CN104002105A - 无磁行星轴及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无磁行星轴及其加工工艺。所述无磁行星轴由奥氏体型不锈钢0Cr18Ni9材料制成。所述无磁行星轴的加工工艺流程为：下料→固溶处理→表面草酸盐处理→挤花键并墩粗→机加工→滚轧斜花键→校直→磨加工→氮碳共渗→去油清洗。本发明制成的行星轴组织稳定均匀，在长时间使用时也不易被磁化，滑移灵活，并能满足弯曲强度要求。

Description

无磁行星轴及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种行星轴及其加工工艺，具体地说是一种无磁行星轴及其加工工艺。
背景技术
经过数十年的发展，我国汽车行业有了较大的发展。出现了一种新结构起动机，起动机不设有拨叉及滑环，单向器离合器靠行星轴旋转惯性前行，由强制啮合变为柔性啮合，但原有的行星轴材料采用的是45钢或低碳合金钢（20CrMnTi），使用过程中发现容易被磁化产生滑移阻力，单向离合器啮合成功率低，导致起动机寿命低。
行星轴的传统的加工工艺流程为：锻坯（45钢）→正火或调质→机加工（花键部采用滚轧工艺→热处理高频淬火→清洗→磨加工或锻坯（20CrMnTi）→机加工（花键部采用滚轧工艺）→热处理渗碳淬火→回火→抛丸→清洗→磨加工。这种工艺所生产的行星轴经长时间使用后都容易被磁化而产生滑移阻力，进而导致单向离合器啮合成功率低，影响起动机的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的行星轴在使用过程中容易被磁化而产生滑移阻力，进而导致单向离合器啮合成功率低，影响起动机使用寿命的不足，提供一种无磁行星轴及其加工工艺。
按照本发明提供的技术方案：无磁行星轴，其特征在于：所述无磁行星轴由奥氏体型不锈钢0Cr18Ni9材料制成。
无磁行星轴的加工工艺，其特征在于：所述加工工艺流程为：下料→固溶处理→表面草酸盐处理→挤花键并墩粗→机加工→滚轧斜花键→校直→磨加工→氮碳共渗→去油清洗。
作为所述加工工艺的进一步改进，所述加工工艺具体包括如下步骤：
（1）、下料：坯件为光滑圆柱形体，材料为奥氏体型不锈钢0Cr18Ni9； 
（2）、固溶处理：将坯件加热到1000~1200℃，保温15~20分钟，再快速冷却到450℃以下，获得均匀稳定、不易被磁化的金相组织；
（3）、表面草酸盐处理：将经过固溶处理后的坯件浸放入草酸盐溶液中，加热至60~70℃，处理20~30分钟； 
（4）、挤直花键并墩粗：将经过表面草酸盐处理的坯件置于冷挤模具中进行挤压，在坯件右端成形出直花键，然后把整个坯料的外圆墩粗0.5~0.8毫米；
（5）、机加工：按工艺要求对墩粗处理后的坯件进行车加工；
（6）、滚轧斜花键：将经过机加工处理的坯件装在滚轧机上，采用径向进给的双滚轧轮进行滚轧，在坯件中部成形出斜花键。
（7）、校直：对坯件进行校直，保证坯件前后直线度在0.08毫米之内；
（8）、磨加工：对坯件左右两端外圆进行磨削加工，使坯件符合尺寸要求并达到粗糙度≤0.8μm。
（9）、氮碳共渗处理：将经过磨加工处理的坯件整齐竖放在料架上，坯件间隔在5~8毫米，进氮碳共渗炉进行处理，坯件出炉后油冷，处理后的坯件表面形成厚度为0.1~0.3毫米氮碳共渗层，坯件表面硬度达到HV0.1800以上；
（10）去油清洗：将经过氮碳共渗处理的坯件去除油污，清洁表面，获得无磁行星轴成品工件。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中，草酸盐溶液的组份为：草酸35~40克/升、三硫酸二铁8~10克/升，硫酸氢钠3.2~4.5克/升。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（9）中，氮碳共渗处理的工艺参数为：加热温度为550℃~650℃，甲醇流量为50~60滴/分，氨气流量为800~900升/小时，处理时间为3~4小时。
本发明与已有技术相比，具有如下优点：本发明采用无磁性奥氏体不锈钢材料（0Cr18Ni9）的光滑圆柱形体作为坯件，经固溶处理、墩粗处理及表面硬化处理等处理后制成行星轴，该行星轴组织稳定均匀，在长时间使用时也不易被磁化，滑移灵活，并能满足弯曲强度要求（在5公斤重锤距离工件400毫米落下，不得有裂纹或折断）。
附图说明
图1为本发明实施例无磁行星轴的外形图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例中的无磁行星轴形状如图1所示，其由奥氏体型不锈钢0Cr18Ni9材料制成。为达到工艺要求，该无磁行星轴采用的加工工艺流程为：下料→固溶处理→表面草酸盐处理→挤花键并墩粗→机加工→滚轧斜花键→校直→磨加工→氮碳共渗→去油清洗。
具体地说，该无磁行星轴的加工工艺包括如下步骤：
（1）、下料：坯件为光滑圆柱形体，材料为奥氏体型不锈钢0Cr18Ni9，其无磁性并具有较高的塑性及韧性；
（2）、固溶处理：将坯件加热到1000~1200℃，保温15~20分钟，再快速冷却到450℃以下，获得均匀稳定、不易被磁化的金相组织；
（3）、表面草酸盐处理：将经过固溶处理后的坯件浸放入草酸盐溶液中，加热至60~70℃，处理20~30分钟，所述草酸盐溶液的组份为：草酸35~40克/升、三硫酸二铁8~10克/升，硫酸氢钠3.2~4.5克/升；该步骤主要起到表面润滑作用；
（4）、挤直花键并墩粗：将经过表面草酸盐处理的坯件置于冷挤模具中进行挤压，在坯件右端成形出直花键，然后把整个坯料的外圆墩粗0.5~0.8毫米；
（5）、机加工：按工艺要求对墩粗处理后的坯件进行车加工；
（6）、滚轧斜花键：将经过机加工处理的坯件装在滚轧机上，采用径向进给的双滚轧轮进行滚轧，在坯件中部成形出斜花键。
（7）、校直：对坯件进行校直，保证坯件前后直线度在0.08毫米之内；
（8）、磨加工：对坯件左右两端外圆进行磨削加工，使坯件符合尺寸要求并达到粗糙度≤0.8μm。
（9）、氮碳共渗处理：将经过磨加工处理的坯件整齐竖放在料架上，坯件间隔在5~8毫米，进氮碳共渗炉进行处理，氮碳共渗处理的工艺参数为：加热温度为550℃~650℃，甲醇流量为50~60滴/分，氨气流量为800~900升/小时，处理时间为3~4小时；坯件出炉后油冷，处理后的坯件表面形成厚度为0.1~0.3毫米的氮碳共渗层，坯件表面硬度达到HV0.1800以上；该步骤大大提高了坯件表面的耐磨性和抗咬合性，且变形极微；
（10）去油清洗：将经过氮碳共渗处理的坯件去除油污，清洁表面，获得无磁行星轴成品工件。

Claims (5)

1.无磁行星轴，其特征在于：所述无磁行星轴由奥氏体型不锈钢0Cr18Ni9材料制成。
2.无磁行星轴的加工工艺，其特征在于：所述加工工艺流程为：下料→固溶处理→表面草酸盐处理→挤花键并墩粗→机加工→滚轧斜花键→校直→磨加工→氮碳共渗→去油清洗。
3.如权利要求2所述的无磁行星轴的加工工艺，其特征在于：所述加工工艺具体包括如下步骤：
（1）、下料：坯件为光滑圆柱形体，材料为奥氏体型不锈钢0Cr18Ni9； 
（2）、固溶处理：将坯件加热到1000~1200℃，保温15~20分钟，再快速冷却到450℃以下，获得均匀稳定、不易被磁化的金相组织；
（3）、表面草酸盐处理：将经过固溶处理后的坯件浸放入草酸盐溶液中，加热至60~70℃，处理20~30分钟； 
（4）、挤直花键并墩粗：将经过表面草酸盐处理的坯件置于冷挤模具中进行挤压，在坯件右端成形出直花键，然后把整个坯料的外圆墩粗0.5~0.8毫米；
（5）、机加工：按工艺要求对墩粗处理后的坯件进行车加工；
（6）、滚轧斜花键：将经过机加工处理的坯件装在滚轧机上，采用径向进给的双滚轧轮进行滚轧，在坯件中部成形出斜花键；
（7）、校直：对坯件进行校直，保证坯件前后直线度在0.08毫米之内；
（8）、磨加工：对坯件左右两端外圆进行磨削加工，使坯件符合尺寸要求并达到粗糙度≤0.8μm；
（9）、氮碳共渗处理：将经过磨加工处理的坯件整齐竖放在料架上，坯件间隔在5~8毫米，进氮碳共渗炉进行处理，坯件出炉后油冷，处理后的坯件表面形成厚度为0.1~0.3毫米的氮碳共渗层，坯件表面硬度达到HV0.1800以上；
（10）去油清洗：将经过氮碳共渗处理的坯件去除油污，清洁表面，获得无磁行星轴成品工件。
4.如权利要求3所述的无磁行星轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤（3）中，草酸盐溶液的组份为：草酸35~40克/升、三硫酸二铁8~10克/升，硫酸氢钠3.2~4.5克/升。
5.如权利要求3所述的无磁行星轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤（9）中，氮碳共渗处理的工艺参数为：加热温度为550℃~650℃，甲醇流量为50~60滴/分，氨气流量为800~900升/小时，处理时间为3~4小时。
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