CN116393650B - 一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺，包括以下步骤：S1、将HOP10V材料的产品棒料领料至下料车间；S2、根据设计成品的外形体积对步骤S1中的HOP10V棒料锯切下料，下料体积为最终产品外形体积的120%~150%；S3、加热炉的炉膛温度达到1100℃~1200℃后，将坯料装入加热炉，保温25min~90min；S4、锻造，将步骤S3加热后的HOP10V棒料从炉膛取出后进行模锻；本发明的生产工艺大幅提高了原材料利用率，本发明的生产工艺较现有的生产方式直接由棒料加工成零件的方案能够节省原材料40%~60%，且最终产品的生产周期缩短了20%~30%。

Description

一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺
技术领域
本发明涉及与基本无切削金属加工有关的辅助加工技术领域，具体为一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺。
背景技术
受到粉末冶金零件成型工艺的制约，直接能够成型的产品多为数十克左右大小的零件，大多数零件是接近最终形状或直接使用棒料加工。
HOP10V材料的产品其原材料价格较高，生产方式是由棒料直接加工成形至零件尺寸，其生产过程的原材料消耗、生产成本和机加工过程中的时间及设备的消耗是巨大的，所以需要设计一种新的加工工艺，以减少生产过程中的原材料消耗、减少成本及机加工工时消耗、减少设备折旧及刀具的磨损。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺，能够提高原材料利用率和缩短产品的生产周期。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺，包括以下步骤：
S1、发料
将HOP10V材料的产品棒料领料至下料车间；
S2、下料
根据设计成品的外形体积对步骤S1中的HOP10V棒料锯切下料，下料体积为最终产品外形体积的120%~150%；
S3、加热
对步骤S2中的HOP10V坯料进行加热，启动加热炉，待加热炉的炉膛温度达到1100℃~1200℃后，将坯料装入加热炉，炉膛温度会发生降低，待加热炉的炉膛温度重新恢复至1100℃~1200℃后，使坯料在炉中保温25min~90min；
S4、锻造
将步骤S3加热后的HOP10V棒料从炉膛取出后进行模锻；
S5、切边
对步骤S4模锻后的锻件进行切边处理，切边时锻件的温度控制为900℃~950℃；
切边处理后的锻件进行灰冷处理；
S6、退火处理
对步骤S5灰冷处理后冷却至室温的锻件进行退火处理，在炉温600℃~700℃时将锻件装入加热炉中，以40℃~60℃/h的升温速度升温至850℃~880℃，在850℃~880℃条件下保温120min~160min；
S7、检验
对锻件进行验伤，检查锻件是否存在裂纹缺陷、氧化皮凹坑缺陷；
再对锻件进行外形尺寸检验，确认是否符合图纸要求；
S8、机加工
对步骤S7中检验合格的锻件进行机加工，加工成产品设计尺寸规格即可得到成品；
S9、表面淬火
对步骤S8的齿轮成品进行表面淬火处理，淬火温度为1050℃~1150℃，淬火深度控制为1.5mm~2.5mm，淬火介质为油。
优选地，步骤S3中，加热炉的初始温度为700℃~800℃，将常温状态下的坯料装入加热炉后，加热炉再以150℃~300℃/h的升温速度进行加热。
说明：适当的升温速度，既要使得工件尽快升温至预设的温度，也需保证工件内外在升温过程中尽可能均匀一致，避免因温差导致工件内部出现缺陷，影响工件的综合性能。
优选地，步骤S3中的具体加热过程为：
加热炉的初始温度为700℃~800℃，将常温状态下的坯料装入加热炉中；
加热炉首先以200℃~300℃/h的升温速度升温至850℃~900℃，保温15min~30min；
然后加热炉以50℃~90℃/h的降温速度降至800℃~850℃，保温10min~20min；
加热炉再以200℃~300℃/h的升温速度升温至1050℃~1100℃，保温15min~30min；
加热炉接着以50℃~90℃/h的降温速度降至1000℃~1050℃，保温10min~20min；
最后加热炉以200℃~300℃/h的升温速度升温至1100℃~1200℃，保温25min~90min。
说明：棒料在加热炉内进行加热的过程中，棒料内外会产生一定的温差，该升温过程能够保证棒料的内外温差更小，使得加热后的棒料内外性能更加均匀，保证最终产品综合性能的稳定。
优选地，步骤S4中锻件终锻后的温度控制在930℃~975℃。
优选地，步骤S4中将加热后的HOP10V棒料向模锻模具中转移的过程控制在10s之内。
说明：避免加热后的棒料在空气中暴露时间过长，否则会因为降温使得工件表面产生缺陷。
优选地，若终锻后的锻件温度不足900℃，则需将锻件放回加热炉内使锻件升温至900℃~950℃后，再对锻件进行切边处理。
说明：适当的温度使得锻件能够保持一定的韧性，避免在切边时对锻件本体造成损伤。
优选地，步骤S6中保温完毕后，使锻件在炉内冷却，以10℃~15℃/h的冷却速度使炉内降温至520℃~540℃，再将锻件从炉中取出进行空冷。
说明：在炉内冷却，使得锻件内部的应力能够充分释放，且避免冷却速度过快使得锻件内部形成新的多余应力。
优选地，对步骤S5处理后的锻件先进行氮气强化处理，具体强化过程如下：
将步骤S5灰冷至室温的锻件重新加热，将锻件在加热炉内加热至1000℃~1100℃，保温10min~20min；
将锻件从加热炉中取出，向锻件表面均匀喷射-160℃~-196℃的液氮蒸气，喷射时间为10s~15s；
然后再将锻件放入液氮中进行冷却，冷却时间为25s~35s；
将锻件从液氮中取出，向锻件表面均匀喷射70℃~80℃的热空气，喷射时间为60s~120s，然后静置使得锻件整体温度恢复至室温。
说明：该过程处理时，锻件的变形及淬裂的可能性较小，有利于产品的合格率提高，锻件经上述工艺处理后，残余奥氏体量极少，可使产品获得更高的硬度和尺寸稳定性。
优选地，步骤S5处理后的锻件要求在生产后48h内按步骤S6的工艺进行退火热处理。
说明：及时对锻件进行热处理防止锻件开裂，锻造处理后的锻件内部具有较大应力，如果不能及时正确的将锻件内部应力进行释放，则锻件有可能发生开裂，造成锻件报废。
优选地，对步骤S6热处理后的锻件进行喷丸处理，待锻件表面平整洁净，再进行验伤。
说明：对锻件进行喷丸处理，不仅能够去除锻件表面的污渍，对材料本身也能够起到强化作用，改善机械零件的疲劳强度、耐磨性和粗糙度。
优选地，对步骤S8加工成型的齿轮零件进行喷丸处理，首先用0.05mm~0.1mm的陶瓷丸进行喷丸处理，再用0.05mm~0.15mm的铸钢丸进行喷丸处理，最后用0.15mm~0.2mm的铸钢丸进行喷丸处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的生产工艺大幅提高了原材料利用率、缩短了产品在批量生产时的生产周期，本发明的生产工艺较现有的生产方式直接由棒料加工成零件的方案能够节省原材料40%~60%；
2、本发明生产工艺在批量生产时，相比于传统由棒料加工成零件的工艺，总体生产周期可缩短20%~30%；
3、本发明生产工艺加工出的齿轮零件相比于传统棒料机加工成的齿轮零件，机械强度更高，尤其是齿轮的抗剪切强度综合提升了1%~3%。
附图说明
图1是传统直接由棒料加工成零件的工艺流程图；
图2是本发明的工艺流程图；
图3是本发明步骤S6的温度控制图。
具体实施方式
实施例1：一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺，包括以下步骤：
S1、发料
将HOP10V材料的产品棒料领料至下料车间；
S2、下料
根据设计成品的外形体积对步骤S1中的HOP10V棒料锯切下料，下料体积为最终产品外形体积的120%；
S3、加热
对步骤S2中的HOP10V坯料进行加热，启动加热炉，加热炉的升温速度为15℃/h，待加热炉的炉膛温度达到1100℃后，将坯料装入加热炉，炉膛温度会发生降低，待加热炉的炉膛温度重新恢复至1100℃后，使坯料在炉中保温25min；
具体加热过程为，加热炉的初始温度为700℃，将常温状态下的坯料装入加热炉中；
加热炉首先以200℃/h的升温速度升温至850℃，保温15min；
然后加热炉以50℃/h的降温速度降至800℃，保温10min；
加热炉再以200℃/h的升温速度升温至1050℃，保温15min；
加热炉接着以50℃/h的降温速度降至1000℃，保温10min；
最后加热炉以200℃/h的升温速度升温至1100℃，保温25min；
S4、锻造
将步骤S3加热后的HOP10V棒料从炉膛取出后进行模锻；
锻件终锻后的温度控制在930℃；
将加热后的HOP10V棒料向模锻模具中转移的过程控制在10s；
S5、切边
对步骤S4模锻后的锻件进行切边处理，切边时锻件的温度控制为900℃；
若终锻后的锻件温度不足900℃，则需将锻件放回加热炉内使锻件升温至900℃后，再对锻件进行切边处理；
切边处理后的锻件进行灰冷处理；
S6、退火处理
对步骤S5灰冷处理后冷却至室温的锻件进行退火处理，在炉温600℃时将锻件装入加热炉中，以40℃/h的升温速度升温至850℃，在850℃条件下保温120min；
保温完毕后，使锻件在炉内冷却，以10℃/h的冷却速度使炉内降温至520℃，再将锻件从炉中取出进行空冷；
步骤S5处理后的锻件要求在生产后48h内按步骤S6的工艺进行退火热处理；
S7、检验
对步骤S6热处理后的锻件进行喷丸处理，待锻件表面平整洁净，再进行验伤；
对锻件进行验伤，检查锻件是否存在裂纹缺陷、氧化皮凹坑缺陷；
再对锻件进行外形尺寸检验，确认是否符合图纸要求；
S8、机加工
对步骤S7中检验合格的锻件进行机加工，加工成产品设计尺寸规格即可得到成品；
对加工成型的齿轮零件进行喷丸处理，首先用0.1mm的陶瓷丸进行喷丸处理，再用0.15mm的铸钢丸进行喷丸处理，最后用0.2mm的铸钢丸进行喷丸处理；
S9、表面淬火
对步骤S8的齿轮成品进行表面淬火处理，淬火温度为1150℃，淬火深度控制为2.5mm，淬火介质为油。
实施例2：一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺，包括以下步骤：
S1、发料
将HOP10V材料的产品棒料领料至下料车间；
S2、下料
根据设计成品的外形体积对步骤S1中的HOP10V棒料锯切下料，下料体积为最终产品外形体积的150%；
S3、加热
对步骤S2中的HOP10V坯料进行加热，启动加热炉，加热炉的升温速度为30℃/h，待加热炉的炉膛温度达到1200℃后，将坯料装入加热炉，炉膛温度会发生降低，待加热炉的炉膛温度重新恢复至1200℃后，使坯料在炉中保温90min；
具体加热过程为，加热炉的初始温度为800℃，将常温状态下的坯料装入加热炉中；
加热炉首先以300℃/h的升温速度升温至900℃，保温30min；
然后加热炉以90℃/h的降温速度降至850℃，保温20min；
加热炉再以300℃/h的升温速度升温至1100℃，保温30min；
加热炉接着以90℃/h的降温速度降至1050℃，保温20min；
最后加热炉以300℃/h的升温速度升温至1200℃，保温90min；
S4、锻造
将步骤S3加热后的HOP10V棒料从炉膛取出后进行模锻；
锻件终锻后的温度控制在975℃；
将加热后的HOP10V棒料向模锻模具中转移的过程控制在8s之内；
S5、切边
对步骤S4模锻后的锻件进行切边处理，切边时锻件的温度控制为950℃；
若终锻后的锻件温度不足900℃，则需将锻件放回加热炉内使锻件升温至950℃后，再对锻件进行切边处理；
切边处理后的锻件进行灰冷处理；
S6、退火处理
对步骤S5灰冷处理后冷却至室温的锻件进行退火处理，在炉温700℃时将锻件装入加热炉中，以60℃/h的升温速度升温至880℃，在880℃条件下保温160min；
保温完毕后，使锻件在炉内冷却，以15℃/h的冷却速度使炉内降温至540℃，再将锻件从炉中取出进行空冷；
步骤S5处理后的锻件要求在生产后48h内按步骤S6的工艺进行退火热处理；
S7、检验
对步骤S6热处理后的锻件进行喷丸处理，待锻件表面平整洁净，再进行验伤；
对锻件进行验伤，检查锻件是否存在裂纹缺陷、氧化皮凹坑缺陷；
再对锻件进行外形尺寸检验，确认是否符合图纸要求；
S8、机加工
对步骤S7中检验合格的锻件进行机加工，加工成产品设计尺寸规格即可得到成品；
对加工成型的齿轮零件进行喷丸处理，首先用0.05mm的陶瓷丸进行喷丸处理，再用0.05mm的铸钢丸进行喷丸处理，最后用0.15mm的铸钢丸进行喷丸处理；
S9、表面淬火
对步骤S8的齿轮成品进行表面淬火处理，淬火温度为1050℃，淬火深度控制为1.5mm，淬火介质为油。
实施例3：一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺，包括以下步骤：
S1、发料
将HOP10V材料的产品棒料领料至下料车间；
S2、下料
根据设计成品的外形体积对步骤S1中的HOP10V棒料锯切下料，下料体积为最终产品外形体积的135%；
S3、加热
对步骤S2中的HOP10V坯料进行加热，启动加热炉，加热炉的升温速度为25℃/h，待加热炉的炉膛温度达到1150℃后，将坯料装入加热炉，炉膛温度会发生降低，待加热炉的炉膛温度重新恢复至1150℃后，使坯料在炉中保温60min；
具体加热过程为，加热炉的初始温度为750℃，将常温状态下的坯料装入加热炉中；
加热炉首先以260℃/h的升温速度升温至875℃，保温25min；
然后加热炉以70℃/h的降温速度降至825℃，保温15min；
加热炉再以260℃/h的升温速度升温至1075℃，保温25min；
加热炉接着以70℃/h的降温速度降至1025℃，保温15min；
最后加热炉以260℃/h的升温速度升温至1150℃，保温60min；
S4、锻造
将步骤S3加热后的HOP10V棒料从炉膛取出后进行模锻；
锻件终锻后的温度控制在950℃；
将加热后的HOP10V棒料向模锻模具中转移的过程控制在6s；
S5、切边
对步骤S4模锻后的锻件进行切边处理，切边时锻件的温度控制为930℃；
若终锻后的锻件温度不足900℃，则需将锻件放回加热炉内使锻件升温至930℃后，再对锻件进行切边处理；
切边处理后的锻件进行灰冷处理；
S6、退火处理
对步骤S5灰冷处理后冷却至室温的锻件进行退火处理，在炉温650℃时将锻件装入加热炉中，以50℃/h的升温速度升温至870℃，在870℃条件下保温150min；
保温完毕后，使锻件在炉内冷却，以13℃/h的冷却速度使炉内降温至510℃，再将锻件从炉中取出进行空冷；
步骤S5处理后的锻件要求在生产后48h内按步骤S6的工艺进行退火热处理；
S7、检验
对步骤S6热处理后的锻件进行喷丸处理，待锻件表面平整洁净，再进行验伤；
对锻件进行验伤，检查锻件是否存在裂纹缺陷、氧化皮凹坑缺陷；
再对锻件进行外形尺寸检验，确认是否符合图纸要求；
S8、机加工
对步骤S7中检验合格的锻件进行机加工，加工成产品设计尺寸规格即可得到成品；
对加工成型的齿轮零件进行喷丸处理，首先用0.05mm的陶瓷丸进行喷丸处理，再用0.1mm的铸钢丸进行喷丸处理，最后用0.2mm的铸钢丸进行喷丸处理；
S9、表面淬火
对步骤S8的齿轮成品进行表面淬火处理，淬火温度为1100℃，淬火深度控制为2mm，淬火介质为油。
实施例4：与实时例1不同之处在于，步骤S2中炉膛温度为1120℃。
实施例5：与实时例1不同之处在于，步骤S2中炉膛温度为1150℃。
实施例6：一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺，包括以下步骤：
S1、发料
将HOP10V材料的产品棒料领料至下料车间；
S2、下料
根据设计成品的外形体积对步骤S1中的HOP10V棒料锯切下料，下料体积为最终产品外形体积的120%；
S3、加热
对步骤S2中的HOP10V坯料进行加热，启动加热炉，加热炉的升温速度为15℃/h，待加热炉的炉膛温度达到1100℃后，将坯料装入加热炉，炉膛温度会发生降低，待加热炉的炉膛温度重新恢复至1100℃后，使坯料在炉中保温25min；
具体加热过程为，加热炉的初始温度为700℃，将常温状态下的坯料装入加热炉中；
加热炉首先以200℃/h的升温速度升温至850℃，保温15min；
然后加热炉以50℃/h的降温速度降至800℃，保温10min；
加热炉再以200℃/h的升温速度升温至1050℃，保温15min；
加热炉接着以50℃/h的降温速度降至1000℃，保温10min；
最后加热炉以200℃/h的升温速度升温至1100℃，保温25min；
S4、锻造
将步骤S3加热后的HOP10V棒料从炉膛取出后进行模锻；
锻件终锻后的温度控制在930℃；
将加热后的HOP10V棒料向模锻模具中转移的过程控制在10s；
S5、切边
对步骤S4模锻后的锻件进行切边处理，切边时锻件的温度控制为900℃；
若终锻后的锻件温度不足900℃，则需将锻件放回加热炉内使锻件升温至900℃后，再对锻件进行切边处理；
切边处理后的锻件进行灰冷处理；
S6、对步骤S5处理后的锻件先进行氮气强化处理，具体强化过程如下：
将步骤S5灰冷至室温的锻件重新加热，将锻件在加热炉内加热至1100℃，保温20min；
将锻件从加热炉中取出，向锻件表面均匀喷射-160℃的液氮蒸气，喷射时间为15s；
然后再将锻件放入液氮中进行冷却，冷却时间为35s；
将锻件从液氮中取出，向锻件表面均匀喷射80℃的热空气，喷射时间为120s，然后静置使得锻件整体温度恢复至室温；
S7、退火处理
对步骤S6处理后恢复至室温的锻件进行退火处理，在炉温600℃时将锻件装入加热炉中，以40℃/h的升温速度升温至850℃，在850℃条件下保温120min；
保温完毕后，使锻件在炉内冷却，以10℃/h的冷却速度使炉内降温至520℃，再将锻件从炉中取出进行空冷；
步骤S5处理后的锻件要求在生产后48h内按步骤S6的工艺进行退火热处理；
S8、检验
对步骤S7热处理后的锻件进行喷丸处理，待锻件表面平整洁净，再进行验伤；
对锻件进行验伤，检查锻件是否存在裂纹缺陷、氧化皮凹坑缺陷；
再对锻件进行外形尺寸检验，确认是否符合图纸要求；
S9、机加工
对步骤S8中检验合格的锻件进行机加工，加工成产品设计尺寸规格即可得到成品；
对加工成型的齿轮零件进行喷丸处理，首先用0.1mm的陶瓷丸进行喷丸处理，再用0.15mm的铸钢丸进行喷丸处理，最后用0.2mm的铸钢丸进行喷丸处理；
S10、表面淬火
对步骤S9的齿轮成品进行表面淬火处理，淬火温度为1150℃，淬火深度控制为2.5mm，淬火介质为油。
实施例7：与实施例6不同之处在于，对步骤S5处理后的锻件先进行氮气强化处理，具体强化过程如下：
将步骤S5灰冷至室温的锻件重新加热，将锻件在加热炉内加热至1000℃，保温10min；
将锻件从加热炉中取出，向锻件表面均匀喷射-196℃的液氮蒸气，喷射时间为10s；
然后再将锻件放入液氮中进行冷却，冷却时间为25s；
将锻件从液氮中取出，向锻件表面均匀喷射70℃的热空气，喷射时间为60s，然后静置使得锻件整体温度恢复至室温。
实施例8：与实施例6不同之处在于，对步骤S5处理后的锻件先进行氮气强化处理，具体强化过程如下：
将步骤S5灰冷至室温的锻件重新加热，将锻件在加热炉内加热至1050℃，保温15min；
将锻件从加热炉中取出，向锻件表面均匀喷射-180℃的液氮蒸气，喷射时间为12s；
然后再将锻件放入液氮中进行冷却，冷却时间为30s；
将锻件从液氮中取出，向锻件表面均匀喷射75℃的热空气，喷射时间为90s，然后静置使得锻件整体温度恢复至室温。
试验例1：根据材料特性，按照实施例1、实施例4和实施例5中的步骤S1~S6的工艺进行投产试制，将原材料为Ф90×55mm棒材锻造拔长至Ф60×120mm；
对拔长后的锻件进行提取试样，再对锻件试样进行热处理，热处理具体过程如下：
1、淬火，开启加热炉，待炉膛温度达到1030℃后，将锻件试样装炉，待锻件试样温度与炉温一致后，保温30min；
然后将锻件试样出炉油冷至室温，且锻件试样出炉后转移时间小于5s，冷却后的油温小于45℃；
2、分三次进行回火，开启加热炉，待炉膛温度达到600℃后，将锻件试样装炉，待锻件试样温度与炉温一致后，保温60min，再将锻件试样出炉空冷至室温；
重复上述回火工艺三次即可；
最后对锻件试样做纵向力学性能检测。
表1 锻件试样的纵向力学性能检测
根据以上表1实验结果综合确认，锻件的加热温度为1120℃时，锻件的综合性能更佳。
试验例2：以加工一件质量为0.98kg的齿轮为例，采用传统直接使用棒料加工至成品的工艺时，原材料需要一根重量为4.9kg的棒料；
同样加工一件质量为0.98kg的齿轮，若采用本发明实施例1的工艺，则原材料仅需一根质量为2.1kg的棒料即可，所需原材料仅为传统工艺的42.9%，大大节约的原材料。

Claims (5)

1.一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、发料
将HOP10V材料的产品棒料领料至下料车间；
S2、下料
根据设计成品的外形体积对步骤S1中的HOP10V棒料锯切下料，下料体积为最终产品外形体积的120%~150%；
S3、加热
对步骤S2中的HOP10V坯料进行加热，启动加热炉，待加热炉的炉膛温度达到1100℃~1200℃后，将坯料装入加热炉，待炉膛温度回升至工艺要求温度后，使坯料在炉中保温25min~90min；
S4、锻造
将步骤S3加热后的HOP10V棒料从炉膛取出后进行模锻；
S5、切边
对步骤S4模锻后的锻件进行切边处理，切边时锻件的温度控制为900℃~950℃；
切边处理后的锻件进行灰冷处理；
S6、对步骤S5处理后的锻件进行氮气强化处理，具体强化过程如下：
将步骤S5灰冷至室温的锻件重新加热，将锻件在加热炉内加热至1000℃~1100℃，保温10min~20min；
将锻件从加热炉中取出，向锻件表面均匀喷射-160℃~-196℃的液氮蒸气，喷射时间为10s~15s；
然后再将锻件放入液氮中进行冷却，冷却时间为25s~35s；
将锻件从液氮中取出，向锻件表面均匀喷射70℃~80℃的热空气，喷射时间为60s~120s，然后静置使得锻件整体温度恢复至室温；
S7、退火处理
对步骤S6恢复至室温的锻件进行退火处理，在炉温600℃~700℃时将锻件装入加热炉中，以40℃~60℃/h的升温速度将加热炉升温至850℃~880℃，在850℃~880℃条件下保温120min~160min；
保温完毕后，使锻件在炉内冷却，以10℃~15℃/h的冷却速度使炉内降温至520℃~540℃，再将锻件从炉中取出进行空冷；
S8、检验
对锻件进行验伤，检查锻件是否存在裂纹缺陷、氧化皮凹坑缺陷；
再对锻件进行外形尺寸检验，确认是否符合图纸要求；
S9、机加工
对步骤S8中检验合格的锻件进行机加工，加工成产品设计尺寸规格即可得到成品；
对加工成型的齿轮零件进行喷丸处理，首先用0.05mm~0.1mm的陶瓷丸进行喷丸处理，再用0.05mm~0.15mm的铸钢丸进行喷丸处理，最后用0.15mm~0.2mm的铸钢丸进行喷丸处理；
S10、表面淬火
对步骤S9的齿轮成品进行表面淬火处理，淬火温度为1050℃~1150℃，淬火深度控制为1.5mm~2.5mm，淬火介质为油。
2.根据权利要求1所述的一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺，其特征在于：步骤S4中锻件进行终锻后的温度控制在930℃~975℃。
3.根据权利要求1所述的一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺，其特征在于：步骤S4中将加热后的HOP10V棒料向模锻模具中转移的过程控制在10s之内。
4.根据权利要求1所述的一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺，其特征在于：若终锻后的锻件温度不足900℃，则需将锻件放回加热炉内使锻件升温至900℃~950℃后，再对锻件进行切边处理。
5.根据权利要求1所述的一种基于金属锻造加热处理加工制备齿轮的工艺，其特征在于：对步骤S7热处理后的锻件进行喷丸处理，待锻件表面平整洁净，再进行验伤。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09206875A (ja) * 1996-01-30 1997-08-12 Oohashi Tekunika:Kk 歯形の成形方法及びその方法に使用する歯形成形金型
CN1772412A (zh) * 2005-10-28 2006-05-17 庄龙兴 无刷发电机爪极及其制造工艺
CN101618500A (zh) * 2009-07-20 2010-01-06 刘慧� 一种减速机摆线轮的生产工艺
CN101804546A (zh) * 2010-03-22 2010-08-18 重庆创精温锻成型有限公司 汽车变速箱换档齿制作方法
CN102179464A (zh) * 2011-03-25 2011-09-14 西安交通大学 一种汽车用发电机爪极成形工艺
KR20150082875A (ko) * 2014-01-08 2015-07-16 쉬뱀 오토텍 리미티드 단조공정을 수반하는 톱니를 가진 기어의 제조 방법
CN105964850A (zh) * 2016-06-17 2016-09-28 二十二冶集团精密锻造有限公司 阀门用镍基合金球体的挤压成形方法
CN111889975A (zh) * 2020-07-29 2020-11-06 临沂宏森轨道交通材料有限公司 一种重卡前轴的锻造工艺
CN113695500A (zh) * 2021-08-27 2021-11-26 杭州金越晟重型机械有限公司 一种齿轮轴锻造工艺

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09206875A (ja) * 1996-01-30 1997-08-12 Oohashi Tekunika:Kk 歯形の成形方法及びその方法に使用する歯形成形金型
CN1772412A (zh) * 2005-10-28 2006-05-17 庄龙兴 无刷发电机爪极及其制造工艺
CN101618500A (zh) * 2009-07-20 2010-01-06 刘慧� 一种减速机摆线轮的生产工艺
CN101804546A (zh) * 2010-03-22 2010-08-18 重庆创精温锻成型有限公司 汽车变速箱换档齿制作方法
CN102179464A (zh) * 2011-03-25 2011-09-14 西安交通大学 一种汽车用发电机爪极成形工艺
KR20150082875A (ko) * 2014-01-08 2015-07-16 쉬뱀 오토텍 리미티드 단조공정을 수반하는 톱니를 가진 기어의 제조 방법
CN105964850A (zh) * 2016-06-17 2016-09-28 二十二冶集团精密锻造有限公司 阀门用镍基合金球体的挤压成形方法
CN111889975A (zh) * 2020-07-29 2020-11-06 临沂宏森轨道交通材料有限公司 一种重卡前轴的锻造工艺
CN113695500A (zh) * 2021-08-27 2021-11-26 杭州金越晟重型机械有限公司 一种齿轮轴锻造工艺

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