鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)線材成型的加工工藝及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)成型線材的制造方法，通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：(1)選擇圓鋼絲原料；(2)軋制：將鋼絲線材軋制成矩形斷面形狀；(3)退火：軋制后線材經(jīng)退火、軋制、再退火；(4)異型線材軋制：將上述線材經(jīng)過預成型、初成型和精成型各道工序，軋制成所需異型斷面形狀；(5)退火：預成型、初成型的異型線材分別經(jīng)過退火、再軋制；(6)淬火回火：精成型異型線材經(jīng)過淬火回火處理；(7)激光打孔：淬火回火后成型線材經(jīng)過回油孔激光切割加工，得到整體異型控油環(huán)成型成品線材。本發(fā)明加工精度高，成本低，成品率高，產(chǎn)品形狀、尺寸精度高、品質(zhì)優(yōu)良，能適用于制造內(nèi)燃機活塞環(huán)控油環(huán)，以滿足內(nèi)燃機活塞環(huán)技術(shù)要求。
【專利說明】鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)線材成型的加工工藝及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)線材成型的制造方法，這種鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)線材適用于制造內(nèi)燃機活塞環(huán)控油環(huán)，屬于內(nèi)燃機活塞環(huán)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機活塞環(huán)鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)所用線材，其斷面形狀復雜，要求尺寸精度高，目前僅有少數(shù)國外廠家可以生產(chǎn)出此類產(chǎn)品，價格昂貴，而國內(nèi)廠家雖有廠家試制此類產(chǎn)品，但由于技術(shù)上存在各種困難，不僅形狀精度、尺寸精度達不到要求，而且內(nèi)在品質(zhì)及性能方面不穩(wěn)定，難以滿足活塞環(huán)廠家的生產(chǎn)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足問題，提供一種高精度內(nèi)燃機活塞環(huán)鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)線材的制造方法，采用本發(fā)明所述的制造工藝，成本低，成品率高，產(chǎn)品形狀精度、尺寸精度高，內(nèi)在品質(zhì)、性能優(yōu)良，能適用于制造內(nèi)燃機活塞環(huán)控油環(huán)，滿足內(nèi)燃機工作要求。
[0004]本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種高精度的內(nèi)燃機活塞環(huán)整體異型控油環(huán)線材的制造方法，依次包括以下工序:
[0005](I)選擇鋼絲:選取能滿足內(nèi)燃機活塞環(huán)工作要求的圓形鋼絲線材原料。
[0006](2)軋制工序:將圓形鋼絲線材通過窄軋制設(shè)備，拉拔軋制成矩形斷面形狀。
[0007](3)退火工序:軋制后的矩形斷面形狀的線材經(jīng)過專用連續(xù)退火長爐退火后再進行軋制、退火，如此反復1-2次得到矩形斷面形狀線材。
[0008](4)異型線材軋制工序:將矩形斷面形狀線材通過軋制設(shè)備，經(jīng)過預成型、初成型和精成型各工序，拉拔軋制成所需異型控油環(huán)成型半成品線材。
[0009](5)退火工序:軋制后的預成型、初成型的整體異型控油環(huán)線材分別經(jīng)過連續(xù)專用退火長爐，退火后再進行拉拔軋制，再退火，如此反復2-4次得到異型斷面形狀成型半成品線材。
[0010](6)淬火回火工序:精成型異型控油環(huán)線材經(jīng)過專用連續(xù)淬火回火長爐，通過淬火回火處理，得到符合技術(shù)要求的成型半成品線材。
[0011](7)激光打孔工序:淬火回火后的精成型鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)成型線材經(jīng)過專用激光切割機床，采用聚光腔體激光切割技術(shù)，對成型線材進行回油孔切割加工，得到符合技術(shù)要求的活塞環(huán)鋼質(zhì)異型控油環(huán)成型成品線材。
[0012]所述(I)選擇鋼絲:一是選用合適直徑圓形鋼絲，一般選取圓形鋼絲截面積約為異型成型成品線材截面積的1.2倍；二是選取優(yōu)質(zhì)合金彈簧鋼或高鉻不銹鋼圓形鋼絲作為基體材料，這兩種鋼質(zhì)材料制作的活塞環(huán)鋼質(zhì)控油環(huán)經(jīng)表面改性處理后，能滿足內(nèi)燃機活塞環(huán)工作要求和條件。
[0013]所述⑵工序?qū)A形鋼絲線材通過二臺串聯(lián)排列的窄帶軋機、三臺串聯(lián)排列的四輥拉模成型軋機和一臺拉絲機，連續(xù)走線拉拔軋制成矩形斷面形狀。
[0014]所述(3)退火工序:軋制后的矩形斷面形狀線材連續(xù)走線經(jīng)過專用連續(xù)退火長爐，退火后即出料自動排線卷繞成捆。退火后再進行軋制、退火，如此反復1-2次得矩形斷面形狀線材。
[0015]所述(4)異型線材軋制工序:將矩形斷面形狀線材通過三個串聯(lián)排列的六向調(diào)整的四輥輥拉模成型軋機和一臺拉絲機，經(jīng)過預成型、初成型、精成型各工序拉拔軋制成異型控油環(huán)所需的斷面形狀。精制成型后的異型控油環(huán)成品線材尺寸要求達到:厚度Η±0.015，寬度 Β±0.020。
[0016]所述(5)退火工序:將經(jīng)過預成型、初成型軋制后的異型控油環(huán)半成品成型線材，每軋制后都要經(jīng)過專用連續(xù)退火長爐進行退火處理，退火后再進行拉拔軋制、退火，如此經(jīng)過約2-4次的反復，得到異型控油環(huán)半成品成型線材。
[0017]所述(6)淬火回火工序:將精成型異型控油環(huán)線材經(jīng)過專用連續(xù)淬火回火長爐，進行淬火回火處理；
[0018]所述(7)激光打孔工序:將經(jīng)過淬火回火處理后的異型控油環(huán)線成型材經(jīng)過專用激光切割機床，采用聚光腔體激光切割技術(shù)，進行回油孔切割加工，得到帶回油孔的鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)成型成品線材。
[0019]所述(2)至(7)，按其各工序規(guī)范處理后，各種成型半成品線材或成品線材均為連續(xù)走線出料后自動排線卷繞成捆。
[0020]所述軋制成型線材走線速度一般為15?25m/min，根據(jù)鋼絲材料尺寸大小及設(shè)備承載能力而定。
[0021]所述退火、淬火、回火均在專用連續(xù)熱處理長爐上進行，退火最后采用水冷處理，淬火采用油冷快冷處理，回火采用水冷快冷處理。
[0022]所述退火在專用連續(xù)退火長爐上進行，退火溫度為930°C?680°C。
[0023]所述成型線材退火和淬火、回火走線速度一般為3?6m/min，根據(jù)鋼絲材料尺寸大小而定。
[0024]所述淬火回火在專用連續(xù)淬火回火長爐上進行，淬火在專用連續(xù)淬火長爐上進行，淬火溫度為950°C?1020°C，淬火采用油冷快冷后，即連續(xù)進入專用回火長爐，溫度為695°C?480°C，回火采用水冷快冷后，其基體硬度:優(yōu)質(zhì)合金彈簧鋼為HR30N65?72，不銹鋼為HR30N54?60，淬火回火后成型線材的硬度波動保持在HR30N2個單位以內(nèi)。
[0025]所述軋制設(shè)備:一為兩個軋輥的窄帶軋機，用以先將圓鋼絲軋扁；二為六向調(diào)整四輥輥拉模成型軋機和拉絲機，其軋輥排布在上下左右四個方向上，通過拉絲機拉拔從四個方向同時擠壓，使從線材達到成型目的。四個軋輥可以通過六個方向的調(diào)整，從而保證成型線材的精確尺寸和形狀。
[0026]本發(fā)明采用六向調(diào)整軋輥從四個方向直接按所需斷面形狀通過拉絲機拉拔軋制，經(jīng)軋制次數(shù)及軋制量的合理分配，能夠保證形狀精度和尺寸精度的要求；
[0027]本發(fā)明采用結(jié)構(gòu)獨特的鋼絲專用連續(xù)淬火回火長爐，其獨特的加熱元件，智能化可控硅溫度控制系統(tǒng)，以及連續(xù)拋光系統(tǒng)，實現(xiàn)了鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)成型線材進行連續(xù)淬火回火，保證通條性一致，淬火溫度可達到1080°C，溫度波動范圍土1°C之內(nèi)，實現(xiàn)鋼絲的少無氧化加熱，氧化脫碳深度不超過0.02mm,淬回火后鋼絲的硬度波動可保持在HR30N2個單位以內(nèi)，金相為均勻的回火馬氏體組織，而且產(chǎn)品形狀精度高，質(zhì)量優(yōu)異，成本低，可以滿足各種形狀需求。
[0028]本發(fā)明采用專用激光切割機床，采用聚光腔體激光切割技術(shù)，對鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)成型線材進行回油孔切割加工，熱影響區(qū)域小，變形小，激光器件壽命長、日常維護方便，精度高、平整、美觀，操作控制簡單方便，且能在成型線材調(diào)質(zhì)后進行加工。此方法加工的回油孔尺寸及形狀精度高、不變形、無毛刺，可滿足目前內(nèi)燃機整體異型控油環(huán)產(chǎn)品所有的形狀、種類的回油孔加工，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0030]圖1為本發(fā)明鋼帶整體異型控油環(huán)成型線材斷面剖視圖。
[0031]圖2為本發(fā)明工藝流程圖。
[0032]圖3為本發(fā)明窄帶軋機軋制立體示意圖。
[0033]圖4為本發(fā)明六向調(diào)整四輥輥拉模成型軋機的異型控油環(huán)成型線材軋制示意圖。
[0034]圖5為本發(fā)明六向調(diào)整四輥輥拉模成型軋機的異型控油環(huán)成型線材軋制立體示意圖。
[0035]圖4至圖5中:1-上軋輥，2-右軋輥，3-下軋輥，4-左軋輥，5-控油環(huán)成型線材，A-表示軋輥上下調(diào)整方向，B-表示軋輥左右調(diào)整方向，C-表示下軋輥左右調(diào)整方向，D-表示左軋輥上下調(diào)整方向。
【具體實施方式】:
[0036]從圖2本發(fā)明工藝流程圖可以知道，這種鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)成型線材的制造方法是:選取適用于內(nèi)燃機活塞環(huán)工作條件的優(yōu)質(zhì)合金彈簧鋼、或高鉻不銹鋼的合格圓形盤條鋼絲，這種圓形鋼絲截面積約為異型成型成品線材截面積的1.2倍，首先經(jīng)過串聯(lián)排列的二臺窄帶軋機和三臺四輥輥拉模線材成型軋機拉拔軋制成矩形截面形狀(詳見圖3和圖5所示)，然后經(jīng)過退火處理，再經(jīng)過三臺可六方向調(diào)整的四輥輥拉模線材成型軋機拉拔軋制預軋制成異型截面形狀(詳見圖4所示)，而后經(jīng)過退火處理，再經(jīng)過三臺可六向調(diào)整的輥拉模線材成型軋機拉拔軋制成初成型異型截面形狀，如此反復2?3次后軋制成精成型異型控油環(huán)，經(jīng)過淬火回火處理，最后將淬火回火后的精成型鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)成型線材經(jīng)過專用激光切割機床，采用聚光腔體激光切割技術(shù)，對其成型線材進行回油孔切割加工，得到符合技術(shù)要求的成品活塞環(huán)鋼質(zhì)異型控油環(huán)成型線材。
[0037]由于各種線材基體材料化學成分、線徑不同，所采用退火以及淬火、回火溫度技術(shù)參數(shù)、軋制以及熱處理走線速度參數(shù)均不相同，為便于理解，結(jié)合實施具體實例進行詳細敘述。
[0038]實施例1
[0039]加工一種(2.03±0.015) X (2.03±0.020)規(guī)格，6Crl3Mo高鉻不銹鋼作為基體材料的活塞環(huán)異型整體控油環(huán)線材，其加工方法為:
[0040](I)選擇鋼絲:選擇線徑Φ 2.7毫米、材料為6Crl3Mo高鉻不銹鋼圓形鋼絲。
[0041](2)軋制工序:原線材線性走線通過二臺窄帶軋機和三臺四輥輥拉模成型線材軋制設(shè)備，經(jīng)拉絲機拉拔，同時在線材的上下左右四個面上連續(xù)軋制成矩形線材；
[0042](3)退火工序:軋制后線材穿過專用退火長爐連續(xù)退火，退火溫度930°C?680°C，退火后再進行軋制、退火，得到2.20X2.20矩形截面形狀的成型線材；
[0043](4)異型線材軋制工序:將矩形截面形狀線材通過三臺可六向調(diào)整四輥輥拉模成型軋機和一臺拉絲機，通過如圖4至圖5中上軋輥1、右軋輥2、下軋輥3、左軋輥4的各個方向的適當調(diào)整，連續(xù)拉拔軋制，分別形成預成型、初成型和精成型的活塞環(huán)異型控油環(huán)所需斷面形狀，出料即自動排線卷取收線；
[0044](5)退火工序:將上述每一次軋制后的異型控油環(huán)成型線材，經(jīng)過專用連續(xù)退火長爐進行退火，退火溫度930°C?680°C，冷卻采用水冷快冷。
[0045]退火后再進行軋制、退火、再軋制，如此反復2次得到厚度為2.03±0.015，寬度
2.03±0.020異型控油環(huán)成型線材，軋制后即出料自動排線卷取收線；
[0046](6)淬火回火工序:將軋制精成型異型控油環(huán)線材經(jīng)過專用連續(xù)淬火回火長爐，通過淬火回火處理:淬火溫度為950°C?1020°C，淬火油冷快冷后，即連續(xù)進入專用回火長爐，溫度為695°C?480°C，回火水冷快冷后，即出料自動排線卷取收線，得到符合技術(shù)要求的成型線材；
[0047](7)激光打孔工序:將軋制并經(jīng)淬火回火后的異型控油環(huán)成型線材，經(jīng)過專用激光切割機床，采用聚光腔體激光切割技術(shù)，對其成型線材進行回油孔切割加工，出料自動排線卷取收線，得到帶回油孔的異型控油環(huán)成型線材產(chǎn)品。
[0048]所述線材軋制走線速度為20m/min。
[0049]所述退火和淬火、回火的走線速度為5.5m/min。
[0050]實施例2
[0051]加工一種(4.12±0.015) X (2.5±0.020)規(guī)格，54SiCrV6優(yōu)質(zhì)合金彈簧鋼作為基體材料的活塞環(huán)整體異型控油環(huán)線材，其加工方法為:
[0052](I)選擇鋼絲:選擇直徑為Φ4.2毫米、材料為54SiCrV6優(yōu)質(zhì)合金彈簧鋼圓形鋼絲。
[0053](2)軋制工序:原材料線材線性走線通過二臺窄帶軋機和三臺四輥輥拉模成型線材軋制設(shè)備，通過拉絲機拉拔，同時在線材的上下左右四個面上進行連續(xù)軋制成矩形線材；
[0054](3)退火工序:軋制后線材穿過專用退火長爐退火，退火溫度930°C?680°C，退火后再進行軋制、退火，如此反復2次得到4.20X2.55矩形斷面形狀的成型線材；
[0055](4)異型線材軋制工序:將矩形斷面形狀線材通過三臺可六向調(diào)整四輥輥拉模成型軋機和一臺拉絲機，通過如圖4至圖5中上軋輥1、右軋輥2、下軋輥3、左軋輥4的各個方向的適當調(diào)整，連續(xù)拉拔軋制，分別形成預成型、初成型和精制成型的活塞環(huán)異型控油環(huán)所需斷面形狀，出料即自動排線卷取收線:
[0056](5)退火工序:將上述每一次軋制后的異型控油環(huán)成型線材，經(jīng)過專用連續(xù)退火長爐進行退火，退火溫度930°C?680°C，冷卻采用水冷快冷。
[0057]退火后再進行軋制、退火、再軋制，如此反復3次得到厚度為4.12±0.015，寬度2.5±0.020異型控油環(huán)成型線材，軋制后即出料自動排線卷取收線；
[0058](6)淬火回火工序:將軋制精成型異型控油環(huán)線材經(jīng)過專用連續(xù)淬火回火長爐，通過淬火回火處理:淬火溫度為709°C?980°C，淬火采用油冷快冷后，即連續(xù)進入專用回火長爐，回火溫度為523°C?520°C，回火采用水冷快冷后，即出料自動排線卷取收線，得到符合技術(shù)要求的成型線材；
[0059](7)激光打孔工序:將軋制并經(jīng)淬火回火后的異型控油環(huán)成型線材，經(jīng)過專用激光切割機床，采用聚光腔體激光切割技術(shù)，對其成型線材進行回油孔切割加工，出料自動排線卷取收線，得到帶回油孔的異型控油環(huán)成型線材產(chǎn)品。
[0060]所述線材軋制走線速度為19m/min。
[0061]所述線材退火和淬火回火的走線速度為5m/min。
【權(quán)利要求】
1.一種活塞環(huán)整體異型控油環(huán)線材成型的制造方法，其特征包括以下工序: (1)選擇圓形鋼絲原料:一是合適直徑圓形鋼絲，一般選取圓形鋼絲截面積約為異型成型線材截面積的1.2倍；二是選取優(yōu)質(zhì)合金彈簧鋼或高鉻不銹鋼圓形鋼絲作為基體材料，這種鋼質(zhì)材料制作的活塞環(huán)鋼質(zhì)控油環(huán)經(jīng)表面改性處理后，適用于內(nèi)燃機活塞環(huán)工作要求和條件； (2)軋制工序:將圓形線材鋼絲通過窄帶軋機、四輥輥拉模成型軋機和拉絲機，連續(xù)走線拉拔軋制成矩形截面形狀； (3)退火工序:軋制后的矩形截面線材經(jīng)過專用退火長爐退火后即出料自動排線卷繞成捆。退火后再進行軋制、退火，如此反復1-2次得矩形截面形狀線材； (4)異型線材軋制工序:將矩形截面形狀線材通過六向調(diào)整的四輥輥拉模線材成型軋機和拉絲機，經(jīng)預成型、初成型拉拔軋制工序，得到活塞環(huán)異型控油環(huán)半成品成型線材；經(jīng)精成型拉拔軋制，得到鋼質(zhì)異型控油環(huán)精成型線材，其厚度H±0.015，寬度B±0.020 ； (5)退火工序:將軋制后的異型控油環(huán)半成品線材，經(jīng)過專用連續(xù)退火長爐退火，軋制、退火、再軋制，如此約2-4次的反復，退火在專用連續(xù)退火長爐上進行，退火溫度為930O?680O。 (6)淬火回火工序:將精成型線材通過專用連續(xù)淬火回火長爐，進行淬火回火處理，淬火溫度為950°C?1020°C，淬火采用油冷快冷后，即連續(xù)進入專用回火長爐，溫度為695°C?480°C，回火采用水冷快冷后，其基體硬度:優(yōu)質(zhì)合金彈簧鋼為HR30N65?72，不銹鋼為HR30N54?60，淬火回火后成型線材的硬度波動保持在HR30N2個單位以內(nèi)。 (7)激光打孔工序:將鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)線成型線材進行回油孔激光切割加工，得到帶孔的鋼質(zhì)整體異型控油環(huán)成型線材。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種活塞環(huán)整體異型控油環(huán)成型線材的制造方法，其特征是:(4)異型線材軋制工序中六向調(diào)整的四輥輥拉模成型軋機，其上軋輥、下軋輥、右軋輥、左軋輥，可分別進行上下左右調(diào)整，下軋輥還可進行左右調(diào)整，左軋輥還可進行上下調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種活塞環(huán)整體異型控油環(huán)成型線材的制造方法，其特征是:(6)淬火回火工序中采用專用連續(xù)淬火回火長爐，淬火溫度可達到1080°C，溫度波動范圍±1°C之內(nèi)，實現(xiàn)鋼絲的少無氧化加熱，氧化脫碳深度不超過0.02mm，淬回火后鋼絲的硬度波動可保持在HR30N2個單位以內(nèi)，金相為均勻的回火馬氏體組織。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的所述的一種活塞環(huán)整體異型控油環(huán)成型線材的制造方法，其特征是:(7)激光打孔工序中采用聚光腔體激光切割技術(shù)，對其成型線材進行回油孔切割加工。
【文檔編號】B21C37/04GK104028575SQ201410089647
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】林承鑫, 謝禮忠, 郭泉珍, 陳勵行, 傅于水, 鄒偉偉, 柯開波 申請人:福建東亞機械有限公司