20Cr钢活塞销温挤压工艺及效果分析

20Cr钢活塞销温挤压用坯料与挤压件图如图5-2-38所示。活塞销是内燃机的重要零件。过去生产采用20Cr钢实心棒料车削加工和钻孔工序，有的也用无缝钢管加工。材料利用率仅达40%～60%左右，改用温挤压成形后，材料利用率可提高到80%以上，生产效率也提高5倍左右。

图5-2-38 活塞销温挤压坯料与挤压件图

采用20Cr钢温挤压的工艺流程如下：

剪切下料→平端面、倒角、磨外圆→浸涂润滑剂→中频感应加热→温挤压→检验。

浸涂润滑剂前需将坯料预热至80～120℃，润滑剂使用商业水基石墨润滑剂，每只坯料表面浸涂润滑剂的量平均为0.5g左右。然后送入中频感应加热器内加热，加热温度控制在650±10℃左右。工作频率2500Hz，功率为100kW。加热时间3min即可使直径为35.5mm的坯料内外温度一致。不同型号不同尺寸规格的活塞销，坯料加热规范如表5-2-7所示。加热好的坯料送入3000kN冷挤压压力机上温挤压成形。每个零件平均使用8～10s左右。

表5-2-7 坯料加热条件(www.xing528.com)

所用模具具有冷却装置。在下凹模和上凸模上设有通道，通入压力为0.30～0.35MPa的压缩空气进行冷却，同时将模腔内的润滑剂残渣吹掉；上凸模是利用装在卸料板上的空气冷却装置定时冷却，由压缩空气通过电磁滑阀控制，当挤压变形完成后，同时对凸模和凹模进行冷却。由于采用了冷却装置，模具寿命由原来的几千件提高到几万件。

该件温挤压后，尺寸精度可达0.07mm以下。表面粗糙度Ra0.35～2.5μm。壁厚差可控制在0.2mm以下。活塞销纵断面硬度分布如图5-2-39所示。由图可见，活塞销温挤压后，外表面硬度略高于内孔表面的硬度，中心连皮处几乎没有改变原始硬度值（坯料原始硬度185HBW）。

温挤压活塞销的疲劳试验结果优于冷挤压同类产品。

图5-2-39 活塞销温挤压后硬度分布（HBW值）