制動活塞冷擠壓成形工藝及表面處理優化

季超

摘 要：目前國內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系統，部分車型為四輪盤式制動。相對于鼓式制動，盤式制動在技術上更為先進，質量上更為輕量化，散熱性能、制動性能及復雜天氣路況的適應性能更為優良。

關鍵詞：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，成為各制造廠商的難題。

1、技術核心

由于此活塞對內孔同軸度、錐面圓度、異形腔的對稱度等要求較高；一次成形擠出的深孔同軸度較差且沖頭易折斷，錐面跳動也難以保證，故無法利用冷擠壓來一次成形?，F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批量生產此活塞，既能提高生產效率，又可降低成本。

運用現有的冷擠壓技術對活塞進行分析研究，能否擠出同軸度好的深孔且錐面跳動也好成為此工藝能否成功的關鍵。

2、工藝論述

本工藝（見圖2）設備采用400T機械壓力機，改進后的加工工藝為：

（1）下料 通過鋸切下料或鍛造下料。

（2）拋丸 去除表面氧化皮等雜質提高外觀質量。

（3）第一次表面處理 對活塞的毛坯進行二硫化鉬噴涂。傳統工藝使用的是磷化-皂化工藝。而由于磷化-皂化處理工序繁多，處理時間長，磷化質量要求嚴格，同時，磷化廢液對環境造成污染，因而我們在尋求新的潤滑方式以取代磷化-皂化工藝。而二硫化鉬具有高穩定性、低摩擦系數、高磨損壽命等優點，是較好的固體潤滑劑。噴涂在工件表面，可形成強韌、耐熱、耐重壓的潤滑保護膜，從而避免工件內孔拉毛以及凹模、凸模的磨損。

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

（5）拋丸 使工件的表面達到一定的粗糙度要求。

（6）第二次表面處理 對工件進行二硫化鉬噴涂。

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

（8）拋丸 使工件的表面達到一定的粗糙度要求。

（9）淋擠壓潤滑油 此道工藝的表面處理用淋擠壓潤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，工件表面會形成黑色的涂層，影響成形后的工件表面外觀，后續難以去除，因而我們采用了淋冷擠壓潤滑油的方法。選取的冷擠壓潤滑劑應滿足下列條件：1.耐壓能力要達到200MPa以上。2.潤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。適用于引伸度大、變形率高、曲面復雜的工件加工生產，有效保證產品加工精度，提高工件表面質量，最大限度保護模具表面，延長模具的使用壽命。潤滑劑形成的涂膜薄，單件潤滑成本低，成本比磷化-皂化的成本節省30%～45% 。增加潤滑效果，時間短且成本低。

（10）鍛造 錐面成形以及底部兩側出氣槽成形，采用上打料的方式落料，模具結構如圖3所示。

3、結論

經過改進后，制動活塞的加工工藝由冷擠壓+切削加工改為單純的冷擠壓，且表面處理由傳統的磷化-皂化改進為使用二硫化鉬和淋冷擠壓潤滑油的方法，既延長了模具的使用壽命，降低了成本，還提高了產品的質量，提高了加工效率。

參考文獻

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