CN115178702A - 一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具及冷挤压成型方法 - Google Patents

一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具及冷挤压成型方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115178702A
CN115178702A CN202210687462.XA CN202210687462A CN115178702A CN 115178702 A CN115178702 A CN 115178702A CN 202210687462 A CN202210687462 A CN 202210687462A CN 115178702 A CN115178702 A CN 115178702A
Authority
CN
China
Prior art keywords
die
cold extrusion
teeth
temperature
blank
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.)
Granted
Application number
CN202210687462.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN115178702B (zh
Inventor
张春宾
李少兵
赵俊平
王祖勇
戴勇
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.)
Dongfeng Trucks Co ltd
Original Assignee
Dongfeng Trucks 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 Dongfeng Trucks Co ltd filed Critical Dongfeng Trucks Co ltd
Priority to CN202210687462.XA priority Critical patent/CN115178702B/zh
Publication of CN115178702A publication Critical patent/CN115178702A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115178702B publication Critical patent/CN115178702B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
    • B21K1/30—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/02—Dies or mountings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J3/00—Lubricating during forging or pressing
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

本申请涉及一种一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具及冷挤压成型方法，该模具包括下模板、下模座、限位板、下凹模上凹模、凸模和上模板，下模座设于下模板上；下模座内侧设有用于形成小齿的下凹模和用于形成大齿的上凹模，下凹模外壁与下模座内壁之间、上凹模外壁与下模座内壁之间形成有灌注润滑油的间隙，下凹模设于下模板上，上凹模设于下凹模上；限位板呈环形，并设于下模座顶部；凸模位于下模板上方，上模板连接于凸模顶部。现有方案采用切削工艺，需要分别加工大小两个齿，耗时长。本申请采用模具冷挤压一次即可成型，因此，加工周期短、效率高，在成型过程中，几乎不会造成多余的材料浪费，因此具有材料利用率高、成本低的优点。

Description

一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具及冷挤压成型方法
技术领域
本申请涉及汽车齿轮加工技术领域，特别涉及一种一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具及冷挤压成型方法。
背景技术
目前国内双联齿轮结构包括整体式和装配式。装配式的大、小两个齿轮分开加工，然后装配。两个齿轮的加工方式分为两种，一种是分别用圆坯切削加工而成，另一种是锻造与切削结合使用。装配的方式主要有电子束焊接、过盈装配等。其制造方法效率低，材料利用率低，生产周期长，成本高。整体式的双联齿轮采用锻坯经粗车、精车为齿坯，其大齿轮采用滚齿，小齿轮采用插齿加工，同样也存在材料利用率低、加工周期长、成本高的缺点。
发明内容
本申请实施例提供一种一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具及冷挤压成型方法，以解决相关技术中材料利用率低、加工周期长、成本高的缺点。
第一方面，提供了一种一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具，其包括：
下模板；
下模座，所述下模座设于所述下模板上；所述下模座内侧设有用于形成小齿的下凹模和用于形成大齿的上凹模，所述下凹模外壁与下模座内壁之间、所述上凹模外壁与下模座内壁之间形成有灌注润滑油的间隙，所述下凹模设于所述下模板上，所述上凹模设于下凹模上；
限位板，其呈环形，并设于所述下模座顶部；
凸模，其位于下模板上方；
上模板，其连接于凸模顶部。
一些实施例中，大齿为直齿，且小齿为直齿；
或者，大齿为斜齿，小齿为斜齿；
或者，大齿为直齿，小齿为斜齿；
或者，大齿为斜齿，小齿为直齿。
一些实施例中，斜齿螺旋角小于等于20°。
一些实施例中，所述上凹模内壁自上而下依次为导向限流区和大齿形成区；
和/或，所述下模板、下模座、限位板、下凹模、上凹模和凸模表面沉积有自润滑DLC涂层。
一些实施例中，所述上凹模的入模角β为30°～50°，和/或所述上凹模的工作带长度L1为3～5mm。
一些实施例中，所述下凹模的入模角γ为40°～50°，和/或所述下凹模的工作带长度L2为3～5mm。
第二方面，提供了一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括：
在保护气氛下，对坯料进行退火处理，使坯料硬度降至130HB以下；
对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
将喷丸处理后的坯料放入如上所述的一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
将毛坯件经回火处理，并调整到预设硬度，得到一体式双联齿轮。
一些实施例中，所述退火处理包括如下步骤：
将坯料升温至第一温度，并保温第一时间，第一温度为760℃～800℃，第一时间为23h～25h；
将坯料降温至第二温度，并保温第二时间，第二温度为660℃～700℃，第二时间为17h～19h；
最后停炉冷却到第三温度后，进行空冷，第三温度为390℃～410℃。
一些实施例中，第一温度为780℃，第一时间为24h；
第二温度为680℃，第二时间为18h；
第三温度为400℃。
一些实施例中，完成喷丸处理之后，在将喷丸处理后的坯料放入模具之前，还包括如下步骤：
将坯料浸入高分子润滑剂中，处理一段时间后风干。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
现有方案都有切削工艺，相对于现有方案，本申请采用模具冷挤压一次即可成型，在成型过程中，几乎不会造成多余的材料浪费，因此具有材料利用率高、成本低的优点。
现有方案采用切削工艺，需要分别加工大小两个齿，耗时长。本申请采用模具冷挤压一次即可成型，过程只要几十秒，因此，加工周期短、效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的模具闭合时的示意图；
图2为本申请实施例提供的模具打开时的示意图；
图3为本申请实施例提供的入模角和工作带示意图；
图4为本申请实施例提供的一体式双联齿轮冷挤压成型方法流程图；
图5为本申请实施例提供的锯切至规定尺寸的棒料示意图；
图6为本申请实施例提供的冲挤内孔至规定形状的坯料示意图；
图7为本申请实施例提供的毛坯件示意图；
图8为本申请实施例提供的一体式双联齿轮示意图。
图中：1、下模板；2、下模座；3、限位板；4、下凹模；5、上凹模；50、导向限流区；51、大齿形成区；6、凸模；7、上模板。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参见图1、图2和图3所示，本申请实施例提供了一种一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具，该模具包括下模板1、下模座2、限位板3、下凹模4、上凹模5、凸模6和上模板7。
其中，下模座2呈环形，其内部区域为下模具型腔，下模座2设于下模板1上；下模座2内侧设有下凹模4和上凹模5，下凹模4和上凹模5位于上述下模具型腔内，下凹模4是用于形成小齿的，上凹模5是用于形成大齿的，下凹模4外壁与下模座2内壁之间、上凹模5外壁与下模座2内壁之间形成有灌注润滑油的间隙，在间隙以及润滑油的作用下，下凹模4和上凹模5可以在下模座2内进行旋转，以及沿着下模座2的轴向移动，以实现脱模，下凹模4设于下模板1上，上凹模5设于下凹模4上。
限位板3呈环形，限位板3设于下模座2顶部，限位板3内径小于下模座2的内径；凸模6位于下模板1上方，上模板7连接于凸模6顶部。
本申请的一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具，其凹模包括下凹模4和上凹模5，下凹模4用于形成小齿，上凹模5用于形成大齿，通过冷挤压可以一次实现大小齿的成型，且由于下凹模4外壁与下模座2内壁之间、上凹模5外壁与下模座2内壁之间形成有灌注润滑油的间隙，在间隙以及润滑油的作用下，下凹模4和上凹模5可以在下模座2内进行旋转，以及沿着下模座2的轴向移动，从而实现双联齿轮的顺利脱模。
现有方案都有切削工艺，相对于现有方案，本申请采用模具冷挤压一次即可成型，在成型过程中，几乎不会造成多余的材料浪费，因此具有材料利用率高、成本低的优点。
现有方案采用切削工艺，需要分别加工大小两个齿，耗时长。本申请采用模具冷挤压一次即可成型，过程只要几十秒，因此，加工周期短、效率高。
对于双联齿轮，其大齿可以是直齿，也可以是斜齿，而小齿也可以是直齿，或者是斜齿。
也就是说，双联齿轮有四种，分别为：A、大齿为直齿，小齿为直齿；B、大齿为斜齿，小齿为斜齿；C、大齿为直齿，小齿为斜齿；D、大齿为斜齿，小齿为直齿。
基于此，本申请提供的一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具，由于下凹模4外壁与下模座2内壁之间、上凹模5外壁与下模座2内壁之间形成有灌注润滑油的间隙，在间隙以及润滑油的作用下，下凹模4和上凹模5可以在下模座2内进行旋转，以及沿着下模座2的轴向移动，因此，上述四种齿轮都可以顺利地进行冷挤压成型并顺利脱模。
其中，斜齿螺旋角小于等于20°。
一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具在冷挤压过程及脱模过程的旋转，由双联齿轮大、小齿轮形状决定。具体如下：
A、大、小齿部分均为直齿，零件经顶出直接脱模。
B、大、小齿部分均为斜齿，零件顶出时，上凹模5、下凹模4旋转，零件脱模。
C、小齿部分为斜齿，大齿部分为直齿，下凹模4旋转、上凹模5不旋转，零件脱模。
D、小齿部分为直齿，大齿部分为斜齿，上凹模5旋转、下凹模4不旋转，零件脱模。
参见图2所示，在一些优选的实施方式中，上凹模5内壁自上而下依次为导向限流区50和大齿形成区51。
上凹模5的上半部分不带齿形，形成导向限流区50，限流的目的是：在冷挤压过程中，限制金属的流动方向，使金属不向上流动，造成零件在挤压过程中呈鼓形，导致无法顺利完成冷挤压过程。下半部分为大齿形成区51，参见图3所示，上凹模5的入模角β为30°～50°，如果入模角β小于30°，成形力过大，不利于冷挤压成形；如果入模角β大于50°，零件大齿后端毛刺大，且前端塌角变小，齿形前端不饱满。工作带长度L1为3～5mm，工作带长度L1小于3mm，齿形偏差大，零件精度低。工作带长度L1大于5mm，会导致金属粘模。
参见图3所示，下凹模4不设置导向区域。为了防止冷挤压过程中坯料出现鼓形情况，将冷挤压坯料小齿部分的直径设定为比最终外径小(直径小的值，取决与具体的零件，体积分配，保证多余的金属是往齿顶流动，防止过多金属朝上流动，形成鼓形)。下凹模4的入模角γ为40°～50°，入模角γ角度过小，成形力大，容易形成鼓形。入模角γ角度过大，零件小齿后端毛刺长，需要加工的部分变长，并且前端塌角变小，齿形前端不饱满。下凹模4的工作带长度L2为3～5mm，工作带长度L2小于3mm，齿形偏差大，零件精度低。工作带长度L2大于5mm，会导致金属粘模。
下模板1、下模座2、限位板3、下凹模4、上凹模5和凸模6表面沉积有自润滑DLC(DIAMOND-LIKE CARBON，类金刚石薄膜)涂层。保证冷挤压过程中，在斜齿的成形及脱模过程中，凹模能够自主旋转，保证冷挤压过程和脱模过程的顺利进行。同时，对模具工作部分起到增加耐磨性提高寿命的作用。模具需要旋转的部位，均有循环的润滑油，保证上凹模、下凹模能够旋转。
参见图4所示，本申请实施例提供了一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下步骤：
101：如图5所示，采用高速带锯锯切棒料至规定的尺寸，在锻造设备上采用温锻，将棒料锻造、冲挤内孔至规定形状的坯料，如图6所示。在保护气氛下，对坯料进行退火处理，使坯料硬度降至130HB以下。
其中，温锻就是温锻冲孔，目的是将下料后的棒料锻打成冷挤压坯料所需的形状，其温度一般为再结晶温度以下，比如选取700±50℃。相比热锻，本申请采用温锻工艺，具有制坯能耗低、氧化脱碳层产生少的优点。
本申请中，坯料可以采用双联齿轮常用的材料，比如20CrMnTi，保护气氛可以采用氩气等。
退火的目的是为了降低冷挤压坯料硬度，减小冷挤压成型的作用力，有利于成型，将硬度降到130HB以下，冷挤压齿轮精度高，可达8.5级。其中，退火处理可以采用如下步骤：
201：将坯料放入炉中，将坯料升温至第一温度，并保温第一时间，第一温度为760℃～800℃，第一时间为23h～25h；优选地，第一温度为780℃，第一时间为24h。
202：对炉子温度进行降温处理，以将坯料降温至第二温度，并保温第二时间，第二温度为660℃～700℃，第二时间为17h～19h；优选地，第二温度为680℃，第二时间为18h。
203：最后停炉冷却到第三温度后，进行空冷，第三温度为390℃～410℃，优选地，第三温度为400℃。
102：对退火处理后的坯料进行喷丸处理，以去除氧化皮，将坯料预热至80℃±2℃，干燥状态下再浸入40℃±2℃高分子润滑剂中，浸泡时上下提动坯料筐以使坯料浸泡均匀，保持20s～30s后提起风干以备挤压，高分子润滑剂可以采用常用的水基高分子润滑剂。
103：将喷丸处理后的坯料放入上述模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件，如图7所示。
104：将毛坯件经回火处理，并调整到预设硬度，将多余部分及其他有必要的部分进行加工处理，得到一体式双联齿轮，如图8所示。回火的目的是为了去除应力，回火温度为580℃，保温2h后炉冷。
上述步骤101中，通过退火处理，使坯料硬度降至130HB，如果坯料硬度大于130HB，则在大小齿有斜齿需要成型时，其挤压力过大，造成冷挤压样件精度低，甚至一次冷挤成型无法将齿形顺利挤出。
上述步骤201中，第一温度小于760℃，或者第一时间小于23h，则珠光体奥氏体化不充分，此时组织为奥氏体+铁素体+珠光体，最终片状珠光体含量多，使得硬度不能下降到130HB以下。而第一温度大于800℃，或者第一时间大于25h，则温度过高，导致晶粒过大，零件塑性成形性能差，坯料冷挤压性能差。
上述步骤202中，第二温度小于660℃，或者第二时间小于17h，则温度过低，内应力过大，温度低于550℃会出现贝氏体，使得硬度不能下降到130HB以下。而第二温度大于700℃，或者第二时间大于19h，则温差太小，转化动力不足，奥氏体无法完全转化，组织不均匀，最终硬度不能下降到130HB以下，不利于冷挤压及后续加工。
以下，通过一些实施例和对比例，对本申请进行详细说明。
实施例1
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至780℃，将坯料放入并保温24h；再将炉温降至680℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，晶粒度级别8级，齿轮精度为8.5级。
实施例2
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至790℃，将坯料放入并保温24h；再将炉温降至680℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，晶粒度级别8级，齿轮精度为8.5级。
实施例3
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至800℃，将坯料放入并保温24h；再将炉温降至680℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，晶粒度级别8级，齿轮精度为8.5级。
实施例4
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至780℃，将坯料放入并保温23h；再将炉温降至680℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，晶粒度级别8级，齿轮精度为8.5级。
实施例5
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至780℃，将坯料放入并保温25h；再将炉温降至680℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，晶粒度级别8级，齿轮精度为8.5级。
实施例6
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至800℃，将坯料放入并保温23h；再将炉温降至680℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，晶粒度级别8级，齿轮精度为8.5级。
实施例7
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至760℃，将坯料放入并保温25h；再将炉温降至680℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，晶粒度级别8级，齿轮精度为8.5级。
实施例8
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至780℃，将坯料放入并保温24h；再将炉温降至700℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，晶粒度级别8级，齿轮精度为8.5级。
实施例9
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至780℃，将坯料放入并保温24h；再将炉温降至680℃，并保温17h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，晶粒度级别8级，齿轮精度为8.5级。
实施例10
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至780℃，将坯料放入并保温24h；再将炉温降至680℃，并保温19h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，晶粒度级别8级，齿轮精度为8.5级。
对比例1
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至720℃，将坯料放入并保温24h；再将炉温降至680℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+片状珠光体+铁素体，晶粒度级别7.5级，齿轮精度为10级。
对比例2
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至880℃，将坯料放入并保温24h；再将炉温降至680℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，晶粒度级别7级，齿轮精度为10级。
对比例3
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至780℃，将坯料放入并保温18h；再将炉温降至680℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+片状珠光体+铁素体，晶粒度级别7级，齿轮精度为11级。
对比例4
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至800℃，将坯料放入并保温36h；再将炉温降至680℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，保温时间长，导致晶粒长大，晶粒度级别7级，齿轮精度为10级。
对比例5
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至780℃，将坯料放入并保温24h；再将炉温降至600℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，晶粒度级别8级，第二温度低，内应力过大，导致退火硬度高。齿轮精度为10级。
对比例6
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至780℃，将坯料放入并保温24h；再将炉温降至720℃，并保温18h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体+片状珠光体，晶粒度级别7级，齿轮精度为11级。
对比例7
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至780℃，将坯料放入并保温24h；再将炉温降至680℃，并保温8h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体+片状珠光体，晶粒度级别7级，齿轮精度为11级。
对比例8
一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其包括如下方法：
(1)在保护气氛下，对坯料进行退火处理，退火步骤如下：
在退火炉升温至780℃，将坯料放入并保温24h；再将炉温降至680℃，并保温24h；最后停炉冷却到400℃后，进行空冷。
(2)对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
(3)将喷丸处理后的坯料放入模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
(4)将毛坯件经回火处理，并调整到170-180HB，进行后续加工，得到一体式双联齿轮。
最终冷挤压样件组织为颗粒状分布的珠光体+铁素体，保温时间长，经济性效率性差，晶粒度级别7级，齿轮精度为10级。
表1：各实施例和对比例的退火条件及双联齿轮性能
Figure BDA0003698521240000171
Figure BDA0003698521240000181
注：S表示“实施例”，如S1即为实施例1；D表示“对比例”，如D1即为对比例1。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具，其特征在于，其包括：
下模板(1)；
下模座(2)，所述下模座(2)设于所述下模板(1)上；所述下模座(2)内侧设有用于形成小齿的下凹模(4)和用于形成大齿的上凹模(5)，所述下凹模(4)外壁与下模座(2)内壁之间、所述上凹模(5)外壁与下模座(2)内壁之间形成有灌注润滑油的间隙，所述下凹模(4)设于所述下模板(1)上，所述上凹模(5)设于下凹模(4)上；
限位板(3)，其呈环形，并设于所述下模座(2)顶部；
凸模(6)，其位于下模板(1)上方；
上模板(7)，其连接于凸模(6)顶部。
2.如权利要求1所述的一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具，其特征在于：
大齿为直齿，且小齿为直齿；
或者，大齿为斜齿，小齿为斜齿；
或者，大齿为直齿，小齿为斜齿；
或者，大齿为斜齿，小齿为直齿。
3.如权利要求2所述的一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具，其特征在于：斜齿螺旋角小于等于20°。
4.如权利要求1所述的一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具，其特征在于：
所述上凹模(5)内壁自上而下依次为导向限流区(50)和大齿形成区(51)；
和/或，所述下模板(1)、下模座(2)、限位板(3)、下凹模(4)、上凹模(5)和凸模(6)表面沉积有自润滑DLC涂层。
5.如权利要求1所述的一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具，其特征在于：所述上凹模(5)的入模角β为30°～50°，和/或所述上凹模(5)的工作带长度L1为3～5mm。
6.如权利要求1所述的一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具，其特征在于：所述下凹模(4)的入模角γ为40°～50°，和/或所述下凹模(4)的工作带长度L2为3～5mm。
7.一种一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其特征在于，其包括：
在保护气氛下，对坯料进行退火处理，使坯料硬度降至130HB以下；
对退火处理后的坯料进行喷丸处理；
将喷丸处理后的坯料放入如权利要求1所述的一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具中，一次冷挤成型，得到毛坯件；
将毛坯件经回火处理，并调整到预设硬度，得到一体式双联齿轮。
8.如权利要求7所述的一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其特征在于，所述退火处理包括如下步骤：
将坯料升温至第一温度，并保温第一时间，第一温度为760℃～800℃，第一时间为23h～25h；
将坯料降温至第二温度，并保温第二时间，第二温度为660℃～700℃，第二时间为17h～19h；
最后停炉冷却到第三温度后，进行空冷，第三温度为390℃～410℃。
9.如权利要求8所述的一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其特征在于：
第一温度为780℃，第一时间为24h；
第二温度为680℃，第二时间为18h；
第三温度为400℃。
10.如权利要求7所述的一体式双联齿轮冷挤压成型方法，其特征在于，完成喷丸处理之后，在将喷丸处理后的坯料放入模具之前，还包括如下步骤：
将坯料浸入高分子润滑剂中，处理一段时间后风干。
CN202210687462.XA 2022-06-16 2022-06-16 一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具及冷挤压成型方法 Active CN115178702B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210687462.XA CN115178702B (zh) 2022-06-16 2022-06-16 一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具及冷挤压成型方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210687462.XA CN115178702B (zh) 2022-06-16 2022-06-16 一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具及冷挤压成型方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115178702A true CN115178702A (zh) 2022-10-14
CN115178702B CN115178702B (zh) 2024-12-31

Family

ID=83514074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210687462.XA Active CN115178702B (zh) 2022-06-16 2022-06-16 一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具及冷挤压成型方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115178702B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4939829A (en) * 1987-07-13 1990-07-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of and apparatus for manufacturing a gear
DE19739515A1 (de) * 1996-09-17 1998-03-19 Denso Corp Vorrichtung zum Schmieden eines Zahnkreises mit Schrägverzahnung
US20010049955A1 (en) * 2000-06-09 2001-12-13 Hisanobu Kanamaru Pressure controlled fluid pressure extrusion method
JP2005342779A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Fuji Univance Corp 歯車の成形方法
CN203875132U (zh) * 2014-04-14 2014-10-15 安徽省宁国市晨光汽车零部件有限公司 外花键冷挤压成型模具
CN204955334U (zh) * 2015-06-08 2016-01-13 漳州和品工贸有限公司 模具旋转芯的内置润滑油槽结构
CN106475464A (zh) * 2015-08-31 2017-03-08 福特全球技术公司 用于成型铝的系统和方法
CN208503400U (zh) * 2018-05-23 2019-02-15 重庆巨泰机械有限公司 精密锻造双联齿轮
CN110202328A (zh) * 2019-04-24 2019-09-06 东风商用车有限公司 一种重载汽车变速箱行星轮太阳轮冷挤压工艺
CN111515638A (zh) * 2020-04-17 2020-08-11 东风商用车有限公司 重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法
CN113458171A (zh) * 2021-07-20 2021-10-01 重庆创精温锻成型有限公司 一种驻车齿齿形与内花键同步挤压成型方法
CN114309107A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 盐城工学院 一种双联齿轮挤压成形模具
CN216658795U (zh) * 2021-12-30 2022-06-03 中山市万顺精密工业有限公司 一种用于成型显微镜框底座的模具

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4939829A (en) * 1987-07-13 1990-07-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of and apparatus for manufacturing a gear
DE19739515A1 (de) * 1996-09-17 1998-03-19 Denso Corp Vorrichtung zum Schmieden eines Zahnkreises mit Schrägverzahnung
US20010049955A1 (en) * 2000-06-09 2001-12-13 Hisanobu Kanamaru Pressure controlled fluid pressure extrusion method
JP2005342779A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Fuji Univance Corp 歯車の成形方法
CN203875132U (zh) * 2014-04-14 2014-10-15 安徽省宁国市晨光汽车零部件有限公司 外花键冷挤压成型模具
CN204955334U (zh) * 2015-06-08 2016-01-13 漳州和品工贸有限公司 模具旋转芯的内置润滑油槽结构
CN106475464A (zh) * 2015-08-31 2017-03-08 福特全球技术公司 用于成型铝的系统和方法
CN208503400U (zh) * 2018-05-23 2019-02-15 重庆巨泰机械有限公司 精密锻造双联齿轮
CN110202328A (zh) * 2019-04-24 2019-09-06 东风商用车有限公司 一种重载汽车变速箱行星轮太阳轮冷挤压工艺
CN111515638A (zh) * 2020-04-17 2020-08-11 东风商用车有限公司 重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法
CN113458171A (zh) * 2021-07-20 2021-10-01 重庆创精温锻成型有限公司 一种驻车齿齿形与内花键同步挤压成型方法
CN114309107A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 盐城工学院 一种双联齿轮挤压成形模具
CN216658795U (zh) * 2021-12-30 2022-06-03 中山市万顺精密工业有限公司 一种用于成型显微镜框底座的模具

Also Published As

Publication number Publication date
CN115178702B (zh) 2024-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104532154B (zh) 高硬度高抛光预硬化塑胶模具钢及其制备工艺
CN109622873B (zh) 一种2219铝合金环件细晶制造工艺
CN107138660B (zh) 一种实现组织球化的高碳铬轴承钢温轧环成形方法
CN107699801A (zh) 一种模芯用含v塑料模具钢zw616及其制备方法
CN101314809A (zh) 可获得可控和均匀硬度的铸铁类模具材料热处理方法
CN111560547A (zh) 一种汽车用5182-o态铝合金板材制备方法
CN111485085A (zh) 一种提高18CrNiMo7-6合金在930-950℃温度抗晶粒长大的方法
CN110252843A (zh) 一种用于增材制造的a100超高强钢丝材的制备方法
CN106282520A (zh) 一种扭杆弹簧形变热处理工艺
CN114645117A (zh) 一种17-4ph材料控氮合金化锻后热处理工艺
CN107794348A (zh) 一种提高Cr12MoV钢综合性能的热处理工艺
CN111593173A (zh) 一种非调质钢制件的稳定控制冷却的新方法
CN108441613A (zh) 一种时效硬化型塑料模具钢防白点控制方法
CN115178702A (zh) 一体式双联齿轮冷挤压成型用的模具及冷挤压成型方法
CN107130182A (zh) 一种材料利用率较高的谐振杆用冷镦丝
CN103993141A (zh) 一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺
CN102586583A (zh) 一种中碳钢自由锻模具的热处理工艺
CN114871695A (zh) 一种m50钢轴承套圈及其制备方法、一种轴承
CN109759547B (zh) 挖掘机斗齿及其制造方法
CN112126756A (zh) 一种坯件的锻造及热处理工艺
CN114672621B (zh) 改善1Cr11MoV压延辊网状组织的热处理工艺
CN116352004A (zh) 6061铝合金锻造车轮及制备方法
CN112828214B (zh) 大型2219铝合金环均匀化轧制工艺
CN113430361B (zh) 一种高速钢钢丝的加工方法
CN115449806A (zh) 一种提高弹簧钢显微组织均匀性的生产工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant