制動(dòng)活塞冷擠壓成形工藝及表面處理優(yōu)化

季超

摘 要：目前國(guó)內(nèi)各汽車廠商在中小型商品車上使用較多的為前盤后鼓式制動(dòng)系統(tǒng)，部分車型為四輪盤式制動(dòng)。相對(duì)于鼓式制動(dòng)，盤式制動(dòng)在技術(shù)上更為先進(jìn)，質(zhì)量上更為輕量化，散熱性能、制動(dòng)性能及復(fù)雜天氣路況的適應(yīng)性能更為優(yōu)良。

關(guān)鍵詞：活塞；擠壓成形；表面處理

0、引言

活塞（見圖1）是盤式制動(dòng)器中的重要零件，且需求量很大（每輛汽車要用2件到4件），如何在控制成本的情況下大批量生產(chǎn)，成為各制造廠商的難題。

1、技術(shù)核心

由于此活塞對(duì)內(nèi)孔同軸度、錐面圓度、異形腔的對(duì)稱度等要求較高；一次成形擠出的深孔同軸度較差且沖頭易折斷，錐面跳動(dòng)也難以保證，故無(wú)法利用冷擠壓來(lái)一次成形?，F(xiàn)有活塞工藝路線：下料（鋸料或鍛料）→拋丸→表面處理（磷化-皂化）→鍛造（預(yù)擠孔）→拋丸→表面處理（磷化-皂化）→鍛造（成形）→切削加工（鉆鏜孔）。鉆鏜孔的生產(chǎn)效率低，且刀具損耗高，成本難以控制，因此如能采用純冷擠壓方法來(lái)批量生產(chǎn)此活塞，既能提高生產(chǎn)效率，又可降低成本。

運(yùn)用現(xiàn)有的冷擠壓技術(shù)對(duì)活塞進(jìn)行分析研究，能否擠出同軸度好的深孔且錐面跳動(dòng)也好成為此工藝能否成功的關(guān)鍵。

2、工藝論述

本工藝（見圖2）設(shè)備采用400T機(jī)械壓力機(jī)，改進(jìn)后的加工工藝為：

（1）下料 通過(guò)鋸切下料或鍛造下料。

（2）拋丸 去除表面氧化皮等雜質(zhì)提高外觀質(zhì)量。

（3）第一次表面處理 對(duì)活塞的毛坯進(jìn)行二硫化鉬噴涂。傳統(tǒng)工藝使用的是磷化-皂化工藝。而由于磷化-皂化處理工序繁多，處理時(shí)間長(zhǎng)，磷化質(zhì)量要求嚴(yán)格，同時(shí)，磷化廢液對(duì)環(huán)境造成污染，因而我們?cè)趯で笮碌臐?rùn)滑方式以取代磷化-皂化工藝。而二硫化鉬具有高穩(wěn)定性、低摩擦系數(shù)、高磨損壽命等優(yōu)點(diǎn)，是較好的固體潤(rùn)滑劑。噴涂在工件表面，可形成強(qiáng)韌、耐熱、耐重壓的潤(rùn)滑保護(hù)膜，從而避免工件內(nèi)孔拉毛以及凹模、凸模的磨損。

（4）鍛造 在底部擠出一個(gè)球形空腔，才有可能通過(guò)擠壓力低的透壓法來(lái)制造直徑小的深孔，而不至于折斷細(xì)小的沖頭，且沖頭偏心的危險(xiǎn)大大地減小了，提高了孔的同軸度。此工藝參考的是《擠壓技術(shù)-金屬精密件的經(jīng)濟(jì)制造工藝》中的透壓法。

（5）拋丸 使工件的表面達(dá)到一定的粗糙度要求。

（6）第二次表面處理 對(duì)工件進(jìn)行二硫化鉬噴涂。

（7）鍛造 形成異形腔以及錐面預(yù)成形，此時(shí)形成的錐面為15度的錐面，并非成品中的30度的錐面。

（8）拋丸 使工件的表面達(dá)到一定的粗糙度要求。

（9）淋擠壓潤(rùn)滑油 此道工藝的表面處理用淋擠壓潤(rùn)滑油的方法代替噴涂二硫化鉬。由于二硫化鉬是黑色的粉末，若在此處使用，工件表面會(huì)形成黑色的涂層，影響成形后的工件表面外觀，后續(xù)難以去除，因而我們采用了淋冷擠壓潤(rùn)滑油的方法。選取的冷擠壓潤(rùn)滑劑應(yīng)滿足下列條件：1.耐壓能力要達(dá)到200MPa以上。2.潤(rùn)滑劑要充分覆蓋于金屬擠壓表面上。3.保持極低的摩擦系數(shù)。適用于引伸度大、變形率高、曲面復(fù)雜的工件加工生產(chǎn)，有效保證產(chǎn)品加工精度，提高工件表面質(zhì)量，最大限度保護(hù)模具表面，延長(zhǎng)模具的使用壽命。潤(rùn)滑劑形成的涂膜薄，單件潤(rùn)滑成本低，成本比磷化-皂化的成本節(jié)省30%～45% 。增加潤(rùn)滑效果，時(shí)間短且成本低。

（10）鍛造 錐面成形以及底部?jī)蓚?cè)出氣槽成形，采用上打料的方式落料，模具結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3、結(jié)論

經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，制動(dòng)活塞的加工工藝由冷擠壓+切削加工改為單純的冷擠壓，且表面處理由傳統(tǒng)的磷化-皂化改進(jìn)為使用二硫化鉬和淋冷擠壓潤(rùn)滑油的方法，既延長(zhǎng)了模具的使用壽命，降低了成本，還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了加工效率。

參考文獻(xiàn)

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