CN106392508A - 一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺 - Google Patents

一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN106392508A
CN106392508A CN201610389070.XA CN201610389070A CN106392508A CN 106392508 A CN106392508 A CN 106392508A CN 201610389070 A CN201610389070 A CN 201610389070A CN 106392508 A CN106392508 A CN 106392508A
Authority
CN
China
Prior art keywords
forging
driven gear
powder
blank
automobile main
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610389070.XA
Other languages
English (en)
Inventor
甘元
张添鑫
陆以春
陈波
易立
王正国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGSU BAOJIE FORGING CO Ltd
Original Assignee
JIANGSU BAOJIE FORGING CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGSU BAOJIE FORGING CO Ltd filed Critical JIANGSU BAOJIE FORGING CO Ltd
Priority to CN201610389070.XA priority Critical patent/CN106392508A/zh
Publication of CN106392508A publication Critical patent/CN106392508A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/14—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass gear parts, e.g. gear wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/08—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of toothed articles, e.g. gear wheels; of cam discs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/32—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for gear wheels, worm wheels, or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/20—Carburising
    • C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces

Abstract

本发明提供一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，包括如下步骤：1)混料；2)压制；3)烧结；4)制坯；5)正火；6)车削加工；7)渗碳、淬火；8)回火；9)磨削加工；10)磷皂化处理、清理、抛光、涂防锈油。所述锻压工艺采用粉末锻压工艺，配合符合从动齿轮结构的模具，可有效减少粉末浪费，提升利用效率，粉末采用合金钢粉末混合形成，多种元素的组合，可有效提升主减速齿轮的性能，所得主减速齿轮硬度高，耐磨性好，耐腐性高，锻压成本低，锻压工艺对环境友好。

Description

一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺
技术领域
本发明涉及一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺。
背景技术
主减速器(final reduction drive)在驱动桥内能够将转矩和转速改变的机构。基本功用是将来自变速器或者万向传动装置的转矩增大，同时降低转速并改变转矩的传递方向。主减速器由一对或几对减速齿轮副构成。动力由主动齿轮输入经从动齿轮输出。
主减速器是在传动系中起降低转速，增大转矩作用的主要部件，当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。它是依靠齿数少的齿轮带齿数多的齿轮来实现减速的，采用圆锥齿轮传动则可以改变转矩旋转方向。将主减速器布置在动力向驱动轮分流之前的位置，有利于减小其前面的传动部件(如离合器、变速器、传动轴等)所传递的转矩，从而减小这些部件的尺寸和质量。
汽车主减速器最主要的作用，就是减速增扭。我们知道发动机的输出功率是一定的，根据功率的计算公式W＝M*v(功率＝扭矩*速度)，当通过主减速器将传动速度降下来以后，能获得比较高的输出扭矩，从而得到较大的驱动力。此外，汽车主减速器还有改变动力输出方向、实现左右车轮差速或中后桥的差速功能。
从动齿轮作为主减速器中齿轮组的重要一员，其性能和质量的优劣对汽车主减速器的运转有着很大影响。目前，主减速器用从动齿轮大多采用普通锻造冲压工艺，锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
其中，锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。金属在变形前的横断面积与变形后的横断面积之比称为锻造比。正确地选择锻造比、合理的加热温度及保温时间、合理的始锻温度和终锻温度、合理的变形量及变形速度对提高产品质量、降低成本有很大关系。
而粉末锻造，powder forging，通常是指将粉末烧结的预成形坯经加热后，在闭式模中锻造成零件的成形工艺方法。它是将传统粉末冶金和精密锻造结合起来的一种新工艺，并兼两者的优点。可以制取密度接近材料理论密度的粉末锻件，克服了普通粉末冶金零件密度低的缺点。使粉末锻件的某些物理和力学性能达到甚至超过普通锻件的水平，同时，又保持了普通粉末冶金少屑、无屑工艺的优点。通过合理设计预成形坯和实行少、无飞边锻造，具有成形精确，材料利用率高，锻造能量消耗少等特点。
目前，国内并未发现关于汽车主减速器用从动齿轮的粉末锻造工艺，而对于粉末锻造工艺，国内主要存在如下专利文献：
专利公开号：CN105312585A，公开了一种叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法，其包括配料及混料、压制、烧结、锻造、热处理、表面喷丸强化处理等步骤。与现有技术相比较，采用本发明粉末锻造方法制得的叉车变速箱齿轮具有较好的综合性能，不仅具有较高的强度和硬度，还具有优良的韧性、耐磨性、耐疲劳性和抗冲击性，适合用于叉车变速箱齿轮这样的受到较大的冲击力和磨损的环境中长期工作的要求。然而，该专利主要用于变速箱齿轮的粉末锻造，其仅仅在粉末锻造阶段工序处理的较为详细，而对于锻造完成后的后处理，也仅仅有热处理及抛丸，缺少对于齿轮表面的磨削及其他处理，齿轮表面性能及强度不理想。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，采用粉末锻压工艺，配合符合从动齿轮结构的模具，可有效减少粉末浪费，提升利用效率，粉末采用合金钢粉末混合形成，多种元素的组合，可有效提升主减速齿轮的性能，所得主减速齿轮硬度高，耐磨性好，耐腐性高，锻压成本低，锻压工艺对环境友好。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，包括如下步骤：
1)混料
将NS322镍钼合金钢粉末、20CrMnTi合金钢粉末及高韧性耐磨合金钢粉末以5～8:6～9:2～3的质量比在混合机内混合20～30min；
2)压制
将步骤1)所得混料送入压制机压制成粗坯，压制力为2～3t/cm2；
3)烧结
将步骤2)所得粗坯送入烧结炉内，在保护气体氛围下进行烧结，烧结温度800～900℃，烧结时间1～2小时；
4)制坯
将步骤3)烧结后的粗坯放入热模锻压力机中进行锻造，锻造压力始锻温度1100～1200℃，终锻温度950～1050℃，得所述从动齿轮坯件，坯件高度与坯件直径之间比值为1.5～2.5；
5)正火
将所述坯件置于正火炉中，以1.5～2℃/min的速率升温至680～700℃，再以1.0～1.5℃/min的速率升温至960～1050℃，保温2～2.5小时出炉，空冷至室温，冷却速度10～15℃/min；
6)车削加工
采用数控车床对正火处理后的毛坯进行车削加工，进行切边、冲孔，同步完成坯件孔径、端面及外圆的加工，孔径、端面及外圆分别预留1～2mm的加工余量，整体表面粗造度为Ra5～6μm；
7)渗碳、淬火
将车削加工后的坯件置于加热炉内，在渗碳剂中以15～20℃/min的速率升温至900～950℃进行渗碳，渗碳时间2～4小时，将渗碳后的齿轮冷却至810～850℃，均温1～1.5小时，然后在80～100℃淬火油中淬火；
8)回火
将淬火后的坯件送入回火炉中进行回火处理，回火温度500～550℃，保温2～4h后，以10℃/min的速度冷却至室温；
9)磨削加工
对回火处理后的坯件的孔径、端面及外圆进行磨削加工，磨削去除外圆加工余量至表面粗造度为Ra0.6～0.8μm，磨削去除孔径加工余量至表面粗糙度为Ra0.6～0.8μm，磨削去除端面加工余量至表面粗糙度为Ra0.6～0.8μm；
10)磷皂化处理、清理、抛光、涂防锈油
将磨削加工处理后的坯件进行磷皂化处理，清理去除表面氧化皮，送入齿轮抛光机抛光，涂覆防锈油，干燥，得所述汽车发动机用从动齿轮。
进一步，步骤1)所述高韧性耐磨合金钢其化学成分质量百分比为：C：0.25～0.3％，Si：0.3～0.45％，Mn：0.80～1.15％，Cr：1.20～2.5％，P：0.015～0.018％，Al：0.05～0.07％，Ni：0.8～1.25％，Mo：0.3～0.35％，B：0.01～0.08％，W：0.08～0.15％，Nb：0.08～0.15％，余量为Fe和不可避免的杂质。
另，所述高韧性耐磨合金钢的生产方法包括如下步骤：
1)冶炼、铸造
按下述化学成分采用电炉进行冶炼、铸造：C：0.25～0.3％，Si：0.3～0.45％，Mn：0.80～1.15％，Cr：1.20～2.5％，P：0.015～0.018％，Al：0.05～0.07％，Ni：0.8～1.25％，Mo：0.3～0.35％，B：0.01～0.08％，W：0.08～0.15％，Nb：0.08～0.15％，余量为Fe和不可避免的杂质；按上述成分进行冶炼并浇铸成铸坯；
2)铸坯加热
将所得铸坯送至加热炉加热，铸坯在炉时间1.2～1.5min/mm，铸坯出炉温度1230～1265℃；
3)制、冷却
将所得铸坯保温后轧制，终轧温度1000～1050℃，轧后待温至830～860℃，然后水冷至室温、酸洗，得所述高韧性耐磨合金钢。
另有，步骤4)所述热模锻压力机中锻压力为800～1000MPa。
再，步骤4)所述热模锻压力机中锻造比为2～3。
再有，步骤4)所用热模锻压力机为1600T热模锻压力机或4000T热模锻压力机。
且，步骤4)中所述锻造采用闭式热模锻。
另，步骤7)所用渗碳剂为煤油。
再，步骤7)所述渗碳步骤中，渗碳分为起始阶段、强渗阶段和扩散阶段，起始阶段的碳势CP为0.8～0.9C％，强渗阶段的碳势CP为0.9～1.02C％；扩散阶段的碳势0.75～0.5C％，起始阶段的时间为0.5～0.8小时，强渗阶段的时间1.2～2.5小时，扩散阶段的时间为0.3～0.7小时。
另有，所述磷皂化处理时间为1～2小时。
本发明的有益效果在于：
所述锻造工艺结合汽车主减速器用从动齿轮结构专门设计，不需要剃齿等工序，工艺步骤设计合理，针对性强，采用粉末锻压工艺，采用闭合模锻，锻件没有飞边，无材料损耗，最终机械加工余量小，从粉末原材料到成品齿轮，总材料利用率高达95％以上，所得档位齿轮采用几种高性能合金钢粉末混合锻压而成，尤其添加特制的高韧性耐磨合金钢粉末，可明显提升从动齿轮性能，所得从动齿轮齿表面硬度为55～60HRC；有效硬化层深HV550；芯部硬度35～40HRC，适应汽车差速器运转的特性，抗拉强度高达900～950MPa，屈服强度高达800～850MPa，在解除疲劳循环基础N＝5×107时，惰齿轮弯曲疲劳极限σflim高达480～500MPa，通过磷皂化处理、清理、抛光、涂防锈油处理，惰齿轮表面光泽度高，美观实用。
附图说明
图1为本发明所提供的一种汽车双离合变速箱用档位齿轮粉末锻压工艺所得档位齿轮的结构示意图。
图2为图1的侧视图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据厂家的条件作进一步调整，未说明的实施条件通常为常规实验条件。
参见图1和图2，本发明所提供的一种汽车双离合变速箱用档位齿轮粉末锻压工艺所得档位齿轮的结构包括一圆环100，圆环100上表面向内凹陷形成一环形凹面101，该环形凹面101与圆环100形成阶梯状结构。
本发明提供一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，包括如下步骤：
1)混料
将NS322镍钼合金钢粉末、20CrMnTi合金钢粉末及高韧性耐磨合金钢粉末以5～8:6～9:2～3的质量比在混合机内混合20～30min；
2)压制
将步骤1)所得混料送入压制机压制成粗坯，压制力为2～3t/cm2；
3)烧结
将步骤2)所得粗坯送入烧结炉内，在保护气体氛围下进行烧结，烧结温度800～900℃，烧结时间1～2小时；
4)制坯
将步骤3)烧结后的粗坯放入热模锻压力机中进行锻造，锻造压力始锻温度1100～1200℃，终锻温度950～1050℃，得所述从动齿轮坯件，坯件高度与坯件直径之间比值为1.5～2.5；
5)正火
将所述坯件置于正火炉中，以1.5～2℃/min的速率升温至680～700℃，再以1.0～1.5℃/min的速率升温至960～1050℃，保温2～2.5小时出炉，空冷至室温，冷却速度10～15℃/min；
6)车削加工
采用数控车床对正火处理后的毛坯进行车削加工，进行切边、冲孔，同步完成坯件孔径、端面及外圆的加工，孔径、端面及外圆分别预留1～2mm的加工余量，整体表面粗造度为Ra5～6μm；
7)渗碳、淬火
将车削加工后的坯件置于加热炉内，在渗碳剂中以15～20℃/min的速率升温至900～950℃进行渗碳，渗碳时间2～4小时，将渗碳后的齿轮冷却至810～850℃，均温1～1.5小时，然后在80～100℃淬火油中淬火；
8)回火
将淬火后的坯件送入回火炉中进行回火处理，回火温度500～550℃，保温2～4h后，以10℃/min的速度冷却至室温；
9)磨削加工
对回火处理后的坯件的孔径、端面及外圆进行磨削加工，磨削去除外圆加工余量至表面粗造度为Ra0.6～0.8μm，磨削去除孔径加工余量至表面粗糙度为Ra0.6～0.8μm，磨削去除端面加工余量至表面粗糙度为Ra0.6～0.8μm；
10)磷皂化处理、清理、抛光、涂防锈油
将磨削加工处理后的坯件进行磷皂化处理，清理去除表面氧化皮，送入齿轮抛光机抛光，涂覆防锈油，干燥，得所述汽车发动机用从动齿轮。
进一步，步骤1)所述高韧性耐磨合金钢其化学成分质量百分比为：C：0.25～0.3％，Si：0.3～0.45％，Mn：0.80～1.15％，Cr：1.20～2.5％，P：0.015～0.018％，Al：0.05～0.07％，Ni：0.8～1.25％，Mo：0.3～0.35％，B：0.01～0.08％，W：0.08～0.15％，Nb：0.08～0.15％，余量为Fe和不可避免的杂质。
另，所述高韧性耐磨合金钢的生产方法包括如下步骤：
1)冶炼、铸造
按下述化学成分采用电炉进行冶炼、铸造：C：0.25～0.3％，Si：0.3～0.45％，Mn：0.80～1.15％，Cr：1.20～2.5％，P：0.015～0.018％，Al：0.05～0.07％，Ni：0.8～1.25％，Mo：0.3～0.35％，B：0.01～0.08％，W：0.08～0.15％，Nb：0.08～0.15％，余量为Fe和不可避免的杂质；按上述成分进行冶炼并浇铸成铸坯；
2)铸坯加热
将所得铸坯送至加热炉加热，铸坯在炉时间1.2～1.5min/mm，铸坯出炉温度1230～1265℃；
3)制、冷却
将所得铸坯保温后轧制，终轧温度1000～1050℃，轧后待温至830～860℃，然后水冷至室温、酸洗，得所述高韧性耐磨合金钢。
另有，步骤4)所述热模锻压力机中锻压力为800～1000MPa。
再，步骤4)所述热模锻压力机中锻造比为2～3。
再有，步骤4)所用热模锻压力机为1600T热模锻压力机或4000T热模锻压力机。
且，步骤4)中所述锻造采用闭式热模锻。
另，步骤7)所用渗碳剂为煤油。
再，步骤7)所述渗碳步骤中，渗碳分为起始阶段、强渗阶段和扩散阶段，起始阶段的碳势CP为0.8～0.9C％，强渗阶段的碳势CP为0.9～1.02C％；扩散阶段的碳势0.75～0.5C％，起始阶段的时间为0.5～0.8小时，强渗阶段的时间1.2～2.5小时，扩散阶段的时间为0.3～0.7小时。
另有，所述磷皂化处理时间为1～2小时。
其中，表1为本发明各个实施例所提供的一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺中所用高韧性耐磨合金钢的成分列表。表2为本发明各个实施例所提供的一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺所得从动齿轮的机械性能列表。
表1(单位：wt％)
表2
本发明所提供的一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，所述锻造工艺结合汽车主减速器用从动齿轮结构专门设计，不需要剃齿等工序，工艺步骤设计合理，针对性强，采用粉末锻压工艺，采用闭合模锻，锻件没有飞边，无材料损耗，最终机械加工余量小，从粉末原材料到成品齿轮，总材料利用率高达95％以上，所得档位齿轮采用几种高性能合金钢粉末混合锻压而成，尤其添加特制的高韧性耐磨合金钢粉末，可明显提升从动齿轮性能，所得从动齿轮齿表面硬度为55～60HRC；有效硬化层深HV550；芯部硬度35～40HRC，适应汽车差速器运转的特性，抗拉强度高达900～950MPa，屈服强度高达800～850MPa，在解除疲劳循环基础N＝5×107时，惰齿轮弯曲疲劳极限σflim高达480～500MPa，通过磷皂化处理、清理、抛光、涂防锈油处理，惰齿轮表面光泽度高，美观实用。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)混料
将NS322镍钼合金钢粉末、20CrMnTi合金钢粉末及高韧性耐磨合金钢粉末以5~8:6~9:2~3的质量比在混合机内混合20~30min；
2)压制
将步骤1)所得混料送入压制机压制成粗坯，压制力为2~3t/cm2；
3)烧结
将步骤2)所得粗坯送入烧结炉内，在保护气体氛围下进行烧结，烧结温度800~900℃，烧结时间1~2小时；
4)制坯
将步骤3)烧结后的粗坯放入热模锻压力机中进行锻造，锻造压力始锻温度1100~1200℃，终锻温度950~1050℃，得所述从动齿轮坯件，坯件高度与坯件直径之间比值为1.5~2.5；
5)正火
将所述坯件置于正火炉中，以1.5~2℃/min的速率升温至680~700℃，再以1.0~1.5℃/min的速率升温至960~1050℃，保温2~2.5小时出炉，空冷至室温，冷却速度10~15℃/min；
6)车削加工
采用数控车床对正火处理后的毛坯进行车削加工，进行切边、冲孔，同步完成坯件孔径、端面及外圆的加工，孔径、端面及外圆分别预留1~2mm的加工余量，整体表面粗造度为Ra5~6μm；
7)渗碳、淬火
将车削加工后的坯件置于加热炉内，在渗碳剂中以15~20℃/min的速率升温至900~950℃进行渗碳，渗碳时间2~4小时，将渗碳后的齿轮冷却至810~850℃，均温1~1.5小时，然后在80~100℃淬火油中淬火；
8)回火
将淬火后的坯件送入回火炉中进行回火处理，回火温度500~550℃，保温2~4h后，以10℃/min的速度冷却至室温；
9)磨削加工
对回火处理后的坯件的孔径、端面及外圆进行磨削加工，磨削去除外圆加工余量至表面粗造度为Ra0.6~0.8μm，磨削去除孔径加工余量至表面粗糙度为Ra0.6~0.8μm，磨削去除端面加工余量至表面粗糙度为Ra0.6~0.8μm；
10)磷皂化处理、清理、抛光、涂防锈油
将磨削加工处理后的坯件进行磷皂化处理，清理去除表面氧化皮，送入齿轮抛光机抛光，涂覆防锈油，干燥，得所述汽车发动机用从动齿轮。
2.根据权利要求1所述的一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，其特征在于，步骤1)所述高韧性耐磨合金钢其化学成分质量百分比为：C：0.25~0.3%，Si：0.3~0.45%，Mn：0.80~1.15%，Cr：1.20~2.5%，P：0.015~0.018%，Al：0.05~0.07%，Ni：0.8~1.25%，Mo：0.3~0.35%，B：0.01~0.08%，W：0.08~0.15%，Nb：0.08~0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，其特征在于，所述高韧性耐磨合金钢的生产方法包括如下步骤：
冶炼、铸造
按下述化学成分采用电炉进行冶炼、铸造：C：0.25~0.3%，Si：0.3~0.45%，Mn：0.80~1.15%，Cr：1.20~2.5%，P：0.015~0.018%，Al：0.05~0.07%，Ni：0.8~1.25%，Mo：0.3~0.35%，B：0.01~0.08%，W：0.08~0.15%，Nb：0.08~0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质；按上述成分进行冶炼并浇铸成铸坯；
铸坯加热
将所得铸坯送至加热炉加热，铸坯在炉时间1.2~1.5min/mm，铸坯出炉温度1230~1265℃；
制、冷却
将所得铸坯保温后轧制，终轧温度1000～1050℃，轧后待温至830～860℃，然后水冷至室温、酸洗，得所述高韧性耐磨合金钢。
4.根据权利要求1所述的一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，其特征在于，步骤4)所述热模锻压力机中锻压力为800~1000MPa。
5.根据权利要求1所述的一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，其特征在于，步骤4)所述热模锻压力机中锻造比为2~3。
6.根据权利要求1所述的一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，其特征在于，步骤4)所用热模锻压力机为1600T热模锻压力机或4000T热模锻压力机。
7.根据权利要求1所述的一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，其特征在于，步骤4)中所述锻造采用闭式热模锻。
8.根据权利要求1所述的一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，其特征在于，步骤7)所用渗碳剂为煤油。
9.根据权利要求1所述的一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，其特征在于，步骤7)所述渗碳步骤中，渗碳分为起始阶段、强渗阶段和扩散阶段，起始阶段的碳势CP为0.8~0.9C%，强渗阶段的碳势CP为0.9~1.02C%；扩散阶段的碳势0.75~0.5C%，起始阶段的时间为0.5~0.8小时，强渗阶段的时间1.2~2.5小时，扩散阶段的时间为0.3~0.7小时。
10.根据权利要求1所述的一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺，其特征在于，所述磷皂化处理时间为1~2小时。
CN201610389070.XA 2016-06-03 2016-06-03 一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺 Pending CN106392508A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610389070.XA CN106392508A (zh) 2016-06-03 2016-06-03 一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610389070.XA CN106392508A (zh) 2016-06-03 2016-06-03 一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106392508A true CN106392508A (zh) 2017-02-15

Family

ID=58005783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610389070.XA Pending CN106392508A (zh) 2016-06-03 2016-06-03 一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106392508A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108842116A (zh) * 2018-06-15 2018-11-20 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 一种高铁制动盘及其生产方法
CN109622971A (zh) * 2018-11-18 2019-04-16 柳州中通科技有限公司 一种轨道交通用低孔隙率高精度轴承的加工工艺
CN110722164A (zh) * 2019-11-29 2020-01-24 西北有色金属研究院 一种提高大规格粉末轧制金属多孔板材均匀性的制备方法
CN112853048A (zh) * 2019-11-27 2021-05-28 南京工程学院 一种适合冷挤压高温渗碳件预备热处理的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7718116B2 (en) * 2006-03-24 2010-05-18 Gkn Sinter Metals, Inc. Forged carburized powder metal part and method
CN104226897A (zh) * 2014-09-29 2014-12-24 广东东莞市天润电子材料有限公司 一种合金材料液态模锻脱模剂及其制备方法
CN104625665A (zh) * 2014-12-30 2015-05-20 宁波职业技术学院 一种齿轮合金材料及齿轮的生产工艺
CN105154633A (zh) * 2015-10-26 2015-12-16 江苏保捷锻压有限公司 一种汽车差速器用驱动齿轮的快速渗碳热处理工艺
CN105177448A (zh) * 2015-10-26 2015-12-23 江苏保捷锻压有限公司 汽车手动变速箱螺旋伞齿轮材料及其液态模锻成型工艺
CN105312585A (zh) * 2015-10-22 2016-02-10 安徽蓝博旺机械集团精密液压件有限责任公司 一种叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7718116B2 (en) * 2006-03-24 2010-05-18 Gkn Sinter Metals, Inc. Forged carburized powder metal part and method
CN104226897A (zh) * 2014-09-29 2014-12-24 广东东莞市天润电子材料有限公司 一种合金材料液态模锻脱模剂及其制备方法
CN104625665A (zh) * 2014-12-30 2015-05-20 宁波职业技术学院 一种齿轮合金材料及齿轮的生产工艺
CN105312585A (zh) * 2015-10-22 2016-02-10 安徽蓝博旺机械集团精密液压件有限责任公司 一种叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法
CN105154633A (zh) * 2015-10-26 2015-12-16 江苏保捷锻压有限公司 一种汽车差速器用驱动齿轮的快速渗碳热处理工艺
CN105177448A (zh) * 2015-10-26 2015-12-23 江苏保捷锻压有限公司 汽车手动变速箱螺旋伞齿轮材料及其液态模锻成型工艺

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108842116A (zh) * 2018-06-15 2018-11-20 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 一种高铁制动盘及其生产方法
CN109622971A (zh) * 2018-11-18 2019-04-16 柳州中通科技有限公司 一种轨道交通用低孔隙率高精度轴承的加工工艺
CN112853048A (zh) * 2019-11-27 2021-05-28 南京工程学院 一种适合冷挤压高温渗碳件预备热处理的方法
CN110722164A (zh) * 2019-11-29 2020-01-24 西北有色金属研究院 一种提高大规格粉末轧制金属多孔板材均匀性的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105945537A (zh) 一种汽车发动机用惰齿轮锻压工艺
CN100482842C (zh) 高韧高耐磨冷作模具钢
CN100370050C (zh) 一种高速线材轧机导入钢坯用导卫辊及其制备方法
CN101492788B (zh) 一种微合金非调质钢及其控锻——控冷的工艺方法
CN106392507A (zh) 一种汽车变速箱用倒档从齿锻压工艺
CN101492787B (zh) 中高碳微合金非调质钢及其控锻-控冷的工艺方法
CN105750529B (zh) 一种高钨高耐磨高速钢复合轧辊及其制备方法
CN106392508A (zh) 一种汽车主减速器用从动齿轮粉末锻压工艺
CN102230131B (zh) 一种38CrMoAl钢及其制备方法
CN106086618A (zh) 一种汽车差速器驱动齿轮液态模锻工艺
CN104762629A (zh) 一种变速箱齿轮加工工艺
CN105945536A (zh) 一种汽车变速箱中间轴用三档齿轮锻压工艺
CN103436796B (zh) 一种变频压缩机用无取向电工钢及其生产方法
CN111424219A (zh) 一种可直接冷锻加工的齿轴钢的制造方法
CN106086619A (zh) 一种汽车变速箱用主减速齿轮液态模锻工艺
CN101880836B (zh) 一种含硼模具钢及其热处理方法
CN102634738A (zh) 一种具有粗糙度保持能力的支承辊及其制造方法
CN101392354B (zh) 一种高合金冷作模具钢
CN106392506A (zh) 一种汽车变速器用倒档惰轮锻压工艺
CN102418044B (zh) 一种钢球用钢及制造该钢球的方法
CN101191181A (zh) 一种齿轮用合金钢及其制备方法
CN106399818A (zh) 一种汽车发动机用凸轮轴齿轮液态模锻工艺
CN105945289A (zh) 一种汽车手动变速箱用主减速齿轮的粉末锻压工艺
CN1854324A (zh) 高合金冷作模具钢的生产工艺
CN113737099A (zh) 可适应大变形量冷加工成型用工具钢及其制备方法和套筒及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170215

RJ01 Rejection of invention patent application after publication