CN103084812B - 汽车轮边行星轮冷挤成型制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了汽车轮边行星轮冷挤成型制作方法，将原材料剪切成料段，经磨削表面后将合格的料段，喷涂润滑剂；第一次退火热处理后进行抛丸处理、磷化皂化处理；在液压机上进行冷挤压后冲中心孔，再次退火热处理、第二次磷化和皂化处理；最好对坯料进行冷挤压成型，得到具有符合要求齿形的齿轮。本发明的制作方法，采用冷挤压的方法锻出圆盘状坯件以及齿轮的齿形，比热锻尺寸精度高，氧化少，金属内在组织好，晶粒更细化，避免粗晶、混晶等不良组织；能够缩短制造时间，降低零件的废品率，降低制造成本；冷挤压齿形，齿形的变形量小，这样更容易达到齿形精度，尺寸稳定；模具寿命非常高。

Description

汽车轮边行星轮冷挤成型制作方法

技术领域

本发明涉及一种汽车动力传动***齿轮的制作方法，尤其是汽车轮边行星轮、太阳轮等直齿轮的冷挤压成型制作方法。

背景技术

汽车轮边行星轮、太阳轮是汽车动力传动***中非常重要的零件，起动力传递及变速作用，其制作质量的好坏直接关系到汽车的安全和寿命。现有技术中，汽车轮边行星轮、太阳轮等直齿轮通常采用机械加工的方法，用机床滚齿、剃齿等经较长时间的加工而得到。该种机械加工的方法，本身效率较低，尤其是采用机床进行滚齿、铣齿加工的时间比较长，增大了其制造成本；而且精度不太高，降低了安全性和寿命，增大噪音，也降低了齿轮的互换性。随着热模锻技术的发展，也出现了将汽车动力传动***的传动齿轮在加热到一定温度后，在锻压模具内压制成型的成型方法，该种方法需要对工件（毛坯）进行加热，耗费一定的能量，而且在高温下压制，工件内部的金相组织发生了较大的变化，需要较高标准的热处理才能满足机械性能的要求，才能作为车辆传动部件使用；这种热模锻的制作方法，增加了齿轮的制作工序，提高了零件的废品率，相应增大了齿轮的制作成本；而且耗费的能源也较多。

发明内容

本发明针对现有技术的汽车直齿轮主要采用机械加工的方式进行制造和加工，所存在的滚齿、插齿、铣齿加工的时间比较长、精度不太高、消耗的金属原料多、零件的废品率高、增大了制造成本等不足，提供一种尺寸精度高、氧化少、缩短制造时间、降低零件的废品率、降低制造成本的汽车轮边行星轮冷挤成形制作方法。

    本发明的技术方案：汽车轮边行星轮冷挤成形制作方法，其步骤为：

（1）按照工艺要求，将原材料锯成料段，经检验去除不符合要求的料段；可以经无心磨磨削表面，探伤检查裂纹，去除不符合要求的料段；将合格的料段，喷涂润滑剂，烘干润滑剂；

（2）一次退火热处理：将料段加热至830℃~870℃，保温8-14小时，降到680℃+15℃后随炉冷却到350℃+10℃，再出炉空冷至室温 ；

（3）将料段进行抛丸处理，再进行第一次磷化皂化处理；

（4）把料段放置在液压机上进行冷挤压，得到圆盘状坯件；

（5）按照工艺要求，将圆盘状坯件在冲压机上冲孔，得到具有中心孔的坯料；

（6）二次退火热处理：将坯料加热至830℃~870℃，保温8-14小时，降到680℃+15℃后随炉冷却到350℃+10℃，再出炉空冷至室温 ；

（7）对坯料进行第二次磷化和皂化；

（8）再将坯料设置在液压机上进行冷挤压成型，得到具有符合要求齿形的齿轮。

本发明汽车轮边行星轮冷挤成形制作方法，相对于现有技术，具有如下特点：

    1、采用冷挤压的方法锻出圆盘状坯件以及齿轮的齿形，比热锻尺寸精度高，氧化少，金属内在组织好，晶粒更细化，避免粗晶、混晶等不良组织。

    2、能够缩短制造时间，降低零件的废品率，降低制造成本。

    3、冷挤压齿形，齿形的变形量小，这样更容易达到齿形精度，尺寸稳定；模具寿命非常高。

    4、对原料料段进行第一次退火热处理后，进行冷挤压得到圆盘状坯件，并在冲压机上冲孔，得到具有中心孔的坯料；然后，在第二次退火热处理后再进行冷挤压成型，能有效消除料段内部的应力，显著提高冷挤压成型后齿轮的各项机械性能指标。

附图说明

图1是本发明汽车轮边行星轮的结构示意图。

具体实施方式

    本发明的汽车轮边行星轮冷挤成形制作方法，其特征在于包括如下步骤：

    （1）按照工艺设计要求，将原材料（符合工艺要求的合金碳钢，如20CrMoH或20CrMnTiH）剪切成料段，经无心磨磨削表面，探伤检查裂纹；将合格的料段，喷涂润滑剂，烘干润滑剂；

（2）第一次退火热处理：将料段加热至830℃~870℃，保温8-14小时，降到680℃+15℃后随炉冷却到350℃左右，再出炉空冷至室温 ；可以在加热装置中，如工频炉、中频炉等中进行加热；

（3）将料段进行抛丸处理，再进行第一次磷化皂化处理；抛丸处理一般是在抛丸机（现有的抛丸设备）内进行，磷化皂化处理是对钢材的一种常规处理；

（4）把料段放置在液压机上进行冷挤压，得到圆盘状坯件；

（5）按照工艺要求，将圆盘状坯件在冲压机上冲孔，得到具有中心孔的坯料；如果在中心孔内还带有键槽、齿槽等结构时，可以在冲中心孔时一次成型，一次就能得到；

（6）二次退火热处理：将坯料加热至830℃~870℃，保温8-14小时，降到680℃+15℃后随炉冷却到350℃左右，再出炉空冷至室温 ；

（7）对坯料进行第二次磷化和皂化处理；

（8）再将坯料设置在液压机上进行冷挤压成型，得到具有符合要求齿形的齿轮。

   汽车轮边行星轮的原材料是合金结构钢，常用的是20CrMoH或20CrMnTiH等，按照工艺设计要求下料后，首先对其表面进行磨削处理再用探伤设备检查是否有裂纹等，如有则判为不合格；然后在合格品其表面喷涂润滑剂，常用的润滑剂是石墨或有机高分子润滑

剂，起润滑作用。

    在加热时，可以在保护气氛中进行；所述保护气氛是在中频感应加热炉中加入具有保护作用的氮气或惰性气体，防止坯料在加热过程中被严重氧化，这样锻造成型的产品表面粗糙度好，表面脱碳现象很小。在中频感应加热炉中加热的温度可以选取830℃、835℃、840℃、845℃、850℃、855℃、860℃、865℃、870℃等。

    本发明经过的退火热处理，首先对料段，第二次对坯料，能有效消除料段、坯料的应力，改善其内部组织，显著提高其力学性能。

    按照工艺要求，选取合适的液压机，对坯料进行冷挤压处理，使齿轮的齿形成型，获得的齿形的精度和粗糙度都较高，能达到设计要求。

本发明的无心磨、探伤设备、中频感应加热炉、压力机、抛丸设备、冷挤压液压机以及磷化和皂化处理等，都是现有装置或现有技术；操作时，根据工艺需要，制作合适的模具等，按照要求操作，就能得到本发明的中间制品或最终成品。

最后说明的是，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，可以对本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宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.汽车轮边行星轮冷挤成形制作方法，其特征在于包括如下步骤：

    （1）按照工艺设计要求，将原材料剪切成料段，经无心磨磨削表面，探伤检查裂纹；将合格的料段，喷涂润滑剂，烘干润滑剂；

（2）第一次退火热处理：将料段加热至830℃~870℃，保温8-14小时，降到680℃±15℃后随炉冷却到350℃±10℃，再出炉空冷至室温 ；在加热时，在加热炉中加入具有保护作用的氮气或惰性气体；

（3）将料段进行抛丸处理，再进行第一次磷化皂化处理；抛丸处理是在抛丸机内进行；

（4）把料段放置在液压机上进行冷挤压，得到圆盘状坯件；

（5）按照工艺要求，将圆盘状坯件在冲压机上冲孔，得到具有中心孔的坯料；

（6）二次退火热处理：将坯料加热至830℃~870℃，保温8-14小时，降到680℃±15℃后随炉冷却到350℃±10℃，再出炉空冷至室温 ；在加热时，在加热炉中加入具有保护作用的氮气或惰性气体；

（7）对坯料进行第二次磷化和皂化处理；

（8）再将坯料设置在液压机上进行冷挤压成型，得到具有符合要求齿形的齿轮。