[发明专利]一种基于变温式中频加热炉的半轴锻造工艺

说明书

本发明公开了一种基于变温式中频加热炉的半轴锻造工艺，包括下料工序、加热工序、墩粗成型工序以及摆碾成型工序；其中加热工序对所述半轴坯料采用感应加热炉进行加热处理，以获得满足预设温度条件的半轴坯料；所述感应加热炉设有若干温区，每个温区内的感应线圈的线圈密度根据半轴坯料的变形位置进行适应性设置，且所述感应线圈的线圈密度与半轴坯料变形位置和半轴坯料墩粗端面的间距正相关。其显著效果是：通过对加热炉的感应线圈进行改进设计，能够根据锻造成型的要求实现不同的锻造温度，节约了材料，提高了生产效率，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及到汽车零部件技术领域，具体涉及一种基于变温式中频加热炉的半轴锻造工艺。

背景技术

汽车后桥半轴是车轮转动的直接驱动件，是汽车传递扭矩的一个重要零件。汽车运行时，发动机输出的扭矩，经过多级变速传递给汽车后桥半轴，再由汽车后桥半轴传递到车轮上，推动汽车前进或倒行，因此，汽车后桥半轴在工作时具有承受冲击、交变弯曲疲劳载荷和扭力的作用，这样就要求汽车后桥半轴具有足够的抗弯强度、抗剪强度和较好的韧性。

由于汽车后桥半轴是如图1所示的典型的长杆类锻件，其结构包括杆部与盘部，在杆部的中间位置形成有轴承位。目前，一般采用平锻机多工位成型，比较常用的平锻机半轴锻造成型工艺为：坯料加热(锻造温度均匀)--镦挤聚料(一般为3-4工位)--成型。但受到设备投资大和多工位聚料墩粗时材料长径比的限制，模具设计要求高难度大，材料利用率低，制造成本高。

具体原因为：由于平锻机五工位成型材料长径比达到12，但采用油压机墩粗时，半轴材料长径比达到16，已经明显超出平锻机的常规范围。同时，半轴盘部相同的情况下杆部越小长径比越大，意味着杆部加工余料越少越节约材料和机加工成本。比如某型号半轴原料用Φ36mm材料，坯料重12.3kg，杆部车加工余量单边3mm；如果改用Φ34mm材料，坯料重11.74kg，节约材料4.6％，杆部车加工余量减为单边2mm。但是，采用Φ34mm材料在墩粗时，材料长径比达到19.4，半轴墩粗端面易产生飞边，摆辗后盘部凸台将产生缺陷，半轴轴承位聚料成形易产生缺料等问题，导致半轴产品无法批量生产。

为了解决这些问题，有人提出了通过提高加热温度并采用端部水冷的物理方式，来降低端部温度来保证轴承位成形充分和避免墩粗时端面飞边。但是采用端部水冷方式导致在半轴的墩粗过程中需要设计中间补温工序(即二次加热)，具体原因如下：在传统工艺中整个半轴坯料采用一样的温度进行墩粗制坯，由于整个半轴坯料金属抗力一致，这就存在距离墩粗端面较近的盘部先墩粗成型，而距离较远的杆部尤其是轴承位无法墩粗成型，需要进行二次甚至多次墩粗，同时由于制坯时工件的杆部散热快，此时坯料可塑性降低而不能直接进行再次墩粗，需要对经过一次墩粗的半轴坯料进行再次加热才能进行再次墩粗；另外，由于温度降低而不能满足摆碾成型工艺要求，导致无法直接摆辗成型盘部或盘部成型不充分，需要进行二次加热才能实现正常连续生产。因此，此工艺存在着工艺复杂，产品质量不稳定，生产时间较长，生产成本高，生产效率低等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于变温式中频加热炉的半轴锻造工艺，通过对加热炉的感应线圈进行改进设计，能够根据锻造成型的要求实现不同的锻造温度，以节约材料，提高生产效率，降低生产成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于变温式中频加热炉的半轴锻造工艺，其关键在于包括如下步骤：

步骤1，下料工序：根据期望半轴成品的形状与尺寸，选取具有相应形状与尺寸的半轴坯料；

步骤2，加热工序：对所述半轴坯料采用感应加热炉进行加热处理，以获得满足预设温度条件的半轴坯料；

所述感应加热炉设有若干温区，每个温区内的感应线圈的线圈密度根据半轴坯料的变形位置进行适应性设置，且所述感应线圈的线圈密度与半轴坯料变形位置和半轴坯料墩粗端面的间距正相关；