鋼5CrNiMn主要包括下列元素的重量百分比含量:Ni?0.3?1.3％,Cr0.31?0.42％,C0.6?0.9％,Mn?0.9?1.5％,Sb?0.1?0.5％,Ti?0.26％?0.45％，V?0.05?0.2％,Pb0.25％?0.78％，S<0.3％,P<0.02％,其余為鐵及其雜質，其特征在于采用了下列的加工工藝：(1)鐓粗拔長棒料，翻轉后再次墩粗后鍛件使其成圓柱體，在鐓粗過程中加熱要均勻，使變形均勻，并且鐓粗面要與軸線垂直，同時將毛坯原始高度和直徑比控制在小于2.4之內，經過多次鐓粗后在鐓粗臺進行制坯，使坯料基本符合偏心套形狀，(2)對偏心套進行鍛模，首先將偏心套放入預鍛模膛，使與模墊相連的下模和禁固在垂頭的上模一起上下運動，使毛坯在沖擊力的作用下充滿整個模膛，然后在終鍛模膛進行擠壓，在擠壓過程中使模膛尺寸比偏心套放大一個收縮量，同時變形溫度控制在1000?1100℃，擠壓力控制在25?38Mpa，(3)對鍛模缸體進行退火處理，采用等溫退火，將缸坯加熱到730?820℃，保溫到材料奧氏體化然后進行快速冷卻到珠光體轉變溫度范圍內，保持2?4h，快速水冷至室溫，(4)對退火后缸體進行機加工，先粗車在鏜削最后在珩磨使得缸體達到加工精度，在加工過程中將霧化后的微量細小水滴切削液通過低溫冷風冷卻變為細小冰粒，通過低溫冷風吹送到切削區進行冷卻潤滑，使旋轉工具與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，從而避免機械瘤的形成，(5)進行中溫氣體碳氮共滲，即在氣體滲碳爐中滴入丙酮作為滲碳劑，同時通入氮氣，溫度控制在850?890℃，再進行等離子化學氣相沉積處理，將其置于通有氫氣的爐內，加熱到830?1000℃，以氫氣為載體將甲烷帶入反應器，將碳化鈦沉積在缸體表面，(6)對沉積處理后的缸體進行超聲波拋光處理，即將缸體放在磨料懸浮液拋光。...

【技術特征摘要】
1.一種以合金工具鋼5CrNiMn為材料的缸體的加工制造方法，材料合金工具鋼
5CrNiMn主要包括下列元素的重量百分比含量: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％,其余為鐵及其雜質，其特征在于采用了下列的
加工工藝：
(1)鐓粗拔長棒料，翻轉后再次墩粗后鍛件使其成圓柱體，在鐓粗過程中加熱
要均勻，使變形均勻，并且鐓粗面要與軸線垂直，同時將毛坯原始高度和直徑
比控制在小于2.4之內，經過多次鐓粗后在鐓粗臺進行制坯，使坯料基本符合
偏心套形狀，
(2)對偏心套進行鍛模，首先將偏心套放入預鍛模膛，使與模墊相連的下模和
禁固在垂頭的上模一起上下運動，使毛坯在沖擊力的作用下充滿整個模膛，然
后在終鍛模膛進行擠壓，在擠壓過程中使模膛尺寸比偏心套放大一個收縮量，
同...

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈秋，
申請(專利權)人：無錫橋陽機械制造有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32