阅读说明：本技术 一种耐腐蚀制动蹄滚轮轴的加工工艺 (Machining process of corrosion-resistant brake shoe roller shaft ) 是由 梁宏军 于 2018-08-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐腐蚀制动蹄滚轮轴的加工工艺,属于机件加工技术领域,它包括以下步骤：以铬钢为原材料,按照规定尺寸下料后,依次进行退火、平头、抛丸、磷皂化处理、冷挤整形、机加工、淬火、回火、抛丸、清洗、磨床加工、废料回收,得到成品制动蹄滚轮轴。该工艺得到制动蹄滚轮轴精度高、个体间差异小,且强度性能好,使用寿命长。(The invention discloses a processing technology of a corrosion-resistant brake shoe roller shaft, belonging to the technical field of part processing and comprising the following steps: the method comprises the following steps of taking chromium steel as a raw material, blanking according to a specified size, and then sequentially carrying out annealing, flat-heading, shot blasting, phosphorization and saponification treatment, cold extrusion and shaping, machining, quenching, tempering, shot blasting, cleaning, grinding machine machining and waste recovery to obtain the finished brake shoe roller shaft. The brake shoe roller shaft obtained by the process has the advantages of high precision, small difference among individuals, good strength performance and long service life.)

一种耐腐蚀制动蹄滚轮轴的加工工艺

技术领域

本发明涉及机件加工技术领域，具体涉及一种耐腐蚀制动蹄滚轮轴的加工工艺。

背景技术

车辆制动器是车辆的重要部件，是保证行车安全的关键。目前常用的车辆制动器包括鼓式制动器和盘式制动器。当前国内挂车、半挂车、货车广泛使用的鼓式制动器是由制动底板、制动蹄、摩擦衬片、制动蹄支承销、凸轮轴、回位弹簧、调整臂、拉簧、滚轮轴、滚轮等零部件组成。其中滚轮轴也称为制动蹄滚轮销，和滚轮一起使用，滚轮套接在滚轮轴上，当踩动刹车时，凸轮轴的凸轮曲面推动滚轮将制动蹄张开，制动蹄上的摩擦衬片与转动着的制动鼓内圆柱面接触，产生摩擦阻力距，实施制动，因此，对滚轮轴的机械性能要求很高，如果滚轮轴发生故障将直接导致制动失效。

在现有技术中，滚轮轴的结构复杂，一般使用45#油钢经热锻造、机加工而成，锻造工艺复杂、生产效率较低，尤其是锻造后需要对零件的各个面进行加工，加工量大，导致该产品的生产成本很高。部分厂家试验采用挤压工艺进行加工，但是因工艺设计不合理、变形量过大等因素，产品表面有大量裂纹，无法得到合格产品。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种耐腐蚀制动蹄滚轮轴的加工工艺，产品的大部分表面挤压后直接成形，因此表面的加工量少，降低了加工成本，提高了生产效率。

本发明所采用的技术方案为：

一种耐腐蚀制动蹄滚轮轴的加工工艺，该工艺包括以下步骤：以铬钢为原材料，按照规定尺寸下料后，依次进行退火、平头、抛丸、磷皂化处理、冷挤整形、机加工、淬火、回火、抛丸、清洗、磨床加工，得到成品制动蹄滚轮轴。

所述退火在工业淬火电阻炉内进行，退火温度为750-800℃，退火时间为6～7h。

所述抛丸是指用铸钢丸进行表面抛丸处理，抛丸时间为5～6min。

所述磷皂化处理包括磷化处理和皂化处理，其中磷化处理包括以下步骤：

a1：将经表面抛丸处理后的铬钢料用清水漂洗两次，以去除铬钢表面灰尘；

a2：将去除灰尘后的铬钢料用80～90℃的去油灵去除表面油污；

a3：将去除油污后的铬钢料用70～80℃的热水漂洗两次，去除表面残留的去油灵；

a4：将经步骤a3处理后的铬钢料浸入磷化液中进行磷化处理，磷化液包括以下重量百分比的各组分：氧化锌15-20％、磷酸二氢锌20-25％、硝酸15-25％、柠檬酸6-10％、硫酸镍1-3％、钼酸钠1-3％、余量为水，磷化处理条件为：全酸度(TA)40-60Pt，游离酸度(FA)7-10Pt，酸比＝TA/FA6-8，促进剂(AC值)1-3Pt，磷化温度为70～80℃，磷化时间为10-15min；

a5：将经过磷化处理后的铬钢料用常温清水过滤20～40s，去除表面残留的磷化液；

a6：将经过清水过滤后的铬钢料用70～80℃热水浸泡40～60s，来提高加工件的温度。

a7：将经过热水加温的工件浸入皂化液中进行皂化处理，皂化液的成分为硬脂酸钠的水溶物，硬脂酸钠与水的质量配比为1︰8，溶液温度70～80℃，浸泡时间40～60s。

所述冷挤整形在装有整形模具的高速冷挤压成型机上进行，将磷皂化处理后的铬钢料立即放入整形模具的凹模中，将整形模具的的芯棒压入凹模，通过液压机以300吨的冲力用冲头正挤压铬钢料，形成制动蹄滚轮轴毛坯。

所述淬火是指在多用炉内进行，装入炉温≤300℃的炉内，升温至800～850℃，保温0.5h后，快速升温至900～9500℃短时保温。此步的温度和时间较为重要，用于使材料***，增加强度，增加使用寿命。

所述回火在工业回火炉内进行，回火温度为200℃，时间为1.5小时。此步是对淬火的一个后处理，经过该步后，材料的抗疲劳强度、韧性、耐腐蚀将大大提高。

与现有技术相比，本发明具有以下显著优点和有益效果：

(1)本发明铬钢下料后先进行平头，平头工艺的指标是各铬钢料质量相等，即首先在前期严格保证个体间的质量一致性，用质量相同的铬钢料直接进行整形，而中间没有进行镗孔等对材料的质量产生影响的步骤，这样经过模具整形后得到的套筒毛坯首先在形状、尺寸上一致性非常高，样品间偏差小，精度高，而且套筒毛坯内部质量分布均匀，样品间密度一致性高，批间差异小；

(2)退火处理后先进行抛丸，去除铬钢料表面氧化层，再进行磷皂化，可以大大提高磷化的效果，形成的磷酸盐层厚度均匀，表面平滑，结合致密，不易脱落；

(3)本发明采用的磷化液及其浸渍处理方法，具有使用温度低(70～80℃)、磷化时间短(10～15min)、沉渣少的特点，经磷化处理后，使金属表面生成一层膜重8-10g/m2的磷酸锌膜，膜层致密、均匀、无挂灰，由该磷化液处理得到的覆膜对润滑剂的稳定性良好，冷加工尤其是冷镦时作为润滑的底层覆膜最合适；

(4)淬火和回火在本发明也起到关键作用，通过两者之间的协同作用，大大提高了材料的强度、韧度、抗拉伸度，增加使用寿命。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

以铬钢为原材料，按照规格尺寸锯床下料后，依次进行退火、平头、抛丸、磷皂化处理、冷挤整形、机加工、淬火、回火、抛丸、清洗、磨床加工，得到成品制动蹄滚轮轴。

所述退火在工业淬火电阻炉内进行，退火温度为750-800℃，退火时间为6～7h。该退火温度比现有技术的要稍低一些，主要出于降低成本考虑，经过试验该处理工艺以能满足使用需求。

所述平头按常规工艺进行，但要注意的是平头的执行标准是严格保证个体间的质量一致性。

所述抛丸是指用铸钢丸进行表面抛丸处理，抛丸时间为5～6min。该步有效去除了退火步骤在铬钢管料表面产生的氧化层，使后续磷化处理效果佳。

所述磷皂化处理包括磷化处理和皂化处理，其中磷化处理包括以下步骤：

a1：将经表面抛丸处理后的铬钢管料用清水漂洗两次，以去除铬钢管表面灰尘；

a2：将去除灰尘后的铬钢管料用80～90℃的去油灵去除表面油污；

a3：将去除油污后的铬钢管料用70～80℃的热水漂洗两次，去除表面残留的去油灵；

a4：将经步骤a3处理后的铬钢管料浸入磷化液中进行磷化处理，磷化液包括以下重量百分比的各组分：氧化锌15-20％、磷酸二氢锌20-25％、硝酸15-25％、柠檬酸6-10％、硫酸镍1-3％、钼酸钠1-3％、余量为水，磷化处理条件为：全酸度(TA)40-60Pt，游离酸度(FA)7-10Pt，酸比＝TA/FA6-8，促进剂(AC值)1-3Pt，磷化温度为70～80℃，磷化时间为10-15min；

a5：将经过磷化处理后的铬钢管料用常温清水过滤20～40s，去除表面残留的磷化液；

a6：将经过清水过滤后的铬钢管料用70～80℃热水浸泡40～60s，来提高加工件的温度。

a7：将经过热水加温的工件浸入皂化液中进行皂化处理，皂化液的成分为硬脂酸钠的水溶物，硬脂酸钠与水的质量配比为1︰8，溶液温度70～80℃，浸泡时间40～60s。

所述冷挤整形在装有整形模具的高速冷挤压成型机上进行，将磷皂化处理后的铬钢管料立即放入整形模具的凹模中，将整形模具的的芯棒压入凹模，通过液压机以300吨的冲力用冲头正挤压铬钢管料，形成制动蹄滚轮轴毛坯。该步的目的是使胚料的外形尺寸统一。

所述机加工是指利用数控车床进行单向器花键套筒毛坯内外表面的精加工及端面倒角加工(做产品尺寸)，包括倒角、车外圆、磨外圆等，加工方法采用普通机加工方法。

所述淬火在多用炉内进行，装入炉温≤300℃的炉内，升温至800～850℃，保温0.5h后，快速升温至900～9500℃短时保温。

所述回火在工业回火炉内进行，回火温度为200℃，时间为1.5小时。

所述清洗是指用水溶清洗液进行清洗。

所述磨床加工是指对表面和内孔进行精度和光洁度的加工，均采用常规工艺。

经过本发明处理工艺得到的制动蹄滚轮轴，使用次数可以达到30000至50000次，完全满足汽车发动机的高工作负荷、高频率动作的工作环境需求。