CN104841928B - 油电混合动力三轮车后桥半轴及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械制造领域，具体涉及一种油电混合动力三轮车后桥半轴，其由如下重量份的原料制备而成：二氧化钛1‑2份，氧化钇1‑2份，氧化铈1‑2份，铬粉2‑3份，石墨纤维2‑3份，硅藻土3‑4份，氮化硅4‑5份，钼粉5‑7份，镍粉6‑8份，锰粉15‑20份，铜粉25‑30份，不锈钢粉800‑1000份。本发明制备的后桥半轴具备优异的机械性能和抗疲劳性能，适用于油电混合动力三轮车。
Description
技术领域
本发明属于机械制造领域，具体涉及一种油电混合动力三轮车后桥半轴及其制备工艺。
背景技术
随着能源的日渐匮乏以及环境污染的日益加重，具有节能环保效果的油电混合动力三轮车已经逐渐成为未来小型车发展的主要方向。后桥半轴是车辆车轮转动的直接驱动件，是车传递扭矩的一个重要零件。车辆运动时，动力由汽车后桥半轴传递到车轮上，推动汽车前进或倒进，因此，后桥半轴在工作时具有承受冲击、交变弯曲疲劳载荷和扭力的作用，这样就要求后桥半轴具有足够铁抗弯强度、抗剪强度和较好的韧性。现有技术的后桥半轴存在机械性能和疲劳寿命较差的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供油电混合动力三轮车后桥半轴，该后桥半轴具备优异的机械性能和抗疲劳性能；本发明还提供了上述后桥半轴的制备工艺。
为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案是：
油电混合动力三轮车后桥半轴，其由如下重量份的原料制备而成：
二氧化钛1-2份，氧化钇1-2份，氧化铈1-2份，铬粉2-3份，石墨纤维2-3份，硅藻土3-4份，氮化硅4-5份，钼粉5-7份，镍粉6-8份，锰粉15-20份，铜粉25-30份，不锈钢粉800-1000份。
优选地，二氧化钛，氧化钇或氧化铈的粒径为10-20nm；石墨纤维的直径为5-10um，长度为20-50um；铬粉，钼粉，镍粉，锰粉，铜粉以及不锈钢粉的粒径均为200目；
上述后桥半轴的制备工艺包括如下步骤：
按照重量份称取各原料备用；
将硅藻土添加到搅拌反应器中，然后添加2倍重量的1M盐酸，200转/min搅拌5min，离心去除上层液体，烘干，研磨至粒径为200目，即得物料A；
将氮化硅送至球磨机，磨至粒径为200目粉末，然后将粉末置于搅拌机中，随后添加改性剂，500转/min搅拌3min，最后静置12小时，即得物料B；所述改性剂由钛酸异丙酯、水以及丙酮按照1：1：1的重量比混合均匀制得；所述改性剂的添加量为氮化硅质量的十分之一。
将二氧化钛，氧化钇，氧化铈，铬粉，物料A，物料B，钼粉，镍粉，锰粉，铜粉以及不锈钢粉依次添加到搅拌反应器中，300转/min搅拌15min，然后添加石墨纤维，200转/min搅拌3min，得到混合物料；
将电弧炉的炉温预热至450-550℃，然后加入混合物料，加热至1200-1300℃，保温30-40min；然后进入LF炉精炼，精炼温度为1600-1650℃，时间在80-120min，全过程在氩气保护下进行；精炼完成后，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为1450-1550℃，真空度40-45帕，脱气时间在50-60min；
脱气完成后，以8℃/s的降温速率冷至室温，进行初步热轧，初步热轧温度为1000-1100℃，初步热轧完成后，以10℃/s的降温速率冷至室温，然后进行二次热轧，二次热轧的温度为800-850℃，二次热轧完成后，以10℃/s的降温速率冷至150-200℃，保温3-4h，最后以10℃/s的降温速率冷至室温，抛丸处理即得。
本发明取得的有益效果主要包括：
本发明各原料组份之间具备较好的协同作用，能够达到较高的机械硬度，抗拉强度和抗弯强度，还具备较好的耐腐蚀性能和疲劳寿命。本发明使用纳米级别的二氧化钛，氧化钇，氧化铈，粒度小，形成弥漫强化，可提高强度，还具备一定的润滑作用；本发明通过对氮化硅进行改性，提高了氮化硅的分散效果，避免了堆积，提高了耐腐蚀和冷热稳定性能；硅藻土对基体材料填充增强、提高抗磨减摩能力和软化温度的作用；本发明添加石墨纤维，使得产品内部组织结构的纵横均匀度，合金粉末分散均匀，并且大大提高了耐磨性和抗腐蚀性能。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
油电混合动力三轮车后桥半轴，其由如下重量份的原料制备而成：
二氧化钛1份，氧化钇1份，氧化铈1份，铬粉2份，石墨纤维2份，硅藻土3份，氮化硅4份，钼粉5份，镍粉6份，锰粉15份，铜粉25份，不锈钢粉（铁素体不锈钢粉，含铬为15%质量分数）800份。
其中，二氧化钛，氧化钇或氧化铈的粒径为10nm；石墨纤维的直径为5um，长度为20um；铬粉，钼粉，镍粉，锰粉，铜粉以及不锈钢粉的粒径均为200目；
上述后桥半轴的制备工艺包括如下步骤：
按照重量份称取各原料备用；
将硅藻土添加到搅拌反应器中，然后添加2倍重量的1M盐酸，200转/min搅拌5min，离心去除上层液体，烘干，研磨至粒径为200目，即得物料A；
将氮化硅送至球磨机，磨至粒径为200目粉末，然后将粉末置于搅拌机中，随后添加改性剂，500转/min搅拌3min，最后静置12小时，即得物料B；所述改性剂由钛酸异丙酯、水以及丙酮按照1：1：1的重量比混合均匀制得；所述改性剂的添加量为氮化硅质量的十分之一；
将二氧化钛，氧化钇，氧化铈，铬粉，物料A，物料B，钼粉，镍粉，锰粉，铜粉以及不锈钢粉依次添加到搅拌反应器中，300转/min搅拌15min，然后添加石墨纤维，200转/min搅拌3min，得到混合物料；
将电弧炉的炉温预热至450℃，然后加入混合物料，加热至1200℃，保温30min；然后进入LF炉精炼，精炼温度为1600℃，时间在80min，全过程在氩气保护下进行；精炼完成后，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为1450℃，真空度40帕，脱气时间在50min；
脱气完成后，以8℃/s的降温速率冷至室温，进行初步热轧，初步热轧温度为1000℃，初步热轧完成后，以10℃/s的降温速率冷至室温，然后进行二次热轧，二次热轧的温度为800℃，二次热轧完成后，以10℃/s的降温速率冷至150℃，保温3h，最后以10℃/s的降温速率冷至室温，抛丸处理即得。
实施例2
油电混合动力三轮车后桥半轴，其由如下重量份的原料制备而成：
二氧化钛2份，氧化钇2份，氧化铈2份，铬粉3份，石墨纤维3份，硅藻土4份，氮化硅5份，钼粉7份，镍粉8份，锰粉20份，铜粉30份，不锈钢粉1000份。
其中，二氧化钛，氧化钇或氧化铈的粒径为20nm；石墨纤维的直径为10um，长度为50um；铬粉，钼粉，镍粉，锰粉，铜粉以及不锈钢粉的粒径均为200目；
上述后桥半轴的制备工艺包括如下步骤：
按照重量份称取各原料备用；
将硅藻土添加到搅拌反应器中，然后添加2倍重量的1M盐酸，200转/min搅拌5min，离心去除上层液体，烘干，研磨至粒径为200目，即得物料A；
将氮化硅送至球磨机，磨至粒径为200目粉末，然后将粉末置于搅拌机中，随后添加改性剂，500转/min搅拌3min，最后静置12小时，即得物料B；所述改性剂由钛酸异丙酯、水以及丙酮按照1：1：1的重量比混合均匀制得；所述改性剂的添加量为氮化硅质量的十分之一；
将二氧化钛，氧化钇，氧化铈，铬粉，物料A，物料B，钼粉，镍粉，锰粉，铜粉以及不锈钢粉依次添加到搅拌反应器中，300转/min搅拌15min，然后添加石墨纤维，200转/min搅拌3min，得到混合物料；
将电弧炉的炉温预热至550℃，然后加入混合物料，加热至1300℃，保温40min；然后进入LF炉（钢包精炼炉）精炼，精炼温度为1650℃，时间在120min，全过程在氩气保护下进行；精炼完成后，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为1550℃，真空度45帕，脱气时间在60min；
脱气完成后，以8℃/s的降温速率冷至室温，进行初步热轧，初步热轧温度为1100℃，初步热轧完成后，以10℃/s的降温速率冷至室温，然后进行二次热轧，二次热轧的温度为850℃，二次热轧完成后，以10℃/s的降温速率冷至200℃，保温4h，最后以10℃/s的降温速率冷至室温，抛丸处理即得。
实施例3
机械性能测试：采用市场常用的GCr15合金钢作为对照组，分别设置三个组：1为实施例1组，2为实施例2组，3为对照组；具体试验结果如下表2：
表2
结论：本发明制备的后桥半轴在抗拉强度、抗弯强度、断后伸长率、硬度以及冲击功等方面表现出较好的性能，完全满足了市场需求。
根据国家标准QC/T293-1999，本发明实施例1和实施例2制备的半轴扭转疲劳寿命B50大于30×104，B10大于20×104，符合行业相关标准。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (3)
1.油电混合动力三轮车后桥半轴，其特征在于，所述后桥半轴由如下重量份的原料制备而成：
二氧化钛1-2份，氧化钇1-2份，氧化铈1-2份，铬粉2-3份，石墨纤维2-3份，硅藻土3-4份，氮化硅4-5份，钼粉5-7份，镍粉6-8份，锰粉15-20份，铜粉25-30份，不锈钢粉800-1000份。
2.根据权利要求1所述的后桥半轴，其特征在于，所述二氧化钛、氧化钇或氧化铈的粒径为10-20nm；所述石墨纤维的直径为5-10um，长度为20-50um；所述铬粉，钼粉，镍粉，锰粉，铜粉或不锈钢粉的粒径均为200目。
3.根据权利要求1或2所述的后桥半轴，其特征在于，所述后桥半轴的制备工艺包括如下步骤：
按照重量份称取各原料备用；
将硅藻土添加到搅拌反应器中，然后添加2倍重量的1M盐酸，200转/min搅拌5min，离心去除上层液体，烘干，研磨至粒径为200目，即得物料A；
将氮化硅送至球磨机，磨至粒径为200目粉末，然后将粉末置于搅拌机中，随后添加改性剂，500转/min搅拌3min，最后静置12小时，即得物料B；所述改性剂由钛酸异丙酯、水以及丙酮按照1：1：1的重量比混合均匀制得；所述改性剂的添加量为氮化硅质量的十分之一；
将二氧化钛，氧化钇，氧化铈，铬粉，物料A，物料B，钼粉，镍粉，锰粉，铜粉以及不锈钢粉依次添加到搅拌反应器中，300转/min搅拌15min，然后添加石墨纤维，200转/min搅拌3min，得到混合物料；
将电弧炉的炉温预热至450-550℃，然后加入混合物料，加热至1200-1300℃，保温30-40min；然后进入LF炉精炼，全过程在氩气保护下进行；精炼完成后，用真空脱气炉进行脱气；
脱气完成后，进行热轧，然后降至室温，最后抛丸处理即得。
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