CN102896167A - 蜗杆锥齿冷锻制造工艺 - Google Patents

Abstract

一种锅杆锥齿冷锻制造工艺,包括下料、退火、制坯、表面润滑和挤锥齿等步骤。有益效果：本发明通过在室温状态下对金属进行挤压，挤压后金属晶粒细小，晶粒度等级达到6级以上，同时生产效率得到极大的提高，产品质量稳定可靠。

Description

蜗杆锥齿冷锻制造工艺

技术领域

本发明涉及一种锅杆锥齿冷锻制造工艺。

背景技术

目前市场上的蜗杆的产品很多，在各领域已被广泛使用，但锥齿基本上都是采用传统的铣齿加工。传统的加工方法有效率低下、能耗过大、设备投资过大及产品质量不稳定等缺陷，传统方法制造的锥齿，价格高，交货周期长。

传统的工艺为：下料→车外圆、端面→铣锥齿。此生产方式效率低下，每班仅可生产毛坯100件左右，设备、刀具投资过大（共需铣床3台30W RMB)，此外原材料浪费严重（单个毛坯浪费0.2Kg左右），而且由于热轧棒料本身的缺陷（如夹杂、金属纤维不流畅等）无法通过后续的加工予以弥补，给产品质量带来隐患。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种生产效率高、质量稳定的锅杆锥齿冷锻制造工艺。

技术方案：一种锅杆锥齿冷锻制造工艺，所述冷锻工艺包括以下步骤：

a）下料：采用数控带锯床下料，垂直度小于等于0.3；

b）退火：采用井式真空退火炉抽真空并充氮气保护退火,退火后氧化脱碳单边深度小于等于0.1毫米，退火后材料硬度为HB113-120；

c）制坯：采用仪表车床制坯，高度误差控制在0.3以内；

d）表面润滑：对步骤c中的坯料进行除油、酸洗、水洗、磷化处理、风冷以及皂化处理；

e）挤锥齿：采用2000KN的油压机进行挤压，挤压力P为150T，锥齿高度误差0.04以内，齿表面粗糙度1.6，挤压后产品同轴度0.2，挤压后硬度HB150-210,挤压速度≥6件/分钟。。

步骤b所述的退火加热速度小于150℃/ h，降温速度小于50℃/ h；预抽真空，每次抽完充入氮气，其压力大于等于0.01MPa；退火金相组织为F+P球，级别为4-6级。

步骤d所述表面润滑包括以下步骤：

a）化学除油：将坯料投入60～100g/L的氢氧化钠、 60～80g/L碳酸钠、 25～80g/L磷酸钠和10～15g/L的硅酸钠溶液, 处理温度≥85℃，处理时间15～25分钟；

b）流动清水洗；

c）酸洗：将坯料投入120-180g/L的硫酸和8-10g/L的氯化钠溶液中酸洗,酸洗温度为65-75℃，酸洗时间为5-10分钟；

d）流动清水洗：是为了防止吸附在坯料表面的酸洗液带入下道磷化液中，影响磷化效果；

e）热水洗：为磷化前预热；

f）磷化处理：将经过酸洗和水洗的坯料投入9g/L氧化锌和23mg/L的磷酸溶液中磷化处理，溶液的总酸度16-20点，游离酸度为2.5-4.5点，温度为85-90℃，处理时间30-40min；

g）风冷；

h）皂化：将皂化液熔融后将坯料浸入皂化液中后拉起风冷，然后再浸入拉起，如此反复3-4次后再风冷。

有益效果：本发明通过在室温状态下对金属进行挤压，挤压后金属晶粒细小，晶粒度等级达到6级以上，同时生产效率得到极大的提高，产品质量稳定可靠。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

发明所述工艺路线：下料→退火→制坯→表面润滑→挤锥齿，

此生产方式的生产效率得到极大的提高，每班可生产毛坯3200件左右，设备、工装投资较低（仅需压机一台18WRMB、模具一套0.5WRMB及一些辅助的配套设施共计20WRMB)，此外单个毛坯可节约原材料0.2Kg左右，而且在冷挤压的过程中金属的变形剧烈，故产生冷作硬化，且金属纤维完整，大大提高了技术的强度指标，弥补了热扎棒料本身可能存在的缺陷，保证了产量质量。

下料：采用数控带锯床下料，垂直度≤0.3；

退火：采用井式真空退火炉抽真空并充氮气保护退火,退火后氧化脱碳单边≤0.1，退火后材料硬度HB113-120；

要求：1、加热速度<150℃/ h，降温速度<50℃/ h；

2、预抽真空,每次抽完充入氮气,其压力≥0.01Mpa；

3、退火金相组织为F+P球，级别为4-6级

制坯：采用仪表车床制坯，高度误差控制在0.3以内（对于毛坯此精度已足够）；

表面润滑：

a）化学除油：将坯料投入60～100g/L的氢氧化钠、 60～80g/L碳酸钠、 25～80g/L磷酸钠和10～15g/L的硅酸钠溶液, 处理温度≥85℃，处理时间15～25分钟；

b）流动清水洗；

c）酸洗：将坯料投入120-180g/L的硫酸和8-10g/L的氯化钠溶液中酸洗,酸洗温度为65-75℃，酸洗时间为5-10分钟；

d）流动清水洗：是为了防止吸附在坯料表面的酸洗液带入下道磷化液中，影响磷化效果；

e）热水洗：为磷化前预热；

f）磷化处理：将经过酸洗和水洗的坯料投入9g/L氧化锌和23mg/L的磷酸溶液中磷化处理，溶液的总酸度16-20点，游离酸度为2.5-4.5点，温度为85-90℃，处理时间30-40min；

g）风冷；

h）皂化：将皂化液熔融后将坯料浸入皂化液中后拉起风冷，然后再浸入拉起，如此反复3-4次后再风冷。

挤锥齿：采用2000KN的油压机进行挤压，挤压力P为150T，锥齿高度误差0.04以内，齿表面粗糙度1.6，挤压后产品同轴度0.2，挤压后硬度HB150-210，挤压速度≥6件/分钟。经检测挤压后的金属晶粒发生了改变，使原来近于球形的晶粒由于变形而被拉长，并呈有序排列。晶粒位向呈有序状态，提高了变形抗力，同时也使力学性能各向异性。

实践证明经挤压后的蜗杆的主要技术特征：

1、晶粒度好于6级

2、力学性能：σb≥1300MPa  σs≥900MPa

3、锥齿高度误差0.04以内

综上所述：经冷锻所生产的锥齿质量、性能可靠，生产效率大副提高，成本明显下降，可以满足客户的需求。

Claims (3)

1.一种锅杆锥齿冷锻制造工艺,其特征在于：所述冷锻工艺包括以下步骤：

a）下料：采用数控带锯床下料，垂直度小于等于0.3；

b）退火：采用井式真空退火炉抽真空并充氮气保护退火,退火后氧化脱碳单边深度小于等于0.1毫米，退火后材料硬度为HB113-120；

c）制坯：采用仪表车床制坯，高度误差控制在0.3以内；

d）表面润滑：对步骤c中的坯料进行除油、酸洗、水洗、磷化处理、风冷以及皂化处理；

e）挤锥齿：采用2000KN的油压机进行挤压，挤压力P为150T，锥齿高度误差0.04以内，齿表面粗糙度1.6，挤压后产品同轴度0.2，挤压后硬度HB150-210,挤压速度≥6件/分钟。

2.根据权利要求1所述的锅杆锥齿冷锻制造工艺，其特征在于：步骤b所述的退火加热速度小于150℃/ h，降温速度小于50℃/ h；预抽真空，每次抽完充入氮气，其压力大于等于0.01MPa；退火金相组织为F+P球，级别为4-6级。

3.根据权利要求1所述的锅杆锥齿冷锻制造工艺，其特征在于：步骤d所述表面润滑包括以下步骤：

a）化学除油：将坯料投入60～100g/L的氢氧化钠、 60～80g/L碳酸钠、 25～80g/L磷酸钠和10～15g/L的硅酸钠溶液, 处理温度≥85℃，处理时间15～25分钟；

b）流动清水洗；

c）酸洗：将坯料投入120-180g/L的硫酸和8-10g/L的氯化钠溶液中酸洗,酸洗温度为65-75℃，酸洗时间为5-10分钟；

d）流动清水洗：是为了防止吸附在坯料表面的酸洗液带入下道磷化液中，影响磷化效果；

e）热水洗：为磷化前预热；

f）磷化处理：将经过酸洗和水洗的坯料投入9g/L氧化锌和23mg/L的磷酸溶液中磷化处理，溶液的总酸度16-20点，游离酸度为2.5-4.5点，温度为85-90℃，处理时间30-40min；

g）风冷；

h）皂化：将皂化液熔融后将坯料浸入皂化液中后拉起风冷，然后再浸入拉起，如此反复3-4次后再风冷。