CN107755446A - 一种提高dt4c纯铁磁性性能的加工工艺 - Google Patents

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惠均
高伟峰
王献民
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Abstract

本发明公开了一种提高纯铁DT4C磁性性能的加工工艺，具体步骤如下：（1）制备毛坯，切削加工为所需尺寸，进行预处理；（2）根据试样尺寸要求安装模具，并进行预热，预热至200℃‑400℃；（3）将（1）中试样放入已润滑好的模具中进行挤压；（4）挤压成形的杯状件进行退火处理；(5)机械加工退火试样为使用尺寸。本发明方法既提高了利用率，又改善了磁性性能，为DT4C的进一步发展提供了有利条件。

Description

一种提高DT4C纯铁磁性性能的加工工艺
技术领域
本发明涉及一种提高纯铁DT4C磁性性能的加工工艺，属于金属磁性技术领域。
背景技术
电工纯铁作为软磁材料广泛应用于航空仪表的元器件中，如磁极靴、转子、壳体等，尤其是电工纯铁在磁性方面的主要特点是具有低杂质，并在中等磁场下具有很高的磁导率和磁饱和以及很低的磁滞损失。但是，它的磁性有其不稳定性，如在50℃以上时有明显的磁时效现象而使磁性变坏。因此，为了改善纯铁的磁性，除冶炼、热处理严格控制外，其零件在成形过程中，不同的工艺方法及各种工艺因素都会不同程度地影响材料的磁性。所以，为掌握电工纯铁的工艺因素对磁性影响的程度，提出了此项工作。
发明内容
针对目前空心杯状件产品采用纯机械加工材料的利用率低，磁性性能较差的问题，本发明提出了一种可省料并能提高纯铁杯形件磁性性能的加工工艺。
本发明提供了一种提高纯铁DT4C磁性性能的加工工艺，包括以下步骤：
第一步：制备毛坯
挤压前根据所需试样尺寸，切削棒料；
第二步：挤压模具的安装
将反挤压模具安装在四柱式油压机上；安装完毕之后对反挤压模具预热到200℃-400℃；
第三步：热加工工艺
采用真空热处理炉升温至800℃-900℃，放入纯铁DT4C棒料对其进行加热，在真空气氛中保温1-4h后，立即放入已预热好并且充分润滑的反挤压模具中进行挤压，挤压完成后挤压件在空气中冷却，冷却后进行退火处理；
第四步：机械加工
通过切削加工退火件为零件最终使用尺寸，加工时必须用乳化液及时冷却，防止加工硬化。
上述工艺中，反挤压模具包括上模板、下模板，下模板上方为凹模，凹模通过凹模垫板和凹模固定圈进行固定，凹模内侧设有垫块，垫块底部为顶杆；上模板下方为凸模，凸模通过凸模垫板和凸模固定板进行固定，凸模为T型结构，T型结构的拐角部位设有凸模锁紧螺母；凸模中部设有退料板，退料板通过螺栓固定在凹模固定圈上。
进一步地，上模板、凸模垫板以及凸模固定板通过圆柱销和螺栓固定，然后将凸模以螺栓连接在凸模固定板上。
进一步地，凹模通过螺栓、圆柱销固定在下模板上，通过凸模的上下移动进行挤压。
挤压的具体工作过程为：（1）开机；（2）对凹模、凸模进行预热并润滑；（3）预热完成后，往凹模内放入加热好的棒料，并合紧挡料板；（4）开动机器，使凸模向下移动，速度为7-8mm/s，挤压行程100-200mm，进行挤压；（5）挤压结束后，开动机器，使凸模向上移动，速度为7-8mm/s，移动行程100-200mm；（6）移动完成后，打开挡料板，取出挤压完成的杯状件；（7）对凹凸模持续润滑，再放入棒料，重复步骤（4）-（6）；（8）最终挤压完成后，清理机器，再次对凹凸模以及其它部件润滑；（9）关机。
上述工艺中，第三步中，退火处理，具体是将冷却后的挤压件放入真空炉内随炉加热至800-900℃后保温4-6h，并随炉冷却。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：通过新工艺对试样的加工，材料的利用率提高了70%左右，磁通量提高了50%左右，矫顽力下降了30%左右。
附图说明
图1为反挤压模具装配图；
图2为杯形件的结构示意图。
图中：1-顶杆，2-垫块，3-下模板，4-凹模垫板，5-凹模固定圈，6-内六角螺钉，7-凹模，8-退料板，9-凸模锁紧螺母，10-凸模，11-凸模固定板，12-凸模固定螺栓，13-上模板，14-凸模垫板，15-圆柱销。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
本发明提供的纯铁（DT4C）挤压磁性性能的加工工艺，其方法步骤如下：
（1）取样，切取Φ65x45mmDT4C棒料，放入已加热到850℃的真空炉内保温1h；
（2）预处理，将保温完成的棒料放入已预热好并且充分润滑的反挤压模具(见图1)中进行挤压，挤压件（见图2）完成后空冷；
挤压模具的结构为：反挤压模具包括上模板13、下模板3，下模板3上方为凹模7，凹模7通过凹模垫板4和凹模固定圈5进行固定，凹模7内侧设有垫块2，垫块2底部为顶杆1；上模板13下方为凸模10，凸模10通过凸模垫板14和凸模固定板11进行固定，凸模10为T型结构，T型结构的拐角部位设有凸模锁紧螺母9；凸模中部设有退料板8，退料板8通过螺栓固定在凹模固定圈5上。
进一步地，上模板13、凸模垫板14以及凸模固定板11通过圆柱销15和螺栓固定，然后将凸模10以螺栓连接在凸模固定板11上。
进一步地，凹模7通过内六角螺钉6、圆柱销固定在下模板3上，通过凸模的上下移动进行挤压。
挤压的具体工作过程为：①开机；②对凹模、凸模进行预热并润滑；③预热完成后，往凹模内放入加热好的棒料，并合紧挡料板；④开动机器，使凸模向下移动，速度为7-8mm/s，挤压行程100-200mm，进行挤压；⑤挤压结束后，开动机器，使凸模向上移动，速度为7-8mm/s，移动行程100-200mm；⑥移动完成后，打开挡料板，取出挤压完成的杯状件；⑦对凹模、凸模持续润滑，再放入棒料，重复步骤④-⑥；⑧最终挤压完成后，清理机器，再次对凹凸模以及其它部件润滑；⑨关机。
（3）退火处理，将（2）中挤压件放入真空炉内随炉加热至900℃后保温4h，并随炉冷却；
（4）机械加工，将（3）中冷却试样通过车削加工为零件最终尺寸；
（5）依据国标GB/T 3656-2008和GB/T 6983-2008，在太原钢铁集团技术中心理化实验室测量其磁导率和磁通量，得出：原有加工方式（即通过纯机械的加工方式，将棒料加工为杯状件，加工尺寸与本发明新工艺的加工尺寸一致）加工的杯状件矫顽力为：28.84A/m，磁通量为12.38H/m，新工艺加工的后杯状件矫顽力23.57A/m，磁通量为20.13H/m，矫顽力下降了5.27 A/m ，磁通量升高了7.75 H/m。
实施例 2
本发明提供的纯铁（DT4C）挤压磁性性能的加工工艺，其方法步骤如下：
（1）取样，切取Φ55x42mmDT4C棒料，放入已加热到850℃的真空炉内保温1h；
（2）预处理，将保温完成的棒料放入已预热好并且充分润滑的反挤压模具(见图1)中进行挤压，挤压件（见图2）完成后空冷；
本实施例中采用实施例1所述的挤压模具，挤压过程与实施例1相同。
（3）退火处理，将（2）中挤压件放入真空炉内随炉加热至900℃后保温4h，并随炉冷却；
（4）机械加工，将（3）中冷却试样通过车削加工为零件最终尺寸；
（5）依据国标GB/T 3656-2008和GB/T 6983-2008，在太原钢铁集团技术中心理化实验室测量其磁导率和磁通量，得出：原有加工方式（即通过纯机械的加工方式，将棒料加工为杯状件，加工尺寸与新工艺的加工尺寸一致）加工的杯状件矫顽力为：27.68A/m，磁通量为12.85H/m，新工艺加工的后杯状件矫顽力21.54A/m，磁通量为23.48H/m，矫顽力下降了6.94A/m ，磁通量升高了10.63 H/m。
上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1. 一种提高纯铁DT4C磁性性能的加工工艺，其特征在于包括以下步骤：
第一步：制备毛坯
挤压前根据所需试样尺寸，切削棒料；
第二步：挤压模具的安装
将反挤压模具安装在四柱式油压机上；安装完毕之后对反挤压模具预热到200℃-400℃；
第三步：热加工工艺
采用真空热处理炉升温至800℃-900℃，放入纯铁DT4C棒料对其进行加热，在真空气氛中保温1-4h后，立即放入已预热好并且充分润滑的反挤压模具中进行挤压，挤压完成后挤压件在空气中冷却，冷却后进行退火处理；
第四步：机械加工
通过切削加工退火件为零件最终使用尺寸。
2.根据权利要求1所述的提高纯铁DT4C磁性性能的加工工艺，其特征在于：反挤压模具包括上模板、下模板，下模板上方为凹模，凹模通过凹模垫板和凹模固定圈进行固定，凹模内侧设有垫块，垫块底部为顶杆；上模板下方为凸模，凸模通过凸模垫板和凸模固定板进行固定，凸模为T型结构，T型结构的拐角部位设有凸模锁紧螺母；凸模中部设有退料板，退料板通过螺栓固定在凹模固定圈上。
3.根据权利要求2所述的提高纯铁DT4C磁性性能的加工工艺，其特征在于：上模板、凸模垫板以及凸模固定板通过圆柱销和螺栓固定，然后将凸模以螺栓连接在凸模固定板上。
4.根据权利要求2所述的提高纯铁DT4C磁性性能的加工工艺，其特征在于：凹模通过螺栓、圆柱销固定在下模板上，通过凸模的上下移动进行挤压。
5.根据权利要求1所述的提高纯铁DT4C磁性性能的加工工艺，其特征在于：挤压过程中，挤压速度为7-8mm/s，挤压行程为100-200mm。
6.根据权利要求1所述的提高纯铁DT4C磁性性能的加工工艺，其特征在于：挤压的具体工作过程为：
（1）开机；
（2）对凹模、凸模进行预热并润滑；
（3）预热完成后，往凹模内放入加热好的棒料，并合紧挡料板；
（4）开动机器，使凸模向下移动，速度为7-8mm/s，挤压行程100-200mm，进行挤压；
（5）挤压结束后，开动机器，使凸模向上移动，速度为7-8mm/s，移动行程100-200mm；
（6）移动完成后，打开挡料板，取出挤压完成的杯状件；
（7）对凹凸模持续润滑，再放入棒料，重复步骤（4）-（6）；
（8）最终挤压完成后，清理机器，再次对凹凸模以及其它部件润滑；
（9）关机。
7.根据权利要求1所述的提高纯铁DT4C磁性性能的加工工艺，其特征在于：第三步中，退火处理，具体是将冷却后的挤压件放入真空炉内随炉加热至800-900℃后保温4-6h，并随炉冷却。
8.根据权利要求1所述的提高纯铁DT4C磁性性能的加工工艺，其特征在于：所述第四步中，加工时必须用乳化液及时冷却，防止加工硬化。
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