[发明专利]波浪形燃烧室锻钢活塞头热、冷联锻近净成形工艺

说明书

本发明提供一种波浪形燃烧室锻钢活塞头热、冷联锻近净成形工艺，涉及机械加工技术领域，工艺步骤包括：下料、中频加热、镦粗、预锻、终锻、抛丸、前处理、冷精锻、后处理，其特征在于，终锻为热态终锻闭式成形，热态终锻闭式成形采用中空分流锻造成形技术和在模具上设计材料的分流口，降低模锻成形负荷，提高模具使用寿命和材料成形性能；冷精锻前毛坯不需要球化退火，通过对精压表面润滑、控制模具接触和设备压力达到规定的技术要求。本发明能提高产品的精度和性能，提高生产效率，降低生产成本；在毛坯或模具的成形部分建立一个材料的分流口，以闭式热模锻出毛坯，预留精锻余量，然后对波浪形燃烧室活塞头毛坯用油压机进行冷精锻。

技术领域

本发明涉及发动机及锻造成形技术领域，尤其涉及一种适用于波浪形燃烧室发动机活塞近净成形的热、冷联合锻造工艺。

背景技术

随着国家对发动机排放标准的快速提高和发动机节能减排技术不断进步，锻钢活塞因其在高爆发压力、高疲劳寿命、节油、减排等方面的优良性能，在高性能柴油发动机中应用量越来越大。

目前，锻钢活塞头毛坯多以开式热模锻为主，再对毛坯进行机械加工，成为活塞成品。其主要缺陷是机械加工破坏了产品金属流线，降低了产品性能，同时增加产品的制造成本。

近净成形技术是指零件成形后，仅需少量加工或不再加工，就可用作机械构件的成形技术。本发明就是适用于活塞头闭式模具热锻、冷锻精整及中空分流的近净锻造成形工艺，使活塞头锻造工艺更优质、高效、高精度、低成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种波浪形燃烧室锻钢活塞头热、冷联锻近净成形工艺，以解决上述技术问题。

本发明涉及柴油发动机使用的锻钢活塞头加工工艺，能够加工出一种具有高爆发压力(大于18MPa)、高疲劳寿命(是铝活塞2～4倍)、节油5％以上、减少CO₂排放10％以上的高性能柴油发动机活塞。此零件采用热锻和冷锻联合生产工艺，达到无飞边锻造。它是把圆棒料切断后，经中频炉加热，通过闭式锻造成形，获得一种完整的金属流线，然后再将活塞燃烧室区域通过油压机进行冷精锻成形，使燃烧室区最终尺寸精度、表面轮廓度和粗糙度完全达到成品图纸要求，达到近净成形的效果。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种波浪形燃烧室锻钢活塞头热、冷联锻近净成形工艺，工艺步骤包括：下料、中频加热、镦粗、预锻、终锻、抛丸、前处理、冷精锻、后处理，其特征在于，终锻为热态终锻闭式成形，热态终锻闭式成形采用中空分流锻造成形技术，在模具上设计材料的分流口，降低模锻成形负荷，提高模具使用寿命和材料成形流动性；

冷精锻前毛坯不需要球化退火，通过对精压表面润滑、控制模具接触和设备压力达到规定的技术要求。

作为进一步的优选方案，工艺步骤为：

(1)、下料，使用镦粗直径稳定条件系数为2.2的圆棒料；

(2)、中频加热1050～1100℃；

(3)、镦粗，外圆达到活塞头直径的2/3；

(4)、预锻，设计成中间带有连皮的空心圆饼状结构；

(5)、终锻，模具设计成带有分流口闭式结构，采用锥孔和外圆在模腔内定位，由正、反挤压出产品毛坯；

(6)、抛丸，采用φ0.4mm钢丸子对精压面进行精抛；

(7)、前处理，对毛坯进行清洗、涂敷高分子润滑剂和烘干；

(8)、冷精锻，控制设备压力和保压时间，直到波浪形燃烧室所有曲面都被压到；

(9)、后处理，对产品表面进行防锈处理。