一种径向锻造应变诱发法制备半固态钢铁凸轮轴的工艺

摘要

一种径向锻造应变诱发法制备半固态钢铁凸轮轴的工艺，先预热钢铁棒料并保温，然后对钢铁棒料进行径向锻造，再进行径向锻造后坯料的二次重熔，然后进行钢铁凸轮轴的挤压铸造，最后进行钢铁凸轮轴的后续处理，通过该工艺可以批量制备均匀的、无微观缺陷的钢铁半固态坯料并成形出微观组织缺陷少、机械性能好、耐磨性能好的钢铁凸轮轴，工艺过程简单，容易操作。

主权项

一种径向锻造应变诱发法制备半固态钢铁凸轮轴的工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)预热钢铁棒料并保温，将钢铁棒料随电炉加热至950～970℃并保温，对于不同直径的棒料具体的保温时间为0.5D～0.7D分钟，D为棒材的直径；2)对钢铁棒料进行径向锻造，即通过机械手夹持预热钢铁棒料并旋转轴向送进，径向锻机在坯料周围对称分布四个锤头，沿坯料径向进行高频率往复锻打，同时机械手带动坯料边做旋转运动边做轴向进给运动，使坯料在多头螺旋式延伸变形情况下拔长变细，在每一次锻造过程中，坯料均承受三向压应力，保证材料具有最好的塑性变形能力，并且能够避免棒料的心部产生纵向裂纹，坯料断面收缩率达到60％以上，对于不同尺寸的零件，按照其零件所需的坯料直径，锻打至所需的直径；3)径向锻造后坯料的二次重熔，将径向锻造后的坯料放回电炉或者中频感应加热炉中进行二次重熔，即加热至1250～1300℃并保温15～20min，获得具有球状晶悬浮在共晶液相的半固态坯料，此时钢铁棒料对应的固相率为38.5～52.5％；4)钢铁凸轮轴的挤压铸造，按照凸轮轴毛坯所需的体积分段切割二次重熔后的半固态钢铁坯料，并放入到预热的模具型腔中合模，预热温度为300～400℃，同时两侧的芯轴向内侧挤压，挤压到位后，芯轴和上模持续保压，保证其比压为80‑100Mpa；5)钢铁凸轮轴的后续处理，将半固态挤压铸造获得的凸轮轴进行调质热处理，并对凸轮节进行化学气相沉积处理，保证沉积层厚度达到5mm，硬度达到50HRC，最后磨削凸轮节保证其型线。