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采用复合成形工艺实现锻造件近净成形

创新型半轴套管正挤与横轧成形工艺

为了实现半轴套管产品锻件的近净成形，我们经过多年研制，开发成功了基于分体设计的半轴套管正挤横轧及摆动辗压复合成形工艺。

(1)产品的分体式设计

在考虑了产品使用性能与生产过程中的成形、加工与装配、降低成本与节省材料诸因素后，先将产品革新为分体式设计(图2)。将半轴套管体1和法兰2分离，之后经过设计合理的锻件图用正挤与横轧工艺成形半轴套管体，用摆动辗压工艺成形法兰。

(2)半轴套管体的正挤与横轧新工艺

局部电加热的管坯由芯模推挤到由3个成形轧辊组成的回转型孔内，在轴向进给时，由于轧辊成形角的阻力使管坯前端产生缩径。在轴向推挤与径向横轧的复合作用下，使管坯依次通过两个轧辊成形角后产生2次缩径，并在缩径的同时增加壁厚。半轴套管体的外形由轧辊的成形面形成，其内腔则由芯模保证。

半轴套管体采用正挤横轧工艺成形的突出特点是达到了近净成形。以CA1040轻型车为例，锻造模具加工，采用新工艺后材料利用率由原来的35%提高到58%，减少后续机械加工量35%。同时分体式正挤与横轧的半轴套管较整体式每件减轻重量2.5kg，能使整车减轻自重5kg。

1.粉末锻造的原理：

粉末锻造是指以金属粉末为原料， 经过冷压成形， 烧结、 热锻成形或由粉末经热等静压、 等温模锻， 或直接由粉末热等静压及后续处理等工序制成所需形状的精密锻件， 将传统的粉 末冶金和精密模锻结合起来的一种新工艺。

即以金属粉末为原料，向生产陶瓷制品一样，经成型、烧结制造成金属制品。鉴于粉末锻造的生产过程和陶瓷完全一样，因此，20世纪初，有人曾将粉末锻造叫做“金属陶瓷制术”。

2.粉末锻造的特点：

粉末锻造的毛坯为烧结体或挤压坯，或经热等静压的毛坯。与采用普通钢坯锻造相比，徐州模具锻造， 粉末锻造的优点如下：

1.）材料利用率高

锻压是采用闭合模锻，模具锻造多少钱，锻件没有飞边，无材料耗损，蕞终机械加工 余量小，从粉末原材料到成品零件，总的材料利用率可达 90%以上。

2.) 成型性能高

可以锻造一般认为不可锻造的金属或合金， 如难变形的高温铸造合金通过粉末锻造制成 形状复杂的制品。 容易获得形状复杂的锻件。

成形空心变速杆的锻造复合工艺

为了实现变速杆的近净成形，提高材料利用率和产品的使用性能，我们研制了用复合工艺成形的空心变速杆。以国产CA6440 旅行车的空心变速杆为例(图4)，先将变速杆设计成分体焊接式结构，之后采用径向锻造机将冷拔管按1：30的锥度将杆部缩旋成形，汽车模具锻造，而球形拨头则采用楔横轧成形。经加工后的球形拨头的圆柱端迫入杆部大端的孔中，用弧焊将二者焊在一起，即可得空心变速杆。

用复合工艺制造汽车变速杆，具有材料利用率高(86%)，件减轻重量约40%，节约机械加工工时55%，节约能源33%等显著经济效益。同时产品具有刚性好、外观好、操作灵活且回油性能好等优点。