提高转向节盘部锻造质量的方法

摘要

本发明涉及转向节技术领域，尤其涉及提高转向节盘部锻造质量的方法，将原料加热、制坯、挤压、预锻、终锻形成锻件，相比预锻型腔，挤压型腔的耳部高度为预锻型腔的耳部高度的0.8~0.9倍，金属填充挤压型腔的耳部后向爪部流动，金属沿挤压型腔向爪部延伸的速度始终大于飞边沿该方向延伸的速度，挤压型腔的盘部厚度为预锻型腔的盘部厚度的1.2~1.5倍。本发明通过降低挤压模具型腔的耳部深度，来降低挤压形成的长耳高度，保证爪部在挤压充型过程中，有足够的金属在单爪型腔内流动，增加单爪处金属流线的延伸长度，防止爪部在后续热处理中出现裂纹的现象。本发明可以提高转向节的性能和品质，而且挤压后形成的飞边更加均匀，有利于提高材料利用。

说明书

技术领域

本发明涉及转向节技术领域，特别是涉及提高转向节盘部锻造质量的方法。

背景技术

转向节又称羊角，是汽车转向桥上的重要零件之一，转向节的功用是承受汽车前部载荷，支撑并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶的状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。转向节一般呈叉形，主要由杆部、法兰盘、叉部三大部分组成，杆部为圆台轴或阶梯轴，叉部包括长耳和短耳，长耳和短耳设置有同轴的主销孔，NP系列转向节的法兰盘两端还设计有爪部。

目前，采用现有技术加工成型得到的转向节，在后期热处理过程中爪部尤其是单爪容易形成裂纹，降低转向节的质量和性能，导致产品报废率提高。我公司经研究检测发现爪部开裂位置处金属流线延伸较短，开裂的主要原因是在成型过程中，爪部无多余金属向前流动，爪部两侧的飞边金属流动速度大于型腔的金属流动速度，最终导致飞边金属向型腔内流动，并与型腔内的金属在型腔内汇合，从而导致坯件在后期热处理时形成裂纹。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供提高转向节盘部锻造质量的方法，其在挤压时，降低长耳型腔深度，先保证爪部的充型，使挤压时爪部型腔内金属流动速度大于爪部两侧飞边的金属流动速度，使爪部处的金属流线延长，有利于避免毛坯锻件后期热处理时爪部产生裂纹。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：将原料加热、制坯,然后将坯料经挤压、预锻、终锻形成锻件，其中，坯料经挤压初步形成杆部、盘部、耳部及爪部，预锻时，将盘部多余的金属向耳部、杆部、爪部挤压，从而形成预锻后的锻件，相比预锻型腔，挤压型腔的耳部高度为预锻型腔的耳部高度的0.8~0.9倍，金属填充挤压型腔的耳部后向爪部流动，金属沿挤压型腔向爪部延伸的速度始终大于飞边沿该方向延伸的速度，挤压型腔的盘部厚度为预锻型腔的盘部厚度的1.2~1.5倍，且挤压型腔的盘部厚度从杆部至爪部逐渐缩小。

进一步，所述原料为圆钢，所述原料经加热至1180±30℃，然后经拔杆或镦粗得到坯料。

进一步，所述挤压型腔中盘部与耳部之间的过渡圆角的半径为20～35mm，所述预锻型腔中盘部与耳部之间的过渡圆角的半径为20mm。

进一步，挤压型腔中耳部的锥度为12°～15°，预锻型腔中耳部的锥度为6°～8°。

进一步，所述爪部包括单爪、双爪，单爪位于长耳一侧，双爪位于短耳一侧。

进一步，所述挤压型腔中单爪的宽度小于预锻型腔中单爪的宽度,所述挤压型腔中单爪的中部宽度不变，所述预锻型腔中单爪从根部至端部宽度逐渐变小。

进一步，预锻时，预锻型腔耳部的顶部比挤压后坯料的耳部顶部小1~3mm，预锻型腔耳部的根部比挤压后坯料耳部的根部大2~4mm。

本发明的有益效果是：本发明与现有技术相比，反其道而行，在挤压时降低挤压型腔耳部的高度，即降低挤压后坯件耳部的高度，优先保证挤压时爪部的充型，使挤压时爪部型腔内有足够的金属料向爪部型腔末端流动，增加单爪处金属流线的延伸长度，有利于防止后续热处理过程中爪部出现裂纹的现象。本发明提高转向节的性能和品质，而且挤压后形成的飞边更加均匀，有利于提高材料利用。

附图说明

图1是挤压后转向节毛坯的结构示意图。

图2是预锻后转向节毛坯的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是改进前图3沿A-A方向单爪剖面的金属流线图。

图5是图4俯视方向的开裂位置处的照片。

图6是采用deform软件模拟挤压前坯料在挤压模具中的图片。

附图标记说明：

1——长耳 2——短耳

3——法兰盘 4——杆部

5——单爪 6——坯料

7——挤压模具。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

如图1-6所示，本实施例的提高转向节盘部锻造质量的方法，将圆钢加热至1180±30℃，然后经拔杆或镦粗得到坯料，优选镦粗制得坯料,然后将坯料经挤压、预锻、终锻形成锻件，其中，如图6所示拔杆或镦粗得到的坯料的长度不长于挤压时盘部型腔的长度，可以使挤压时金属填充耳部型腔后向爪部型腔流动，保证锻件的金属流线，坯料经挤压初步形成杆部、盘部、耳部及爪部，所述爪部包括单爪、双爪，单爪位于长耳一侧，双爪位于短耳一侧，预锻时，将盘部多余的金属向耳部、杆部、爪部挤压，从而形成预锻后的锻件，挤压型腔的耳部高度为预锻型腔的耳部高度的0.8~0.9倍，金属填充挤压型腔的耳部后向爪部流动，金属沿挤压型腔向爪部延伸的速度始终大于飞边沿该方向延伸的速度，挤压型腔的盘部厚度为预锻型腔的盘部厚度的1.2~1.5倍。

现有技术中，由于转向节耳部充型困难，因此优先保证耳部尤其是长耳的充型，改进前，挤压后长耳高度d为132.5mm，盘部厚度D为42.5mm，预锻后长耳高度d为133.6mm，盘部厚度D为34mm。现有的加工工艺，挤压型腔内爪部尤其是长爪处金属流量不够，导致挤压时爪部型腔内的金属流速小于爪部两侧的飞边的金属流速，进而使飞边的金属向前流动的料随着型腔越来越窄，飞边的金属料开始向型腔内流动，使得型腔内的金属料和飞边的金属料在爪部型腔内汇合，导致爪部金属流线延伸较短，后期热处理后爪部容易形成裂纹。为解决现有转向节锻造工艺中存在的缺陷，本发明对转向节的加工工艺进行改进，反其道而行，降低挤压工序形成的耳部高度尤其是长耳，改进后，挤压得到的挤压坯件的长耳高度d降低至112.5mm，使挤压时有充足的金属向爪部尤其是单爪型腔内流动，来优先保证爪部的充型，使爪部型腔内一直有金属向爪部末端流动，并使爪部型腔内的金属流动速度大于爪部两侧飞边的金属，这样有利于使爪部金属流线延长，避免转向节在后续热处理过程中，爪部出现裂纹，影响转向节质量；另外，改进后，盘部厚度D增加至46mm，有利于使预锻时盘部金属向耳部流动。

所述挤压型腔中盘部与耳部之间的过渡圆角的半径为20～35mm，所述预锻型腔中盘部与耳部之间的过渡圆角的半径为20mm；挤压型腔中耳部的锥度为12°～15°，预锻型腔中耳部的锥度为6°～8°，其中预锻时，预锻型腔耳部的顶部比挤压后坯料的耳部顶部小1~3mm，预锻型腔耳部的根部比挤压后坯料耳部的根部大2~4mm，便于挤压、预锻时，金属向耳部流动，保证耳部充型。

所述挤压型腔中单爪的宽度小于预锻型腔中单爪的宽度,所述挤压型腔中单爪的中部宽度不变，所述预锻型腔中单爪从根部至端部宽度逐渐变小。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。