GCr15 軸承鋼坯料制備與處理方案
2009-09-28 因GCr15 軸承鋼擠壓變形抗力較大，造成模具磨損加劇，使用壽命下降，坯料經退火軟化、滾光、酸洗、磷化、皂化，再進行擠壓。
1.1 坯料制備
冷擠壓的材料的形態有這么幾種：線材、棒材、管板、板料。
對于冷擠壓材料形態的選擇也是非常重要的，它直接影響到對于模具的設計和使用的合理性，產品零件生產的質量，以及加工的方便性。所以首先要對各種材料形態有一定的認識。
（1）線材
線材主要用于鐓擠螺栓之類標準件或汽車、摩托車上的火花塞殼提等大批量的小型擠壓件。一般線材的直徑為3-25mm，個別情況可達35mm。線材表面進行特殊的表面及潤滑處理，用于多工位自動冷鐓機成形，材料利用率高，生產效率極高。
（2）棒材
冷擠壓坯料采用棒材較多，一般用于單工序的擠壓設備。與線材相比其生產效率較低，但其全部表面可以進行表面及潤滑處理，如果需要多道擠壓時，有時要進行中間退火。棒材的材料利用率也比較高，采用鋸切備料可達70%-90%，采用壓力機截切備料幾乎可達100%。坯料長徑比一般大于1，如小于1時，用壓力機截料較為困難。當坯料還需鐓粗制坯時，長徑比過大會引起鐓粗時失溫，一般Z好控制在2以下。鋼的棒料分熱軋圓棒與冷精拉圓棒。后者外徑尺寸較精確，采用壓力機截切備料時，坯料的體積誤差可以控制在較小的范圍內。
（3）管料
管料為無縫鋼管或熱擠鋁管、銅管等，可以作為空心件的正擠壓或反擠壓坯料使用。某些形狀尺寸冷擠壓件，采用管料作為擠壓坯料比用實心棒料來得經濟，同時擠壓力也有較大的降低。
（4）板料
當坯料的長徑比比較小時，或者在擠壓有色金屬零件外形為非圓形時，可以采用板料作為坯料，板料采用沖床落料。
根據這次所要設計生產的零件的形狀和尺寸精度要求，認為軸承鋼擺桿體零件用冷擠壓坯料采用棒材較為合理，利用率較高。所以，決定采用棒材。
1.2 坯料制備方法
坯料制備方法有截切下料、沖裁下料、切削下料、鋸切下料等多種方法，可按需選用。從[1]中可知各方法的特點。
（1）棒料或管料截切下料
在機械壓力機上用專用的截切模對棒料或管料進行截切下料是應用得Z為廣泛的方法。用截切模制備坯料，生產效率高，材料利用率高，但截斷的坯料端面比較粗糙，端面與中心軸線不能保持垂直，有一定的斜度，尤其是半封閉截切模，這種情況尤為嚴重。因此坯料在截切后，一般用鐓平模將斷坯料端面壓平后在進行擠壓。
（2）板料沖裁下料
板料沖裁下料一般用于坯料長徑比很下的圓柱體坯料，或者非圓形有色金屬扁平狀坯料。該方法的主要優點是生產效率高，坯料尺寸精度高，端面平整。它的缺點是材料利用率低，一般只有60%左右。對于黑色金屬冷擠壓件，用一般的正常間隙對坯料進行沖裁。對于有色金屬的冷擠壓件，特別是純鋁或純銅的薄壁零件的冷擠壓件，如果坯料的端面不光潔，擠壓時會在擠壓件表面上出現裂紋，因此一般用光潔沖裁法進行下料。在生產實踐中，常采用小間隙、圓角凹模或負間隙凹模沖裁。
（3）棒料鋸切下料
鋸切能切斷橫斷面積較大的坯料，斷面平整，尺寸精度較高，但鋸切口處材料損耗較大。鋸切如采用往復鋸或圓盤鋸下料，生產效率低；如采用高速帶鋸下料，生產效率高，且坯料形狀規則，是一種先進的鋸切下料方法。目前，大直徑的棒料均采用高速帶鋸下料。
（4）車床切削下料
如坯料端面有特殊形狀要求或細而長的坯料，可以采用車床下料。這種下料方法坯料尺寸精度較高，形狀規則，但生產效率較低，而且材料利用率也不高。
綜上所述，軸承鋼坯料尺寸精度要求較高，要保證坯料斷面的平整，應采用車床下料。
1.1 坯料制備
冷擠壓的材料的形態有這么幾種：線材、棒材、管板、板料。
對于冷擠壓材料形態的選擇也是非常重要的，它直接影響到對于模具的設計和使用的合理性，產品零件生產的質量，以及加工的方便性。所以首先要對各種材料形態有一定的認識。
（1）線材
線材主要用于鐓擠螺栓之類標準件或汽車、摩托車上的火花塞殼提等大批量的小型擠壓件。一般線材的直徑為3-25mm，個別情況可達35mm。線材表面進行特殊的表面及潤滑處理，用于多工位自動冷鐓機成形，材料利用率高，生產效率極高。
（2）棒材
冷擠壓坯料采用棒材較多，一般用于單工序的擠壓設備。與線材相比其生產效率較低，但其全部表面可以進行表面及潤滑處理，如果需要多道擠壓時，有時要進行中間退火。棒材的材料利用率也比較高，采用鋸切備料可達70%-90%，采用壓力機截切備料幾乎可達100%。坯料長徑比一般大于1，如小于1時，用壓力機截料較為困難。當坯料還需鐓粗制坯時，長徑比過大會引起鐓粗時失溫，一般Z好控制在2以下。鋼的棒料分熱軋圓棒與冷精拉圓棒。后者外徑尺寸較精確，采用壓力機截切備料時，坯料的體積誤差可以控制在較小的范圍內。
（3）管料
管料為無縫鋼管或熱擠鋁管、銅管等，可以作為空心件的正擠壓或反擠壓坯料使用。某些形狀尺寸冷擠壓件，采用管料作為擠壓坯料比用實心棒料來得經濟，同時擠壓力也有較大的降低。
（4）板料
當坯料的長徑比比較小時，或者在擠壓有色金屬零件外形為非圓形時，可以采用板料作為坯料，板料采用沖床落料。
根據這次所要設計生產的零件的形狀和尺寸精度要求，認為軸承鋼擺桿體零件用冷擠壓坯料采用棒材較為合理，利用率較高。所以，決定采用棒材。
1.2 坯料制備方法
坯料制備方法有截切下料、沖裁下料、切削下料、鋸切下料等多種方法，可按需選用。從[1]中可知各方法的特點。
（1）棒料或管料截切下料
在機械壓力機上用專用的截切模對棒料或管料進行截切下料是應用得Z為廣泛的方法。用截切模制備坯料，生產效率高，材料利用率高，但截斷的坯料端面比較粗糙，端面與中心軸線不能保持垂直，有一定的斜度，尤其是半封閉截切模，這種情況尤為嚴重。因此坯料在截切后，一般用鐓平模將斷坯料端面壓平后在進行擠壓。
（2）板料沖裁下料
板料沖裁下料一般用于坯料長徑比很下的圓柱體坯料，或者非圓形有色金屬扁平狀坯料。該方法的主要優點是生產效率高，坯料尺寸精度高，端面平整。它的缺點是材料利用率低，一般只有60%左右。對于黑色金屬冷擠壓件，用一般的正常間隙對坯料進行沖裁。對于有色金屬的冷擠壓件，特別是純鋁或純銅的薄壁零件的冷擠壓件，如果坯料的端面不光潔，擠壓時會在擠壓件表面上出現裂紋，因此一般用光潔沖裁法進行下料。在生產實踐中，常采用小間隙、圓角凹模或負間隙凹模沖裁。
（3）棒料鋸切下料
鋸切能切斷橫斷面積較大的坯料，斷面平整，尺寸精度較高，但鋸切口處材料損耗較大。鋸切如采用往復鋸或圓盤鋸下料，生產效率低；如采用高速帶鋸下料，生產效率高，且坯料形狀規則，是一種先進的鋸切下料方法。目前，大直徑的棒料均采用高速帶鋸下料。
（4）車床切削下料
如坯料端面有特殊形狀要求或細而長的坯料，可以采用車床下料。這種下料方法坯料尺寸精度較高，形狀規則，但生產效率較低，而且材料利用率也不高。
綜上所述，軸承鋼坯料尺寸精度要求較高，要保證坯料斷面的平整，應采用車床下料。