CN102896266A - 外螺旋齿冷锻工艺 - Google Patents
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Abstract
一种外螺旋齿冷锻工艺,包括下料、退火、制坯、表面润滑和精锻齿等步骤。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
技术领域
该发明涉及一种外螺旋齿的加工工艺,特别涉及一种外螺旋齿冷锻工艺,属于机械加工技术领域。
背景技术
目前市场上的螺旋齿的种类很多,在摩托车上已被广泛使用,但外螺旋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。外螺旋齿轮是一种起动机构,对外螺旋齿有很高的强度要求,同时对产品的金相要求极高(晶粒度等级为6级),传统的制造方法很难实现。
发明内容
发明目的:本发明的目的是提供一种生产效率高、质量稳定并且强度高的外螺旋齿冷锻工艺。
技术方案:一种外螺旋齿冷锻工艺,其特征在于:所述冷锻工艺包括以下步骤:
a)下料:采用采用数控锯床下料,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)精锻齿:通过油压机对挤压模具施加压力,在挤压模具的作用下将坯料加工出需要的螺旋齿。
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→皮膜→精锻齿
此生产方式的生产效率得到极大的提高,每班可生产毛坯8000件左右,设备、工装投资较低(仅需压机一台18WRMB、模具一套2WRMB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0.1Kg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毫米,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。
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。
精锻齿:采用2000KN的油压机进行挤压,挤压力P=80T,齿跨棒距误差0.1以内,齿面粗糙度1.6,挤压后硬度HB150-180,挤压速度≥10件/min。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螺旋齿毛坯的主要技术特征:
1、晶粒度好于6级
2、力学性能:σb≥1300MPa σs≥900MPa
3、机械耐久性:≥100万次
综上所述:经冷锻所生产的螺旋齿质量、性能可靠,生产效率大幅提高,成本明显下降,可以满足客户的需求。
Claims (2)
1.一种外螺旋齿冷锻工艺,其特征在于:所述冷锻工艺包括以下步骤:
a)下料:采用采用数控锯床下料,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)精锻齿:通过油压机对挤压模具施加压力,在挤压模具的作用下将坯料加工出需要的螺旋齿。
2.根据权利要求1所述的外螺旋齿冷锻工艺,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。
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