CN106111876A - 一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法：1）送料；2）镦粗，并使原料在锻模膛内定位；3）粗锻成形，原料在锻模膛内受压变形，形成连接部和突出于连接部的齿轮部；4）精锻成形，使连接部和齿轮部的外圆进一步扩大至目标尺寸，并形成齿部；5）扩孔，利用冷碾环机扩大倒挡齿轮的内孔，以形成连接孔；6）正火；7）精滚齿，以5~6级精度精滚齿部；8）渗碳；9）淬火，先对倒挡齿轮整体进行加热淬火，再对齿部进行第二次加热淬火；10）回火。利用渗碳技术使倒挡齿轮的表面硬度提高，增强其耐磨性，同时倒挡齿轮的内部仍保持高强度和韧性；其步骤减少，节约制造成本；大大提高齿部强韧度和疲劳强度，增长其使用寿命。

Description

一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法
技术领域
本发明涉及机动车齿轮的技术领域，特别涉及一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法。
背景技术
目前，汽车进入千家万户，人们对汽车的质量要求和安全性要求越来越高，汽车行业之间的竞争也越来越激烈，因此对于汽车上的各个组件、配件的质量要求也越来越高。用于汽车的倒挡齿轮，一般由锻造加工而成，锻造件由于反复压制，有细化金属晶粒的作用，并且其纤维连续，机械性能和物理性能优于铸造件。
由于倒挡齿轮的特殊使用环境，一方面需要提高其硬度，增强其耐磨性，另一方面需要增强其韧性和疲劳强度，防止使用过程中齿轮断裂，但是由于金属材料的局限性，如何同时满足倒挡齿轮的这两个要求，并以最简化的步骤，加工出满足精度要求的倒挡齿轮，成为目前急需解决的课题。
发明内容
发明的目的：本发明公开一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，其步骤简化，节约了制造成本，提高了倒挡齿轮的机械性能和承载能力，利用渗碳技术使倒挡齿轮的表面硬度提高，增强其耐磨性，同时倒挡齿轮的内部仍保持低碳钢的高强度和韧性；提高了齿部疲劳强度，增长其使用寿命。
技术方案：为了实现以上目的，本发明公开了一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法：1）送料；2）镦粗，并使原料在锻模膛内定位；3）粗锻成形，原料在锻模膛内受压变形，形成连接部和突出于连接部的齿轮部；4）精锻成形，使连接部和齿轮部的外圆进一步扩大至目标尺寸，并形成齿部；5）扩孔，利用冷碾环机扩大倒挡齿轮的内孔，以形成与外部齿轮轴形状相适应的连接孔；6）正火；7）精滚齿，以5~6级精度精滚齿部；8）渗碳，利用渗碳技术对倒挡齿轮整体进行表面硬化处理；9）淬火，先对倒挡齿轮整体进行加热淬火，再对齿部进行第二次加热淬火；10）回火，对倒挡齿轮整体进行低温回火。这种设计利用渗碳技术使倒挡齿轮的表面硬度提高，增强其耐磨性，同时倒挡齿轮的内部仍保持低碳钢的高强度和韧性；基本尺寸由锻造和冷碾环机扩孔直接达成，无需其他的车削加工、磨削加工等，其步骤减少，节约制造成本，最后只需精滚齿部即可；经过锻造，提高了倒挡齿轮的机械性能和承载能力，不易损坏、使用寿命长；齿部进行两次循环淬火，大大提高其强韧度，提高了齿部疲劳强度，增长其使用寿命。
进一步的，上述一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，所述原料为渗碳钢，其成分的质量百分比为：C：0.15%，Cr：2.7%，Mn：1.2%，Ni：4.25%，Mo：1.25%，V：0.025%，W：1.2%，Ti：0.035%，B：0.003%，S≤0.02%，P≤0.02%，余量为Fe。这种设计的渗碳钢具有良好的淬透性和渗碳能力，其表面具有高硬度和高耐磨性，内部具有足够的韧性和强度；合金元素Cr、Mn、Ni的合理添加，可以提高渗碳钢的淬透性，从而提高内部的强度和韧性；添加的Mo、V、W等元素通过形成稳定的碳化物来细化奥氏体晶体，并提高表面的耐磨性。
进一步的，上述一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，所述粗锻和精锻均为冷锻。冷锻形成的倒挡齿轮强度高，精度和表面质量好，无需后续的精加工，简化了加工步骤。
进一步的，上述一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，所述正火为等温正火。等温正火能够获得均匀一致的细化的组织，改善材料的性能，提高了切削加工性能，使淬火变形规律更稳定。
进一步的，上述一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，所述连接孔包括设置在连接部侧的直孔和设置在齿轮部侧的锥孔，直孔与锥孔均由冷碾环机扩孔而成。这种设计利用带锥度的碾压辊扩锥孔，在同一工站完成连接孔的加工，简化步骤并节约加工时间。
进一步的，上述一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，所述锥孔的外倾角度为2°。
进一步的，上述一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，所述渗碳的温度为920~930℃。
进一步的，上述一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，所述回火后还包括以下步骤：1）将倒挡齿轮冷却至室温；2）表面清理。
进一步的，上述一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，所述精锻成形的齿部的精度等级为7~8级。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，其步骤简化，节约了制造成本，这种配比的渗碳钢具有良好的淬透性和渗碳能力，其表面具有高硬度和高耐磨性，内部具有足够的韧性和强度，并具有较好的淬透性；锻造成形提高了倒挡齿轮的机械性能和承载能力，冷锻成形的齿部精度可达到7级，冷锻和冷碾环机扩孔形成的其他基本尺寸的精度也可达到加工要求，无需其他的车削加工、磨削加工等，正火后只需精滚齿部即可；利用渗碳技术使倒挡齿轮的表面硬度提高，增强其耐磨性，同时倒挡齿轮的内部仍保持低碳钢的高强度和韧性；齿部进行两次循环淬火，大大提高其强韧度，提高了齿部疲劳强度，增长其使用寿命。
附图说明
图1为本发明所述的倒挡齿轮的结构图；
图中：1-连接部，2-齿轮部，3-齿部，4-连接孔，41-直孔，42-锥孔。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明具体实施方式进行详细的描述。
实施例1
本发明的一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，如图1所示，其具体加工步骤如下：
1）送料；
2）镦粗，并使原料在锻模膛内定位；
3）粗锻成形，原料在锻模膛内受压变形，形成连接部1和突出于连接部1的齿轮部2；
4）精锻成形，使连接部1和齿轮部2的外圆进一步扩大至目标尺寸，并形成齿部3，齿部3的精度等级为7~8级；
5）扩孔，利用冷碾环机扩大倒挡齿轮的内孔，以形成与外部齿轮轴形状相适应的连接孔4；
6）正火；
7）精滚齿，以5~6级精度精滚齿部3；
8）渗碳，利用渗碳技术对倒挡齿轮整体进行表面硬化处理，其中渗碳的温度为920~930℃；
9）淬火，先对倒挡齿轮整体进行加热淬火，再对齿部3进行第二次加热淬火；
10）回火，对倒挡齿轮整体进行低温回火；
11）将倒挡齿轮冷却至室温；
12）表面清理。
所述原料为渗碳钢，其成分的质量百分比为：C：0.15%，Cr：2.7%，Mn：1.2%，Ni：4.25%，Mo：1.25%，V：0.025%，W：1.2%，Ti：0.035%，B：0.003%，S≤0.02%，P≤0.02%，余量为Fe。
所述正火为等温正火。
所述连接孔4包括设置在连接部1侧的直孔41和设置在齿轮部2侧的锥孔42，直孔41与锥孔42均由冷碾环机扩孔而成；所述锥孔42的外倾角度为2°。
实施例2
本发明的一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，如图1所示，其具体加工步骤如下：
1）送料，原料为渗碳钢，其成分的质量百分比为：C：0.15%，Cr：2.7%，Co：11.5%， Ni：6.25%，Mo：1.25%，V：0.025%，W：1.2%，Ti：0.035%，余量为Fe；
2）镦粗，并使原料在锻模膛内定位；
3）冷锻加工-粗锻成形，原料在锻模膛内受压变形，形成连接部（1）和突出于连接部1的齿轮部2；
4）冷锻加工-精锻成形，使连接部1和齿轮部2的外圆进一步扩大至目标尺寸，并形成齿部3，齿部3的精度等级为7级；
5）扩孔，利用冷碾环机扩大倒挡齿轮的内孔，以形成与外部齿轮轴形状相适应的连接孔4；
6）等温正火；
7）渗碳，利用渗碳技术对倒挡齿轮整体进行表面硬化处理，其中渗碳的温度为925℃；
8）淬火，先对倒挡齿轮整体进行加热淬火，再对齿部3进行第二次加热淬火；
9）回火，对倒挡齿轮整体进行低温回火；
10）将倒挡齿轮冷却至室温；
11）表面清理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，其特征在于：
1）送料；
2）镦粗，并使原料在锻模膛内定位；
3）粗锻成形，原料在锻模膛内受压变形，形成连接部（1）和突出于连接部（1）的齿轮部（2）；
4）精锻成形，使连接部（1）和齿轮部（2）的外圆进一步扩大至目标尺寸，并形成齿部（3）；
5）扩孔，利用冷碾环机扩大倒挡齿轮的内孔，以形成与外部齿轮轴形状相适应的连接孔（4）；
6）正火；
7）精滚齿，以5~6级精度精滚齿部（3）；
8）渗碳，利用渗碳技术对倒挡齿轮整体进行表面硬化处理；
9）淬火，先对倒挡齿轮整体进行加热淬火，再对齿部（3）进行第二次加热淬火；
10）回火，对倒挡齿轮整体进行低温回火。
2.根据权利要求1所述的一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，其特征在于：所述原料为渗碳钢，其成分的质量百分比为：C：0.15%，Cr：2.7%，Mn：1.2%，Ni：4.25%，Mo：1.25%，V：0.025%，W：1.2%，Ti：0.035%，B：0.003%，S≤0.02%，P≤0.02%，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，其特征在于：所述粗锻和精锻均为冷锻。
4.根据权利要求1所述的一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，其特征在于：所述正火为等温正火。
5.根据权利要求1所述的一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，其特征在于：所述连接孔（4）包括设置在连接部（1）侧的直孔（41）和设置在齿轮部（2）侧的锥孔（42），直孔（41）与锥孔（42）均由冷碾环机扩孔而成。
6.根据权利要求5所述的一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，其特征在于：所述锥孔（42）的外倾角度为2°。
7.根据权利要求1所述的一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，其特征在于：所述渗碳的温度为920~930℃。
8.根据权利要求1所述的一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，其特征在于：所述回火后还包括以下步骤：
1）将倒挡齿轮冷却至室温；
2）表面清理。
9.根据权利要求1所述的一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法，其特征在于：所述精锻成形的齿部（3）的精度等级为7~8级。
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