CN113843418A - 一种汽车变速器信号轮的成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种汽车变速器信号轮的成型工艺，包括以下步骤：提供原料粉末；对所述原料粉末进行压坯得坯件；对所述坯件进行烧结硬化得汽车变速器信号轮。本发明提供的汽车变速器信号轮的成型工艺，以原料粉末为材料，汽车变速器信号轮成型后无需铣削加工，材料利用率高；此外，工序也较少，有助于降低生产成本、提高生产效率。

Description

一种汽车变速器信号轮的成型工艺
技术领域
本发明涉及汽车变速器信号轮生产技术领域，特别涉及一种汽车变速器信号轮的成型工艺。
背景技术
汽车变速器信号轮使用在汽车变速器中，起采集信号的作用。目前汽车变速器信号轮主要的成型工艺为钢管经过热处理后铣加工成型，由于采用铣削的减材方式，存在材料利用率低，加工效率低，加工成本高的问题。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种汽车变速器信号轮的成型工艺，旨在解决现有的成型工艺存在材料利用率低，加工效率低，加工成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种汽车变速器信号轮的成型工艺，包括以下步骤：
提供原料粉末；
对所述原料粉末进行压坯得坯件；
对所述坯件进行烧结硬化得汽车变速器信号轮。
可选地，以重量百分比计，所述原料粉末包括以下组分：
0.5～0.8％的C、1.6～2.4％的Cu、3.6～4.4％的Ni、1.3～1.7％的Mo、小于2％的杂质，余量为Fe。
可选地，所述对所述原料粉末进行压坯得坯件的步骤包括：
按比例称取42～44g的所述原料粉末，对所述原料粉末进行压坯得坯件。
可选地，所述对所述原料粉末进行压坯得坯件的步骤中，所述压坯速度为8～12s/件。
可选地，所述对所述原料粉末进行压坯得坯件包括：
对所述原料粉末进行压坯得坯件，压坯时进行压力监测，剔除出监测值与压力预设值不符的所述坯件。
可选地，所述对所述原料粉末进行压坯得坯件的步骤之后，所述对所述坯件进行烧结硬化得汽车变速器信号轮的步骤之前，还包括：
对所述坯件进行重量检测，剔除出检测值与重量预设值不符的所述坯件。
可选地，所述对所述坯件进行烧结硬化得汽车变速器信号轮的步骤包括：
对所述坯件依次进行预热、烧结、快冷，得到汽车变速器信号轮。
可选地，所述对所述坯件依次进行预热、烧结、快冷，得到汽车变速器信号轮的步骤在氮气和氨气的混合气体中进行。
可选地，所述预热温度为535～565℃；和/或，
所述快冷速度为2～3℃/s；和/或，
所述烧结温度为1110～1130℃；和/或，
所述烧结时间为25～35min。
可选地，所述对所述坯件进行烧结硬化得汽车变速器信号轮的步骤之后，还包括：
对所述汽车变速器信号轮进行去除毛刺处理；
对去除毛刺处理后的所述汽车变速器信号轮进行清洗。
本发明技术方案中，以原料粉末为材料，汽车变速器信号轮成型后无需铣削加工，材料利用率高；此外，工序也较少，有助于降低生产成本、提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提出的汽车变速器信号轮的成型工艺的第一实施例的流程示意图；
图2为本发明提出的汽车变速器信号轮的成型工艺的第二实施例的流程示意图；
图3为本发明提出的汽车变速器信号轮的成型工艺的第三实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
汽车变速器信号轮使用在汽车变速器中，起采集信号的作用。目前汽车变速器信号轮主要的成型工艺为钢管经过热处理后铣加工成型，由于采用铣削的减材方式，存在材料利用率低，加工效率低，加工成本高的问题。
鉴于此，本发明提出一种汽车变速器信号轮的成型工艺，以原料粉末为材料，汽车变速器信号轮成型后无需铣削加工，材料利用率高；此外，工序也较少，有助于降低生产成本、提高生产效率。图1至图3为本发明提出的汽车变速器信号轮的成型工艺的实施例的流程示意图。
请参照图1，所述汽车变速器信号轮的成型工艺包括以下步骤：
S10、提供原料粉末。
汽车变速器信号轮的要求如下：零件压坯分模面尺寸公差0.15；零件表面粗糙度Ra3.2；非分模面尺寸公差0.1min；零件硬度300HV5min；零件密度不小于6.9g/cm2。为使成型得到的汽车变速器信号轮的密度和尺寸等满足要求，需使用合适的原料粉末。
具体地，以重量百分比计，所述原料粉末包括以下组分：0.5～0.8％的C、1.6～2.4％的Cu、3.6～4.4％的Ni、1.3～1.7％的Mo、小于2％的杂质，余量为Fe。汽车变速器信号轮采集信号是通过电磁感应，C是汽车变速器信号轮中必须的组分，但C含量过多会降低一定的磁性能，因此，本成型工艺优选C0.5～0.8％；Cu相对较软，能提高后续压坯时的压制性能；通过添加Cu、Ni以及Mo，且Cu、Ni以及Mo的配比科学，有助于提高汽车变速器信号轮的密度和硬度，使其满足要求。
S20、对所述原料粉末进行压坯得坯件。
压坯，在一定压力下将粉末压成所需形状。本发明不限制压坯采用的具体设备，在本发明实施例中，采用160Ton机械压力机进行压坯。
此外，步骤S20具体包括：按比例称取42～44g的所述原料粉末，对所述原料粉末进行压坯得坯件。其中，所述比例是指0.5～0.8％的C、1.6～2.4％的Cu、3.6～4.4％的Ni、1.3～1.7％的Mo、小于2％的杂质，余量为Fe。通过称取42～44g所述原料粉末，使得利用该质量范围的原料粉末压坯得到的坯件最符合本发明实施例对汽车变速器信号轮的尺寸和密度要求，进一步提高材料利用率。
进一步地，在步骤S20中，所述压坯速度为8～12s/件，如8s/件、9s/件、10s/件、11s/件、12s/件等，有助于提高成型效率，利于大批量连续化生产。
不仅如此，步骤S20还可按如下工艺进行：对所述原料粉末进行压坯得坯件，压坯时进行压力监测，剔除出监测值与压力预设值不符的所述坯件。压坯时进行压力监控，压坯时压力是决定坯件质量的关键因素，具体地，在本发明实施例中压力预设值为10～15Ton的范围，压力监测不正常的零件自动剔除或零件预警，利于生产良率。
请参照图2，在步骤20之后，在步骤30之前，还包括：
步骤21、对所述坯件进行重量检测，剔除出检测值与重量预设值不符的所述坯件。
对压坯得到的所述坯件进行100％重量检测，其中，重量预设值为42～44g的范围，剔除重量不符合要求的所述坯件，避免不合格坯件流入下一工序，进一步提高生产良率。
S30、对所述坯件进行烧结硬化得汽车变速器信号轮。
所谓烧结硬化，就是将普通烧结与提高材料性能的淬火热处理工序合二为一，将原料粉末转化成部分或全部马氏体组织以得到高性能的冶金产品。本发明实施例采用德国马勒烧结硬化炉，推进速度为5.5m/h，坯件进入德国马勒烧结硬化炉的方式为单层平铺进入，如此，使烧结效果更好。
步骤30具体包括：对所述坯件依次进行预热、烧结、快冷，得到汽车变速器信号轮，烧结前预热有利于烧结，快冷能够加快坯件的冷却速度，提高生产效率。
需要说明的是，步骤30在氮气和氨气的混合气体中进行，保证无氧环境，防止氧化。
进一步地，所述预热温度为535～565℃，如535℃、545℃、550℃、555℃、565℃等，在该温度范围内，预热更充分。
本发明不限制所述快冷的速度，优选地，在本发明实施例中，所述快冷速度为2～3℃/s，如2℃/s、2.3℃/s、2.5℃/s、2.8℃/s、3℃/s等，有利于使坯件快速冷却。
所述烧结温度为1110～1130℃，如1110℃、1115℃、1120℃、1125℃、1130℃等，烧结温度高，在该烧结温度范围内一次烧结即可使后续汽车变速器信号轮的性能满足要求，无需多次烧结，减少步骤30的用时，提高生产效率。
所述烧结时间为25～35min，如25min、28min、30min、32min、35min等，如此，坯件能够充分烧结。
请参照图3，步骤30之后，还包括：
步骤40、对所述汽车变速器信号轮进行去除毛刺处理。
所述汽车变速器信号轮在成型过程中会产生毛刺，因此需要进行去除毛刺处理。本发明不限制去除毛刺处理采用的具体设备，在本发明实施例中，去除毛刺处理采用刷毛刺机。毛刺的存在会影响汽车变速器信号轮的使用，通过去除毛刺处理，去除汽车变速器信号轮上的毛刺，利于汽车变速器信号轮的使用性能。
进一步地，步骤40之后，还包括：
步骤50、对去除毛刺处理后的所述汽车变速器信号轮进行清洗。
烧结得到的汽车变速器信号轮会产生表面氧化等不良现象，汽车变速器信号轮对清洁度和表面质量要求比较高，因此，所述对去除毛刺处理后的所述汽车变速器信号轮进行清洗的步骤尤为关键，它能够提高所述汽车变速器信号轮的表面质量和清洁度。具体地，本发明通过超声波清洗机对去除毛刺处理后的所述汽车变速器信号轮进行清洗，清洗效果好。
以下结合具体实施例和试验数据对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。表1为实施例和对比例的用量，表2为与表1对应的试验结果，表3为传统成型工艺制得汽车变速器信号轮所需加工用时，表4为按实施例1用量加工制得汽车变速器信号轮所需加工用时。
表1实施例1至5、对比例1至4的用量
C(％) Cu Ni Mo 杂质 Fe
实施例1 0.6％ 1.6％ 3.8％ 1.3％ 1％ 91.7％
实施例2 0.6％ 1.8％ 3.8％ 1.5％ 1.2％ 89.8％
实施例3 0.8％ 1.8％ 4％ 1.7％ 0.8％ 90.9％
实施例4 0.5％ 1.8％ 4％ 1.5％ 1.5％ 90.7％
实施例5 0.5％ 2％ 4％ 1.5％ 0.8％ 91.2％
对比例1 0.3％ 1.6％ 3.2％ 1.2％ 1.5％ 92.2％
对比例2 0.4％ 1.8％ 3.5％ 1.1％ 0.8％ 92.4％
对比例3 0.5％ 2.2％ 3.3％ 1.1％ 1.5％ 91.4％
对比例4 0.5％ 1.8％ 3％ 1.3％ 3％ 90.4％
表2对应实施例1至5、对比例1至4得到的试验结果
Figure BDA0003286257800000061
Figure BDA0003286257800000071
其中材料成本指的是单件汽车变速器信号轮所需的原料粉末成本。由表2可知，相较于对比例1至4，实施例1至5得到的汽车变速器信号轮零件硬度值更大，超过300HV。
表3传统加工所需加工用时
工序 生产成本(元) 用时(s)
材料 0.36
下料 0.2 10
粗车 0.50 30
调质 0.30 30
精车 0.50 30
铣孔 0.40 24
铣齿 1.50 72
去毛刺 0.15
清洗 0.12
总成本 4.03
总用时 196
其中，传统工序流程依次为：下料、粗车、调质、精车、铣孔、铣齿、去毛刺、清洗，生产成本指的是生产单件汽车变速器信号轮所需的成本。并通过清洗后得到的信号轮质量除以下料质量得到材料利用率为50％。
表4按实施例1加工所需加工用时
Figure BDA0003286257800000072
Figure BDA0003286257800000081
其中，压制指的是：对所述原料粉末进行压坯得坯件，烧结硬化指的是：对所述原料粉末进行压坯得坯件，生产成本指的是生产单件汽车变速器信号轮所需的成本。并通过清洗后得到的信号轮质量除以混料质量得到材料利用率为99％。
由表3和表4可知，相比于传统成型工艺，本发明实施例1材料利用率高，所需生产成本更低，且所需加工用时更低，生产效率更高。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车变速器信号轮的成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
提供原料粉末；
对所述原料粉末进行压坯得坯件；
对所述坯件进行烧结硬化得汽车变速器信号轮。
2.如权利要求1所述的汽车变速器信号轮的成型工艺，其特征在于，以重量百分比计，所述原料粉末包括以下组分：
0.5～0.8％的C、1.6～2.4％的Cu、3.6～4.4％的Ni、1.3～1.7％的Mo、小于2％的杂质，余量为Fe。
3.如权利要求1所述的汽车变速器信号轮的成型工艺，其特征在于，所述对所述原料粉末进行压坯得坯件的步骤包括：
按比例称取42～44g的所述原料粉末，对所述原料粉末进行压坯得坯件。
4.如权利要求1所述的汽车变速器信号轮的成型工艺，其特征在于，所述对所述原料粉末进行压坯得坯件的步骤中，所述压坯速度为8～12s/件。
5.如权利要求1所述的汽车变速器信号轮的成型工艺，其特征在于，所述对所述原料粉末进行压坯得坯件包括：
对所述原料粉末进行压坯得坯件，压坯时进行压力监测，剔除出监测值与压力预设值不符的所述坯件。
6.如权利要求1所述的汽车变速器信号轮的成型工艺，其特征在于，所述对所述原料粉末进行压坯得坯件的步骤之后，所述对所述坯件进行烧结硬化得汽车变速器信号轮的步骤之前，还包括：
对所述坯件进行重量检测，剔除出检测值与重量预设值不符的所述坯件。
7.如权利要求1所述的汽车变速器信号轮的成型工艺，其特征在于，所述对所述坯件进行烧结硬化得汽车变速器信号轮的步骤包括：
对所述坯件依次进行预热、烧结、快冷，得到汽车变速器信号轮。
8.如权利要求7所述的汽车变速器信号轮的成型工艺，其特征在于，所述对所述坯件依次进行预热、烧结、快冷，得到汽车变速器信号轮的步骤在氮气和氨气的混合气体中进行。
9.如权利要求7所述的汽车变速器信号轮的成型工艺，其特征在于，所述预热温度为535～565℃；和/或，
所述快冷速度为2～3℃/s；和/或，
所述烧结温度为1110～1130℃；和/或，
所述烧结时间为25～35min。
10.如权利要求1所述的汽车变速器信号轮的成型工艺，其特征在于，所述对所述坯件进行烧结硬化得汽车变速器信号轮的步骤之后，还包括：
对所述汽车变速器信号轮进行去除毛刺处理；
对去除毛刺处理后的所述汽车变速器信号轮进行清洗。
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