CN1202286C - 一种高强度高韧性的差速器十字轴的加工工艺 - Google Patents

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一种高强度高韧性的差速器十字轴的加工工艺涉及汽车差速器十字轴的加工工艺。方法步骤如下：(1)清洗差速器十字轴表面的锈蚀、污物；(2)碳氮共渗：排气阶段，煤油170-185d/min，氨气0.30-0.35m/h，时间0.5小时，温度为810-870℃；强渗阶段，炉压20-30mm水柱，煤油120-140d/min，氨气0.12-0.15m3/h，时间6h；温度为850-870℃；(3)油冷；(4)回火；(5)精磨加工；(6)锰磷化处理，(7)轴径表面静电喷涂、固化，温度为150-180℃。使用本发明减少了工件的变形与开裂，具有较高的耐磨性和耐蚀性、粘附性好、可承受较高的载荷，具有较好的抗咬合性，并大大缩短生产周期、成品率由70%提高到99%，且工艺简单、质量稳定等优点。

Description

一种高强度高韧性的差速器十字轴的加工工艺
(一)技术领域
本发明涉及汽车的差速器十字轴的加工工艺，属于热处理技术领域。
(二)背景技术
目前，汽车差速器十字轴均采用渗碳、校直、淬火、校直、氧化工艺，表面不涂层。但由于二级减速桥应用的特点：结构紧凑、尺寸较小、工作时还要承受较大的冲击载荷和交变弯曲载荷，而工作面也要承受较大的压应力和磨擦力，因此要求差速器十字轴应具备较高的抗弯强度和接触疲劳强度，表面应具有较高的硬度、耐磨性和抗咬合性，心部有足够的强度和韧性。而通常，该产品使用20CrMnTi材料，采用渗碳、校直、淬火、校直、氧化工艺，因渗碳温度高，产品易产生热处理变形，特别是十字轴的垂直度不易校正，热处理废品率较高。十字轴还因为工作面承受较大的压应力和磨擦力，使十字轴被咬死，断裂。
(三)发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种不易产生热处理变形能承受较大的压应力，具备较高的抗弯强度和接触疲劳强度，表面具有较强硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗咬合性，心部强度高、韧性好的高强度高韧性差速器十字轴的加工工艺。
本发明方法步骤如下：
(1)清洗差速器十字轴表面的锈蚀、污物；
(2)碳氮共渗：排气阶段，煤油170-185d/min，氨气0.30-0.35m3/h，时间0、5小时，温度为810-870℃；强渗阶段，炉压20-30mm水柱，煤油120-140d/min，氨气0.12-0.15m3/h时间6h；温度为850-870℃；
(3)油冷；
(4)回火，170-180℃；
(5)精磨加工；
(6)锰磷化处理，磷化液成份为Mn(H2PO4)2，游离酸度与总酸度的比值为1∶10-15，温度为50-70℃，时间15-20min；
(7)轴径表面静电喷涂MOLYKOTE106材料涂层厚度为10-20μm，固化时间为0.5-1h，温度为150-180℃。
本方法首先清洗剂清洗差速器十字轴，是为了清除十字轴表面的锈蚀及污物，由于氮的渗入减低了奥氏体的存在温度，使碳氮共渗可在较低的温度下进行，工件不易过热，并且可以实现直接淬火，工件变形较小，氮的渗入也增加了渗层的淬透性，因此，可以采用冷却能力较弱的淬火介质，减少了工件的变形与开裂。与渗碳相比，碳氮共渗的十字轴表面硬度高、工件具有较高的耐磨性和耐蚀性，工件的接触疲劳强度较高，心部具有一定的强度和较好的抗冲击韧性。精加工后进行磷化处理，增强涂层的附着力，提高十字轴的承载力；在轴径表面静电喷涂MOLYKOTE106减磨材料，使之具有摩擦系数低、耐腐蚀性强、粘附性好、可承受较高的载荷，在工作状态下，具有较好的抗咬合性。使用本发明，可大大缩短生产周期、质量大幅度提高，成品率由70％提高到99％，且工艺简单、质量稳定等优点。
(四)附图说明
附图为本发明的碳氮共渗工艺流程图。
(五)具体实施方式
实施例：如附图所示，差速器十字轴的轴径为Φ24mm，设计要求渗层深度为0.8-1.1mm，硬层深度为0.4-0.7mm，硬度为HRC59-63。采用本方法：①首先将差速器十字轴进行清洗，使表面无锈蚀、污物；装入淬火挂具中；②在RJJ-75-9井式渗碳电炉中进行碳氮共渗，在排气阶段，煤油摄入量为180d/min，氮气摄入量0.3m3/h，炉温升至860℃，排气阶段为0.5h；进入强渗阶段，炉压为26mm水柱，煤油摄入量为130d/min，氨气的摄入量为0.13m3/h，炉温保持860℃，强渗阶段6.5h，使渗层达到工艺要求；③用20#机油进行冷却，使工件不易变形和开裂；④回火，温度为175℃，时间为2h；⑤用M1432A万嫩磨床进行精加工，精加工后使工件表面Ra(0.4)；⑥用游离酸度与总酸度的比值为1∶12，温度为60℃的Mn(H2PO4)2磷化液进行锰磷化处理，时间为18min，以增加涂层的附着力；⑦24小时内在轴颈表面进行静电喷涂MOLYKOTE106减磨材料，涂层厚度为15μm，固化时间为1h，温度为150℃。渗层厚度为1.0mm，硬层深度为0.6mm，硬度为HRC62，符合设计要求。

Claims (1)

1、一种高强度高韧性的差速器十字轴的加工工艺，其特征如下：
(1)清洗差速器十字轴表面的锈蚀、污物；
(2)碳氮共渗：排气阶段，煤油170-185d/min，氨气0.30-0.35m3/h，时间0.5小时，温度为810-870℃；强渗阶段，炉压20-30mm水柱，煤油120-140d/min，氨气0.12-0.15m3/h，时间6b；温度为850-870℃；
(3)油冷；
(4)回火；170-180℃；
(5)精磨加工；
(6)锰磷化处理，磷化液成份为Mn(H2PO4)2，游离酸度与总酸度的比值为1∶10-15，温度为50-70℃，时间15-20min；
(7)轴径表面静电喷涂MOLYKOTE106材料涂层厚度为10-20μm，固化时间为0.5-1小时，温度为150-180℃。
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