CN106514163B - 一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法,旨在克服圆锥齿轮热锻过程中氧化皮造成的齿轮齿形精度下降的问题,所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法的步骤:1.下料;2.表面涂覆涂层:坯料表面涂覆0.1毫米~0.3毫米厚的高温抗氧化的并与坯料具有良好结合性能的涂层;步骤为:1)配料;2)搅拌混合;3)喷涂涂层;4)干燥涂层:涂覆涂层后的坯料可放在60℃的环境下干燥2小时,或放在25℃室温下干燥24小时;3.坯料加热:采用中频感应炉将涂层均匀的坯料加热到1000℃~1150℃;4.模锻齿轮;5.齿轮锻件表面清理;6.齿轮锻件渗碳淬火:选用连续气体渗碳炉,齿轮锻件的渗碳层深度取模数的0.15~0.2倍。
Description
技术领域
本发明涉及一种热锻圆锥齿轮的成形方法,更确切的说,本发明涉及一种提高圆锥齿轮热锻精度的成形方法。
背景技术
齿轮是一类重要的传动类零件,用来传递空间轴间的运动和动力,它具有传动平稳,适用范围广等优点。随着机械制造业的迅速发展,对齿轮精度要求越来越高。齿轮及其齿形的加工方法有三种:
一种是直接利用圆棒料,采用去屑方法加工而成;
第二种是利用热模锻把坯料锻成齿轮毛坯,然后利用去屑方法加工出齿形等高精度位置;
第三种是利用冷精密塑性成形方法,把坯料锻成带有齿形的毛坯,然后再利用去屑方法加工其余高精度位置。
第一种方法材料利用率低,产品成本高;第二种方法材料利用率有所提高,而且产品的使用性能相对提高。第三种方法产品的材料利用率高,产品的使用性能大幅度提高。前两种方法产品内部的流线沿圆周方向呈圆形分布,流线在齿槽位置断开;此外,齿轮的齿形面是高精度的复杂三维曲面,加工成本高,效率极其低,加工产品的一个齿轮的齿形需要时间长。第三种方法,产品的流线沿着齿形的外轮廓呈连续周向齿形曲线分布,并绕过齿槽,这样周向的连续分布流线使齿轮的轮齿寿命大幅度提高,生产效率高,成本低。
目前采用冷精密塑性成形方法成形带有齿形的小模数齿轮,成形后的齿形齿面直接使用,无需后续的机械加工。利用高精度模具加工设备,在模具上加工出三维齿形曲面,利用模具的齿形型面成形出产品的齿面。可降低齿轮的成本。需要精密机械加工的复杂齿形,利用模具一次高效成形,可大幅度降低产品成本,并提高生产效率。
上述冷成形方法需要设备吨位大,目前,对于模数接近10的大模数齿轮,无法进行齿形无需精密机械加工的冷精密塑性成形,国内外市场无法购买到大吨位的冷精密塑性成形设备。大模数齿形齿轮的精密塑性成形具有重要的应用价值。采用热锻方法成形带有齿形的齿轮,能够降低成形的变形抗力,但高温会带来强烈的氧化,较厚的氧化皮造成齿轮的精度和表面质量严重下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是圆锥齿轮热锻过程中氧化皮造成的齿轮齿形精度下降的问题,提出了一种在高温抗氧化涂层保护下提高圆锥齿轮热锻精度的方法。
为解决上述技术问题,本发明是采用如下技术方案实现的:
所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法的步骤如下:
1)下料;
2)表面涂覆涂层:
高温抗氧化涂层涂料包括氧化铝、氧化镁、铝粉、碳粉、氧化钙、做粘结剂的钠水玻璃;涂层涂料的纯度及重量百分比为:
(1)30%~40%的氧化铝粉,其中氧化铝粉中的Al2O3纯度大于98%;
(2)30%~40%的氧化镁粉,其中氧化镁粉中的MgO纯度大于98%;
(3)10%~15%的铝粉,其中铝粉中的Al纯度为大于99.5%;
(4)5%~10%的碳粉;
(5)1%~3%的氧化钙,其中氧化钙粉中的CaO纯度大于98%;
(6)粘结剂为工业级钠水玻璃,其中26%的SiO2,8.2%的Na2O;
(7)粉料与粘结剂的固液质量比为1:3至1:5;
3)坯料加热:
采用中频感应炉将涂层均匀的坯料加热到1000℃~1150℃;
4)模锻齿轮;
5)齿轮锻件表面清理;
6)齿轮锻件渗碳淬火。
技术方案中所述的下料是指:
1)按齿轮产品的热锻件体积并根据体积相等的原则下料得坯料,坯料的高度和直径比为2.5比1;
2)采用喷丸的方法去除坯料表面的粗糙氧化皮;
3)采用化学法除去坯料表面的油、锈杂质;
(1)酸液中选用的无机酸为盐酸,含盐酸浓度控制在8~13%,酸液温度在20-40℃之间,酸液比重为1.20~1.35,为了防止过度腐蚀,使工件表面发生氢脆,在酸液中添加内含缓蚀剂的酸雾抑制剂;
(2)酸液的配制及工艺如下:
按重量百分比计算,33%的盐酸占55%,除锈添加剂占10%,水占35%;
(3)除锈添加剂按质量百分比有如下含量与组成成分:7%的柠檬酸、6%的十二烷基苯硫酸钠、6%的六次甲基四胺、3%的聚乙二醇占、20%的85%磷酸与58%的水,采用浸泡法或喷涂法除去坯料表面的锈;
(4)除锈完成后再用纯度为99.5%的丙酮清洗,除去坯料表面的油。
技术方案中所述的表面涂覆涂层是指:
坯料表面涂覆0.1毫米~0.3毫米厚的高温抗氧化的并与坯料具有良好结合性能的涂层;步骤如下:
1)配料
按涂层涂料要求的百分含量精确称量,并保证涂层涂料的颗粒尺寸均为纳米级粉料;
2)搅拌混合
使用磁力搅拌器机械混合,以400-600转/分钟的转速搅拌,搅拌2~3小时,使浆料搅拌均匀;
3)喷涂涂层
搅拌均匀的浆料加入适量的水,密度调节到1500千克/立方米~2000千克/立方米,混合均匀后喷涂或刷涂到坯料的表面;
4)干燥涂层
涂覆涂层后的坯料可放在60℃的环境下干燥2小时,或放在25℃室温下干燥24小时。
技术方案中所述的模锻齿轮是指:
1)将加热后的涂有涂层的坯料进行镦粗,镦粗后的坯料直径为下模定位孔的直径;
2)将镦粗后的坯料放入下模具型腔的定位位置,再用上模具将坯料压下成形;
3)成形设备建议采用下行程位置限定的具有下顶出装置的热模锻压力机或下拉式肘杆式精锻机,也可采下行程不限定的具有下顶出的螺旋压力机如高能螺旋压力机、摩擦压力机;
4)模锻齿轮在上、下模具中成形后采用下顶出缸将模锻齿轮顶出下模,待模锻齿轮冷却到600~800℃,采用切边模具将模锻齿轮的飞边切除;
5)如果采用非下行程位置限定的设备,切边后齿轮锻件利用终锻模再精压一次,精压时锻件的温度为600~800℃。
技术方案中所述的齿轮锻件表面清理是指:
1)使用化学法进行表面清理,除去齿轮锻件表面残留的涂层,齿轮锻件表面有杂质的地方喷洒一定量坯料表面除杂时已配制的盐酸溶液,1.5分钟后待表面杂质软化后用非金属刷擦拭使残留物脱落;
2)使用无水乙醇将齿轮锻件表面刷洗,去除齿轮锻件表面的所有残留物。
技术方案中所述的齿轮锻件渗碳淬火是指:
选用连续气体渗碳炉,使用煤油作为渗碳剂,将清理干净的齿轮锻件送入连续炉进行渗碳淬火,齿轮锻件的渗碳层深度取模数的0.15~0.2倍;渗碳步骤为:
1)将齿轮锻件放入渗碳炉并升温至930℃,保温一定时间,保温时间是根据渗碳厚度确定的,每小时的渗碳厚度约为0.2~0.25mm,渗碳层厚度根据齿轮模数的变化而变化,例如若齿轮模数为10,渗碳层厚度为1.5~2mm,则保温时间为8-10小时;
2)渗碳完成后随炉预冷至830℃并保温15分钟,出炉空冷至室温;
3)再将齿轮锻件重新加热到880℃并保温15分钟,出炉选择10#机械油进行油淬;
4)将齿轮锻件加热到200℃并保温2小时,出炉进行空冷回火。
与现有技术相比本发明的有益效果是:
1.本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法中涂有高温抗氧化涂层的钢件在热锻的高温加热过程中能够防止钢坯的氧化;能够提高模锻过程中锻件的尺寸精度及表面质量,齿面的精度可达到7~10级;
2.本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法中成形后的齿轮齿形表面无需后续的精密机械加工,可直接使用。
3.本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的成形方法与常规的热锻具有齿形的齿轮工艺相比,去除了磨齿工序,机械加工成本可以下降20%以上。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明:
图1是本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法的流程框图;
图2是本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法实施例中圆锥齿轮热锻件图;
图3是图2中圆锥齿轮锻造用下料的坯料图;
图4是本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法按模具定位要求图3中下料坯料镦粗后的墩粗件图;
图5是本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法热锻图2中所示锻件所采用下模具图;
图6是图4中所示的镦粗后的坯料按定位要求放入模具下模中的轴测投影视图;
图7是本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法成形图2中所示零件需要的上模具结构组成的轴测投影视图;
图8是本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法中经切边后的锻件结构组成的轴测投影视图;
图9是本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法在实施例中制得的厚度约为0.1毫米的涂层金相图片(加热前);
图10是本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法在实施例中制得的厚度约为0.1毫米的涂层,在加热至1000℃,保温30分钟后,基体与涂层界面处的金相图片;
图11是切削齿形的内部断开流线示意图;
图12是锻造齿形的内部连续流线示意图;
图中:1.坯料,2.墩粗件,3.模具下模,①定位孔4.模具上模,5切边后的锻件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述:
本发明严格地说是一种坯料或锻件在抗氧化涂层保护下进行高温精锻的方法。本发明的技术关键在于:锻件在涂有防氧化保护层下进行热锻成形,不仅仅适用于圆锥齿轮,而且还适用于其它热精密锻造。
齿轮传动是靠一对齿轮的型面相互啮合进行运动和动力传递的,齿轮型面的精度对运动精度有至关重要的影响。目前广泛使用的齿形面是渐开面。如果齿轮型面精度差,齿轮副运动的平稳性差,并产生大的噪音。本发明以有齿形齿轮的高温精密塑性成形为具体应用实例,说明具体实施步骤,成形后的齿形面可直接使用无需后续的去屑加工。
本发明关键所在是坯料的准备,按着要求下料的坯料首先要经过化学及喷丸或其它方法去除表面氧化皮及污垢;然后,在表面制作一层防止氧化的涂层。这个涂层在整个热锻过程起到防止氧化脱碳的作用。加热的坯料经过镦粗及终锻完成成形后,再将表面的残余物清理干净。经过非齿形部位的去屑加工、热处理及热后精加工完成齿轮的全部加工过程。
参阅图1,采用本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法进行齿轮加工时,首先按照坯料要求切割下料并进行坯料的表面清理;然后坯料表面涂覆高温抗氧化涂层;接着进行坯料的加热;随后根据产品的尺寸要求进行模锻;再进行锻件表面的清理;最后对锻件表面进行渗碳淬火。在坯料表面涂覆高温抗氧化涂层时,首先根据坯料的成分设计合理的涂层成分进行配料;其次进行粉料的搅拌混合;然后涂覆在坯料的表面;最后进行涂料的干燥。
本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法步骤如下:
1.下料
1)参阅图3,按齿轮产品的热锻件体积并根据体积相等的原则下料得坯料,坯料的高度和直径比为2.5比1;
2)采用喷丸的方法去除下料后的坯料表面的粗糙氧化皮;
3)采用化学法除去坯料表面的油、锈杂质;
(1)酸液中选用的无机酸为盐酸,含盐酸浓度控制在8~13%,酸液温度在20~40℃之间,酸液比重为1.20~1.35,为了防止过度腐蚀,使工件表面发生氢脆,在酸液中添加酸雾抑制剂(内含缓蚀剂);
(2)酸液的配制及工艺如下:
按重量百分比计算,33%的盐酸占55%,除锈添加剂占10%,水占35%。
(3)除锈添加剂按质量百分比有如下含量与组成成分:7%的柠檬酸、6%的十二烷基苯硫酸钠、6%的六次甲基四胺、3%的聚乙二醇占、20%的85%磷酸与58%的水,采用浸泡法或喷涂法除去坯料表面的锈;
(4)除锈完成后再用纯度为99.5%的丙酮清洗,除去坯料表面的油。
2.表面涂覆涂层
坯料表面涂覆0.1毫米至0.3毫米厚度的高温抗氧化涂层。此涂层在加热过程中能起到高温防氧化作用,并且加热后涂层与坯料具有良好的结合性能,保证在坯料锻造过程中不脱落,起到抗氧化保护作用。
坯料表面涂覆高温抗氧化涂层的步骤如下:
1)配料
按所述的涂层涂料要求的百分含量精确称量,并保证涂层涂料的颗粒尺寸均为纳米级。所述的高温抗氧化涂层涂料的主要化学成分是氧化铝、氧化镁、铝粉、碳粉、氧化钙、钠水玻璃(做粘结剂)。原料纯度及重量百分比为:
(1)30%~40%的氧化铝粉,其中氧化铝粉中的Al2O3纯度大于98%;
(2)30%~40%的氧化镁粉,其中氧化镁粉中的MgO纯度大于98%;
(3)10%~15%的铝粉,其中铝粉中的Al纯度为大于99.5%;
(4)5%~10%的碳粉;
(5)1%~3%的氧化钙,其中氧化钙粉中的CaO纯度大于98%;
(6)粘结剂为工业级钠水玻璃,其中26%的SiO2,8.2%的Na2O;
(7)粉料与粘结剂的固液质量比在1:3至1:5范围;
2)搅拌混合
使用磁力搅拌器机械混合,400~600转/分钟的转速搅拌,搅拌2~3小时,使浆料搅拌均匀;
3)喷涂涂层
搅拌均匀的浆料加入适量的水,密度调节到1500千克/立方米~2000千克/立方米范围内,混合均匀后喷涂或刷涂到坯料的表面;
4)干燥涂层
涂覆涂层后的坯料可放在60℃的环境下干燥2小时,也可放在25℃室温下干燥24小时。
3.坯料加热
用中频感应炉将涂层均匀的坯料加热到1000℃~1150℃;
4.模锻齿轮
1)将加热后的涂有涂层的坯料进行镦粗,镦粗后的坯料直径为下模定位孔的直径;
2)将镦粗后的坯料放入下模具型腔的定位位置,再用上模具将坯料压下成形;
3)成形设备建议采用下行程位置限定的具有下顶出装置的热模锻压力机或下拉式肘杆式精锻机,也可采下行程不限定的具有下顶出的螺旋压力机(高能螺旋压力机、摩擦压力机等都属于螺旋压力机);
4)模锻齿轮在上、下模具中成形后,采用下顶出缸将模锻齿轮顶出下模,待模锻齿轮冷却到600~800℃,采用切边模具将模锻齿轮的飞边切除;
5)如果采用非下行程位置限定的设备,切边后齿轮锻件利用终锻模再精压一次,精压时锻件的温度为600~800℃。
5.齿轮锻件表面清理
1)使用化学法进行表面清理,除去齿轮锻件表面残留的涂层,齿轮锻件表面有杂质的地方喷洒一定量坯料表面除杂时已配制的盐酸溶液,1.5分钟后待表面杂质软化后用非金属刷擦拭使残留物脱落;
2)使用无水乙醇将齿轮锻件表面刷洗,去除齿轮锻件表面的所有残留物。
6.齿轮锻件渗碳淬火
选用连续气体渗碳炉,使用煤油作为渗碳剂,将清理干净的齿轮锻件送入连续炉进行渗碳淬火。齿轮锻件的渗碳层深度取模数的0.15~0.2倍;渗碳的步骤:
1)将齿轮锻件放入渗碳炉并升温至930℃,保温一定时间,保温时间是根据渗碳厚度确定的,每小时的渗碳厚度约为0.2~0.25mm,渗碳层厚度根据齿轮模数的变化而变化,例如若齿轮模数为10,渗碳层厚度为1.5~2mm,则保温时间为8-10小时;
2)渗碳完成后随炉预冷至830℃并保温15分钟,出炉空冷至室温;
3)再将齿轮锻件重新加热到880℃并保温15分钟,出炉进行油淬,选择10#机械油进行油淬;
4)将齿轮加热到200℃并保温2小时,出炉进行空冷回火。
实施例
1.下料
参阅图1,结合图2中所示的农用变速箱圆锥齿轮锻件讲述本发明所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法。圆锥齿轮锻件的模数m为10.3777,齿数是14,弦齿厚为14.572,压力角为25°。
1)参阅图3,根据已有圆锥齿轮锻件的质量得到体积为V=525357.418立方毫米,加上圆锥齿轮锻件四周的飞边体积(飞边的体积按15%计算)原始坯料的体积为V=604160.0317立方毫米,坯料按体积相等的原则与按锻造比2.5:1(高度和直径比)下料,下料的坯料直径为D=67.51毫米,高度为H=168.78毫米,采用锯床下料;
2)下料后的坯料首先采用喷丸的方法去除表面的粗糙氧化皮;
3)采用化学法除去坯料表面的油、锈杂质
(1)酸液中选用的无机酸为盐酸,含盐酸浓度控制在10%,酸液温度在30℃之间,酸液比重为1.30,为了防止过度腐蚀,使工件表面发生氢脆,在酸液中添加酸雾抑制剂(内含缓蚀剂);
(2)酸洗的配制及工艺如下:
按重量百分比计算,33%的盐酸占55%,除锈添加剂占10%,水占35%;
(3)除锈添加剂按质量百分比有如下组成成分:柠檬酸占7%,十二烷基苯硫酸钠占6%,六次甲基四胺占6%,聚乙二醇占3%,85%磷酸占20%,水占58%,采用浸泡法或喷涂法除去钢件表面的锈;
(4)除锈完成后再用纯度为99.5%的丙酮清洗,除去钢件表面的油。
2.表面涂覆涂层
钢件表面涂覆0.1毫米至0.3毫米厚度的高温抗氧化涂层,加热过程中能起到高温抗氧化保护作用,并且加热后涂层与坯料具有良好的结合性能,保证涂层在坯料锻造过程中不脱落,起到抗氧化保护作用。
坯料表面涂覆高温抗氧化涂层步骤如下:
1)配料
按所述的涂层涂料要求的百分含量精确称量,并保证涂层涂料的颗粒尺寸均为纳米级。所述的高温抗氧化涂层涂料的主要化学成分是氧化铝、氧化镁、铝粉、碳粉、氧化钙、钠水玻璃(做粘结剂)。原料纯度及重量百分比为:
1)氧化铝粉占38%,其中氧化铝粉中的Al2O3纯度大于98%;
2)氧化镁粉占38%,其中氧化镁粉中的MgO纯度大于98%;
3)铝粉占15%,其中铝粉中的Al纯度为大于99.5%;
4)碳粉占7.5%;
5)氧化钙占1.5%,其中氧化钙粉中的CaO纯度大于98%;
6)粘结剂为工业级钠水玻璃,其中SiO2含量占26%,Na2O含量占8.2%;
7)粉料与粘结剂的固液质量比为1:5。
2)搅拌混合
使用磁力搅拌器机械混合,以500转/分钟的转速,搅拌3小时,使浆料混合均匀。
3)喷涂涂层
搅拌均匀的浆料加入适量的水,密度调节到2000千克/立方米范围内,混合均匀后喷涂到坯料的表面。
4)干燥涂层
涂覆涂层后的坯料可放在60℃的环境下干燥2小时。
3.坯料加热
用中频感应炉将涂层均匀的坯料加热到指定温度1000℃。图9为加热前的涂有涂层的钢件表面的金相照片,从图中可以看出涂层能够均匀的涂覆到基体表面,涂层与基体间没有缝隙,结合良好。图10为加热后的钢件表面涂层的金相照片,涂层与基体之间没有其他物质生成,涂层起到了保护作用,并且涂层与基体之间没有缝隙,结合良好。
4.模锻齿轮
1)将加热后的涂有涂层的坯料进行镦粗,镦粗后的坯料直径为下模定位孔的直径,如图4中的尺寸Φ72,镦粗后的坯料尺寸为D=72毫米,H=148.39毫米;
2)参阅图5与图6,将镦粗后的坯料放入下模具型腔的定位位置,采用上模将坯料压下成形;
3)成形设备采用具有下顶出装置的下行程位置限定的2000吨热模锻压力机或下拉式肘杆式精锻机,也可采下行程不限定的具有下顶出的1000吨螺旋压力机(高能螺旋压力机、摩擦压力机等都属于螺旋压力机)。
4)模锻齿轮在模具中成形后,采用下顶出将模锻齿轮顶出下模;待模锻齿轮冷却到800℃,采用切边模具将模锻齿轮的飞边切除;
5)参阅图8,切边后的齿轮锻件如图中所示,如果采用非下行程位置限定的设备,切边后齿轮锻件利用终锻模再精压一次,精压时齿轮锻件的温度为800℃。
5.齿轮锻件表面清理
1)使用化学法进行表面清理,除去齿轮锻件表面残留的涂层,齿轮锻件表面有杂质的地方喷洒一定量坯料表面除杂时已配制的盐酸溶液,1.5分钟后待表面杂质软化后用非金属刷擦拭使残留物脱落;
2)使用无水乙醇将齿轮锻件表面刷洗,去除齿轮锻件表面的所有残留物;
6.齿轮锻件表面渗碳淬火
选用连续气体渗碳炉,使用煤油作为渗碳剂,将清理干净的齿轮锻件送入连续炉进行渗碳淬火,图1产品的模数是10.3777,渗碳层深度为1.6毫米;渗碳的步骤为:
1)将齿轮锻件放入渗碳炉并升温至930℃,保温3小时;
2)渗碳完成后随炉预冷至830℃,并保温15分钟,出炉空冷至室温;
3)再将齿轮重新加热到880℃,并保温15分钟,出炉进行油淬,选择10#机械油进行油淬;
4)参阅图12,将齿轮加热到200℃,并保温2小时,出炉进行空冷回火;最终齿轮产品内部齿形的流线如图中所示。
Claims (6)
1.一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法,其特征在于,所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法的步骤如下:
1)下料;
2)表面涂覆涂层:
高温抗氧化涂层涂料包括氧化铝、氧化镁、铝粉、碳粉、氧化钙、做粘结剂的钠水玻璃;涂层涂料的纯度及重量百分比为:
(1)30%~40%的氧化铝粉,其中氧化铝粉中的Al2O3纯度大于98%;
(2)30%~40%的氧化镁粉,其中氧化镁粉中的MgO纯度大于98%;
(3)10%~15%的铝粉,其中铝粉中的Al纯度为大于99.5%;
(4)5%~10%的碳粉;
(5)1%~3%的氧化钙,其中氧化钙粉中的CaO纯度大于98%;
(6)粘结剂为工业级钠水玻璃,其中26%的SiO2,8.2%的Na2O;
(7)粉料与粘结剂的固液质量比为1:3至1:5;
3)坯料加热:
采用中频感应炉将涂层均匀的坯料加热到1000℃~1150℃;
4)模锻齿轮;
5)齿轮锻件表面清理;
6)齿轮锻件渗碳淬火。
2.按照权利要求1所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法,其特征在于,所述的下料是指:
1)按齿轮产品的热锻件体积并根据体积相等的原则下料得坯料,坯料的高度和直径比为2.5比1;
2)采用喷丸的方法去除坯料表面的粗糙氧化皮;
3)采用化学法除去坯料表面的油、锈杂质;
(1)酸液中选用的无机酸为盐酸,含盐酸浓度控制在8~13%,酸液温度在20-40℃之间,酸液比重为1.20~1.35,为了防止过度腐蚀,使工件表面发生氢脆,在酸液中添加内含缓蚀剂的酸雾抑制剂;
(2)酸液的配制及工艺如下:
按重量百分比计算,33%的盐酸占55%,除锈添加剂占10%,水占35%;
(3)除锈添加剂按质量百分比有如下含量与组成成分:7%的柠檬酸、6%的十二烷基苯硫酸钠、6%的六次甲基四胺、3%的聚乙二醇占、20%的85%磷酸与58%的水,采用浸泡法或喷涂法除去坯料表面的锈;
(4)除锈完成后再用纯度为99.5%的丙酮清洗,除去坯料表面的油。
3.按照权利要求1所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法,其特征在于,所述的表面涂覆涂层是指:
坯料表面涂覆0.1毫米~0.3毫米厚的高温抗氧化的并与坯料具有良好结合性能的涂层;步骤如下:
1)配料
按涂层涂料要求的百分含量精确称量,并保证涂层涂料的颗粒尺寸均为纳米级粉料;
2)搅拌混合
使用磁力搅拌器机械混合,以400~600转/分钟的转速搅拌,搅拌2~3小时;
3)喷涂涂层
搅拌均匀的浆料加入适量的水,密度调节到1500千克/立方米~2000千克/立方米,混合均匀后喷涂或刷涂到坯料的表面;
4)干燥涂层
涂覆涂层后的坯料可放在60℃的环境下干燥2小时,或放在25℃室温下干燥24小时。
4.按照权利要求1所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法,其特征在于,所述的模锻齿轮是指:
1)将加热后的涂有涂层的坯料进行镦粗,镦粗后的坯料直径为下模定位孔的直径;
2)将镦粗后的坯料放入下模具型腔的定位位置,再用上模具将坯料压下成形;
3)成形设备建议采用下行程位置限定的具有下顶出装置的热模锻压力机或下拉式肘杆式精锻机,也可采下行程不限定的具有下顶出的螺旋压力机如高能螺旋压力机、摩擦压力机;
4)模锻齿轮在上、下模具中成形后采用下顶出缸将模锻齿轮顶出下模,待模锻齿轮冷却到600~800℃,采用切边模具将模锻齿轮的飞边切除;
5)如果采用非下行程位置限定的设备,切边后齿轮锻件利用终锻模再精压一次,精压时锻件的温度为600~800℃。
5.按照权利要求1所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法,其特征在于,所述的齿轮锻件表面清理是指:
1)使用化学法进行表面清理,除去齿轮锻件表面残留的涂层,齿轮锻件表面有杂质的地方喷洒一定量坯料表面除杂时已配制的盐酸溶液,1.5分钟后待表面杂质软化后用非金属刷擦拭使残留物脱落;
2)使用无水乙醇将齿轮锻件表面刷洗,去除齿轮锻件表面的所有残留物。
6.按照权利要求1所述的一种提高圆锥齿轮热锻精度的方法,其特征在于,所述的齿轮锻件渗碳淬火是指:
选用连续气体渗碳炉,使用煤油作为渗碳剂,将清理干净的齿轮锻件送入连续炉进行渗碳淬火,齿轮锻件的渗碳层深度取模数的0.15~0.2倍;渗碳步骤为:
1)将齿轮锻件放入渗碳炉并升温至930℃,保温一定时间,保温时间是根据渗碳厚度确定的,每小时的渗碳厚度约为0.2~0.25mm,渗碳层厚度根据齿轮模数的变化而变化,例如若齿轮模数为10,渗碳层厚度为1.5~2mm,则保温时间为8~10小时;
2)渗碳完成后随炉预冷至830℃并保温15分钟,出炉空冷至室温;
3)再将齿轮锻件重新加热到880℃并保温15分钟,出炉选择10#机械油进行油淬;
4)将齿轮锻件加热到200℃并保温2小时,出炉进行空冷回火。
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Citations (4)
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Patent Citations (4)
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---|---|---|---|---|
CN101590588A (zh) * | 2008-05-29 | 2009-12-02 | 江苏威鹰机械有限公司 | 机械传动链轮的生产方法 |
CN104439995A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-03-25 | 江苏威鹰机械有限公司 | 电动叉车传动双端内齿环制造工艺 |
CN105499941A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-04-20 | 江苏保捷锻压有限公司 | 汽车主减速器从动齿轮锻件锻压工艺及锻件钢材料 |
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