[发明专利]一种提高连接器强度和使用寿命的冷挤压方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车方向控制臂减振支架连接器的冷挤压成型方法，属于金属制品冷挤压成型技术领域。

背景技术

冷挤压就是把金属毛坯放在冷挤压模腔中，在室温下，通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。目前的现有技术已能对铅、锡，铝、铜、锌及其合金、低碳钢、中碳钢、工具钢、低合金钢与不锈钢等金属进行冷挤压，甚至对轴承钢、高碳高铝合金工具钢、高速钢等也可以进行一定变形量的冷挤压。

用于承载汽车方向控制臂减振支架连接器(以下简称连接器)是一种金属冷挤压制品，连接器由连接环、连接孔、挡肩盘和上柱构成，如图4所示。现有技术冷挤压方法成型的连接器在实际应用中，使用寿命短，载荷破坏性试验的寿命为3～4万次，易发生断裂，断裂位置集中在挡肩盘处；经大量的调查、研究和分析，其原因是在连接器冷挤压成型的过程中，落料、热处理、挤压、表面处理等生产工艺处理不当，造成断层应力集中在挡肩盘的位置上；由金相检验蚀刻剖面可见，ASTME3-01(2007)标准，如图7，连接器冷挤压成型过程中金属流变形成的金相流线汇集于连接器的挡肩盘处，由于金属冷挤压制品金相流线汇集痕处的组织结构易分层，致使该处成为连接器易于断裂的脆弱环节，然而问题恰恰在于挡肩盘是连接器的主要承重载荷部位；如图7所示，连接器金相流线汇集痕也正好形成在挡肩盘处。另外连接器冷挤压生产加工过程中，工艺技术落后，也是影响连接器强度和寿命的问题。经大量的实验室载荷破坏性试验，现有方法生产的连接器其寿命为3～4万次，因此，现有技术存在连接器强度低易发生断裂、使用寿命短的问题，不能满足现代汽车工业发展的需求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题与不足，本发明采用一种新的提高连接器强度和使用寿命的冷挤压方法，将原本形成在连接器的挡肩盘处的金相流线汇集痕移至不承载主要载荷的上柱处，使承载主要载荷的挡肩盘处的机械强度得以增强的技术方案，提供一种改变连接器金相流线汇集痕位置的冷挤压方法，旨在使连接器避免发生破坏、破损、断裂，达到延长使用寿命的目的。

本发明的方案是：一种提高连接器强度和使用寿命的冷挤压方法，包括落料、热处理、挤压、表面处理，其特征是有如下步骤：

落料：选择直径小于连接器外径的圆柱型金属棒材，以连接器成品加孔料100.0％～105.5％的质量百分比，将金属棒材截取为段料，形成为A坯件；

挤压：将截取的段料A坯件置于模具中挤压出挡肩盘成型，并对连接环的下柱部位作正预留，上柱部位作负预留，预留量为连接器上柱成品尺寸的8％～65％，获得B坯件；

移挤：将B坯件经压机由正预留部位向负预留部位挤压至少为上柱尺寸的8％，此时金相流线汇集痕至少离开挡肩盘2mm移至上柱处，获得C坯件；

压扁冲孔：将C坯件置于成型连接环模具中压扁，并经冲床冲孔，将C坯件的下柱部位成型为连接环，获得D坯件，完成连接器的冷挤压。

所述的落料关键是盈余量的选取，盈余量范围是连接器成品加孔料100.00％～105.5％的质量百分比，盈余参数的选取与挤压次数和热处理的加工次数有关，加工次数多，取大值，加工次数少，取小值。

所述的热处理包括退火、调质。

所述退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。使得金属工件的内应力均匀一致。

所述调质是指淬火+高温回火，以获得回火索氏体的热处理工艺。先淬火，淬火温度：亚共析钢为Ac3+30～50℃；过共析钢为Ac1+30～50℃；合金钢可比碳钢稍稍提高一点。淬火后在500～650℃进行回火即可。调质的主要目的是得到强度、塑性都比较好的综合机械性能。

所述的表面处理包括磷化、钝化和电镀。

所述的磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀，提高膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用。

所述的电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化锈蚀，提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性及增进美观等作用。