CN111390100A - 一种内星轮的锻造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内星轮的锻造工艺，包括以下步骤：S101，通过锻压后得到内星轮锻件；S102，将所述内星轮锻件置于高温炉中保温；S103，在保温后将所述内星轮锻件置于沙坑中；S104，对所述沙坑内的所述内星轮锻件进行热处理。本发明能够保证锻件在热处理之前表面的温度均匀，有利于获得锻件所需的金属组织和机械性能的效果。

Description

一种内星轮的锻造工艺

技术领域

本发明涉及锻造技术领域，尤其是涉及一种内星轮的锻造工艺。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，等速万向节以其独特的等角速度力矩传递和优越的机械性能占据了汽车驱动轴行业的重要地位，而内星轮是等速万向节中关键零部件。内星轮又叫星形套，内星轮加工制造质量的优劣更是关系到产品的使用性能和寿命，作为汽车零部件的重要零件，内星轮大多采用锻造而成。

现有技术中公开号为CN103710714B的中国专利，其公开了汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法，包括：渗碳步骤，将齿轮置于加热炉内，加热炉从室温升到900±5℃以渗碳，渗碳时间3～4小时，且渗碳中的强渗阶段的碳势CP为1.06±0.03C％，扩散阶段的碳势CP为0.85±0.03C％；淬火步骤，将渗碳后的齿轮冷却至830±5℃，接着均温25～35分钟，然后在90±10℃淬火油中淬火；回火步骤，淬火后的齿轮在165±5℃中进行2～3小时回火。适当降低渗碳温度和淬火温度，适当提高渗碳碳势，能防止黑色组织产生。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于内星轮的表面凹凸不一，退火之前的冷却时容易造成锻件表面各个位置的温度不一，进而在退火时同样的时间和加热温度会造成锻件的热量分布不均，因而会影响锻件所需的金属组织和机械性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种内星轮的锻造工艺，能够保证锻件在热处理之前表面的温度均匀，有利于获得锻件所需的金属组织和机械性能。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种内星轮的锻造工艺，包括如下步骤，S101：通过锻压后得到内星轮锻件；S102：将所述内星轮锻件置于高温炉中保温；S103：在保温后将所述内星轮锻件置于沙坑中；S104：对所述沙坑内的所述内星轮锻件进行热处理。

通过采用上述技术方案，先对料件进行加热，然后通过锻压得到内星轮锻件，锻压后的内星轮锻件放入高温炉内进行保温，由于高温炉内的温度远远低于锻压时的温度，进而可以缓慢降低内星轮锻件，在内星轮锻件降低到一定温度后将其放置于沙坑内，利用沙坑内的颗粒覆盖在内星轮锻件的表面，可以对锻件进行再次降温，最后再对内星轮锻件进行热处理，因而在对内星轮锻件进行热处理之前能够保证锻件表面的温度均匀，有利于获得锻件所需的金属组织和机械性能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S102步骤中保温包括：所述高温炉的预设温度为600℃-700℃，保温1.5-2.5小时，在所述内星轮锻件的温度降到600℃-700℃之间后，将所述高温炉内的温度调整至200℃-300℃，保温1.5-2.5小时，在所述内星轮锻件的温度降到200℃-300℃之间后，将所述高温炉内的温度调整至400℃-500℃，保温0.5-1.5小时。

通过采用上述技术方案，先将高温炉的预设温度设置为600℃-700℃，使得高温炉内的温度接近并低于锻件锻压后的温度，然后将锻件置于高温炉内并保温1.5-2.5小时，对锻件进行降温，由于锻件的内部降温速率低于锻件的表面，使得锻件内部的温度高于锻件表面的温度，然后再将高温炉的温度调整至200℃-300℃并保温1.5-2.5小时，再次对锻件进行降温，使得锻件内部和表面温度均低于之前的温度，但锻件内部的温度仍高于表面的温度，然后将高温炉的温度调整至400℃-500℃并保温0.5-1.5小时，对锻件进行加热升温，而锻件表面的升温速率大于内部，从而会使得锻件表面和内部的温度趋向相等，进而有利于对在热处理时锻件能够获得优良的金属组织和机械性能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在将所述高温炉内的温度调整至400℃-500℃时，向所述高温炉内添加纯氮，所述纯氮内添加有丙烷。

通过采用上述技术方案，当锻件在升温时，纯氮与丙烷在高温下在内星轮锻件的表面发生裂解，并产生二氧化碳和氢气，从而可以形成保护气团，有利于保证锻件不增炭、不脱碳以及不氧化的效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S104步骤之前，对所述内星轮锻件的表面吹高速风。

通过采用上述技术方案，由于内星轮锻件在热处理之前从沙坑内取出，内星轮锻件的表面仍存留沙粒，因此在取出沙坑内的内星轮锻件后，对内星轮锻件的表面吹高速风，可以将锻件表面的沙粒脱离锻件，减少对后期热处理造成影响。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述内星轮锻件完全埋设于所述沙坑内。

通过采用上述技术方案，将内星轮锻件完全埋设于沙坑内，可以使得沙坑内的沙粒完全覆盖住内星轮锻件的表面，有利于保证对锻件的各个位置进行降温。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述沙坑包括二氧化硅颗粒、氯酸盐颗粒、蒙脱石颗粒以及水云母颗粒。

通过采用上述技术方案，氯酸盐颗粒遇到高温的锻件后会进行微小的爆裂，进而可以将锻件表层高温氧化的二氧化铁打落下来，以便于后面热处理操作；蒙脱石颗粒具有较强的吸水能力，利用蒙脱石颗粒可以增大沙坑的水分含量；水云母颗粒内水含量较大，能够进一步增加沙坑的水分含量，由于水云母颗粒具有耐高温性，能够反复使用，减少浪费。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述二氧化硅颗粒、所述氯酸盐颗粒、所述蒙脱石颗粒以及所述水云母颗粒的重量分数为二氧化硅颗粒50-100份，氯酸盐颗粒1-5份，蒙脱石颗粒10-20份，水云母颗粒5-10份。

通过采用上述技术方案，将二氧化硅颗粒和蒙脱石颗粒占比相同并占比最多，可以在保证沙坑能够储存水分的同时，也能够减少沙坑的因高温对颗粒物质破坏而造成沙坑中颗粒的缩减。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述沙坑内还包括硝酸钾晶体，所述硝酸钾晶体1-5份。

通过采用上述技术方案，硝酸钾晶体遇水溶解后，遇到高温会释放出氧气，进而会吸收部分热量，加快冷却锻件；此外，硝酸钾晶体遇到高温且轻微的摩擦冲击会迅速地***，进一步有利于将锻件表层高温氧化的二氧化铁打落下来。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：每隔0.5-1小时向所述沙坑喷灌冷水。

通过采用上述技术方案，每隔0.5-1小时向沙坑喷灌冷水，可以保证沙坑能够一直处于湿润状态。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.锻压后的内星轮锻件放入高温炉内进行保温，由于高温炉内的温度远远低于锻压时的温度，进而可以缓慢降低内星轮锻件，在内星轮锻件降低到一定温度后将其放置于沙坑内，利用沙坑内的颗粒覆盖在内星轮锻件的表面，可以对锻件进行再次降温，最后再对内星轮锻件进行热处理，因而在对内星轮锻件进行热处理之前能够保证锻件表面的温度均匀，有利于获得锻件所需的金属组织和机械性能；

2.将高温炉温度先预设为略低于锻件的温度，然后降温再升温，从而会使得锻件表面和内部的温度趋向相等，进而有利于对在热处理时锻件能够获得优良的金属组织和机械性能。

附图说明

图1为本发明中锻造工艺的流程图。

具体实施方式

如背景技术所述，由于内星轮的表面凹凸不平，现有的锻造工艺在热处理之前并不能将内星轮锻件中各个部位的温度达到均等，影响件所需的金属组织和机械性能。

为解决上述问题，本发明公开了一种内星轮的锻造工艺，能够保证锻件在热处理之前表面的温度均匀，有利于获得锻件所需的金属组织和机械性能。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

图1是本发明实施例中一种内星轮的锻造工艺的流程图，以下通过具体步骤进行详细说明：

S101，通过锻压后得到内星轮锻件。

在具体实施中，在锻压前，先对原材料进行检验，可以用光谱仪或者金相显微镜检验原材料的特性，并观察原材料表面有无锈蚀。若原材料检测合格，对原材料进行下料，下料得到锻坯，所述锻坯可以是棒料剪断机进行加工而成。再将锻坯放入加热炉中加热，加热温度可以为800℃。加热后进行锻压，锻压得到内星轮锻件。

S102，将所述内星轮锻件置于高温炉中保温。

高温炉为可调温度炉体，在内星轮锻件置于高温炉之前，将高温炉内的温度预设为600℃，在具体实施中，预设温度也可以为640℃、670℃或者700℃，当对锻坯锻压得到内星轮锻件后，将内星轮锻件置于高温炉内，并保温1.5小时，保温时间也可以为2小时或者2.5小时，从而可以对内星轮锻件进行降温，由于内星轮锻件的内部降温速率低于内星轮锻件的表面，使得内星轮锻件内部的温度高于内星轮锻件表面的温度。

然后再将高温炉的温度调整至200℃，在具体实施中，温度也可以调整至240℃、270℃或者300℃，并保温1.5小时，保温时间也可以为2小时或者2.5小时，从而可以再次对内星轮锻件进行降温，使得锻件内部和表面温度均低于之前的温度，但锻件内部的温度仍高于表面的温度。

最后将高温炉的温度调整至400℃，在具体实施中，温度也可以调整至440℃、470℃或者500℃，并保温0.5小时，保温时间也可以为1小时或者1.5小时，从而再次对内星轮锻件进行升温，由于内星轮锻件表面的升温速率大于内部的升温速率，从而会使得内星轮锻件表面和内部的温度趋向相等，进而使得内星轮锻件的内部和表面的温度都得到了冷却降温。进一步地，在将高温炉内的温度调整至400℃时，向高温炉内添加纯氮，并在纯氮内添加添加剂，添加剂可以是C3H8(丙烷)，纯氮和丙烷在炉内受高温发生裂解，裂解后产生CO(一氧化碳)和H2(氢气)，进而炉内的气体含有CO、H2以及H2，从而形成具有微还原性的保护气团，因而可以保护内星轮锻件实现不增炭、不脱碳以及不氧化的效果。

S103，在保温后将所述内星轮锻件置于沙坑中。

在具体实施中，内星轮锻件完全埋设于沙坑内，使得沙坑内的颗粒完全覆盖于内星轮锻件的表面，有利于保证对锻件的各个位置进行降温。

在具体实施中，沙坑内的颗粒可以包括二氧化硅颗粒、氯酸盐颗粒、蒙脱石颗粒、水云母颗粒以及硝酸钾晶体。氯酸盐颗粒遇到高温的锻件后会进行微小的爆裂，进而可以将锻件表层高温氧化的二氧化铁打落下来，以便于后面热处理操作；蒙脱石颗粒具有较强的吸水能力，利用蒙脱石颗粒可以增大沙坑的水分含量；水云母颗粒内水含量较大，能够进一步增加沙坑的水分含量，由于水云母颗粒具有耐高温性，能够反复使用，减少浪费；而硝酸钾晶体遇水溶解后，遇到高温会释放出氧气，进而会吸收部分热量，加快冷却锻件；此外，硝酸钾晶体遇到高温且轻微的摩擦冲击会迅速地***，进一步有利于将锻件表层高温氧化的二氧化铁打落下来。

进一步的，每隔0.7小时向沙坑内喷罐冷水，在具体实施中，间隔时间可以为0.5小时或者1小时，从而可以保证沙坑能够一直处于湿润状态。

不同组分的二氧化硅颗粒、氯酸盐颗粒、蒙脱石颗粒、水云母颗粒以及硝酸钾晶体组分重量份数以及其效果见表格1。

表格1：不同组份沙坑颗粒在处理内星轮锻件时的降温速率

由表1可知，沙坑内只有二氧化硅时，降温速率为10％；加入蒙脱石颗粒或者水云母颗粒后，降温速率能够提高；当加入氯酸盐颗粒或者硝酸盐颗粒后，降温速率也能够提高；当同时在二氧化硅内掺杂氯酸盐颗粒、蒙脱石颗粒、水云母颗粒、硝酸盐颗粒时，不同比例的组分得到的效果也不同，当二氧化硅为70份、氯酸盐颗粒为3份、蒙脱石颗粒为15份、水云母颗粒为9份、硝酸盐颗粒为3份时，采用这组份组成的沙坑的降温效率为60％。

S104，对所述沙坑内的所述内星轮锻件进行热处理。

在具体实施中，可以使用GST-1080网带式托辊型连续正火炉进行热处理。热处理完成后可以将内星轮输送至履带式抛丸机内，可以去除内星轮表面的毛刺，最后可以利用游标卡尺对内星轮进行终检，合格后可以进行入库。

采用上述实施例的锻造工艺，先将高温炉内的温度预设为略低于锻件的温度，然后将锻压后的内星轮锻件置于高温炉内，再将高温炉的温度调低，使得内星轮锻件表面和内部的温度均降低，但由于内星轮锻件内外降温速率不一致，此时内星轮锻件内部的温度仍高于表面，然后再对高温炉进水升温，从而可以使得内星轮锻件的内外温度一致，因此在后续的沙冷时，能够有利于内星轮锻件的内外温度趋向一致，因而，在后面热处理工序时，能够保证锻件在热处理之前表面的温度均匀，有利于获得锻件所需的金属组织和机械性能。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种内星轮的锻造工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S101：通过锻压后得到内星轮锻件；

S102：将所述内星轮锻件置于高温炉中保温；

S103：在保温后将所述内星轮锻件置于沙坑中；

S104：对所述沙坑内的所述内星轮锻件进行热处理。

2.根据权利要求1所述的一种内星轮的锻造工艺，其特征在于，所述S102步骤中包括：所述高温炉的预设温度为600℃-700℃，保温1.5-2.5小时，在所述内星轮锻件的温度降到600℃-700℃之间后，将所述高温炉内的温度调整至200℃-300℃，保温1.5-2.5小时，在所述内星轮锻件的温度降到200℃-300℃之间后，将所述高温炉内的温度调整至400℃-500℃，保温0.5-1.5小时。

3.根据权利要求2所述的一种内星轮的锻造工艺，其特征在于，在将所述高温炉内的温度调整至400℃-500℃时，向所述高温炉内添加纯氮，所述纯氮内添加有丙烷。

4.根据权利要求1所述的一种内星轮的锻造工艺，其特征在于，所述S104步骤之前，对所述内星轮锻件的表面吹高速风。

5.根据权利要求1所述的一种内星轮的锻造工艺，其特征在于：所述内星轮锻件完全埋设于所述沙坑内。

6.根据权利要求1所述的一种内星轮的锻造工艺，其特征在于，所述沙坑包括二氧化硅颗粒、氯酸盐颗粒、蒙脱石颗粒以及水云母颗粒。

7.根据权利要求6所述的一种内星轮的锻造工艺，其特征在于，所述二氧化硅颗粒、所述氯酸盐颗粒、所述蒙脱石颗粒以及所述水云母颗粒的重量分数为二氧化硅颗粒50-100份，氯酸盐颗粒1-5份，蒙脱石颗粒10-20份，水云母颗粒5-10份。

8.根据权利要求6所述的一种内星轮的锻造工艺，其特征在于，所述沙坑内还包括硝酸钾晶体，所述硝酸钾晶体1-5份。

9.根据权利要求1所述的一种内星轮的锻造工艺，其特征在于，每隔0.5-1小时向所述沙坑喷灌冷水。

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