本发明专利技术提供一种汽车差速器驱动齿轮液态模锻工艺，所述工艺包括如下步骤：1)冶炼；2)设计模具；3)液态模锻；4)正火；5)车削加工；6)渗碳、淬火；7)回火；8)磨削加工；9)抛丸、探伤；10)磷皂化处理、清理、抛光、涂防锈油。所述工艺采用液态模锻方式进行齿轮加工锻造，省力、节能、材料利用率高，坯件即接近驱动齿轮的最终加工齿轮，模锻质量高，所得齿轮硬度高，耐磨性好，耐腐性高，锻压成本低，锻压工艺对环境友好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种汽车差速器驱动齿轮液态模锻工艺。
技术介绍
汽车差速器能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构。主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。在四轮驱动时，为了驱动四个车轮，必须将所有的车轮连接起来，如果将四个车轮机械连接在一起，汽车在曲线行驶的时候就不能以相同的速度旋转，为了能让汽车曲线行驶旋转速度基本一致性，这时需要加入中间差速器用以调整前后轮的转速差。差速器中的驱动齿轮是保证差速器正常运转的重要部件，其性能的好坏对差速器的运行有着重要影响，汽车差速器用驱动齿轮生产大多采用锻造工艺，锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。其中，锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。金属在变形前的横断面积与变形后的横断面积之比称为锻造比。正确地选择锻造比、合理的加热温度及保温时间、合理的始锻温度和终锻温度、合理的变形量及变形速度对提高产品质量、降低成本有很大关系。而液态模锻，又称挤压铸造、连铸连锻，是一种既具有铸造特点，又类似模锻的新兴金属成形工艺。它是将一定量的被铸金属液直接浇注入涂有润滑剂的型腔中，并持续施加机械静压力，利用金属铸造凝固成形时易流动和锻造技术使已凝固的硬壳产生塑性变形，使金属在压力下结晶凝固并强制消除因凝固收缩形成的缩孔缩松，以获得无铸造缺陷的液态模锻制件。人们通常把这种方法称之为液态模锻。目前，对于汽车差速器用驱动齿轮的锻造，目前国内主要存在如下文献：专利公开号：CN101773976A，公开了一种差速器直锥齿轮精密锻造阻氧化加热保护生产工艺，(1)上料；(2)预热到250～300℃，蒸发抗氧化剂中的水分；(3)雾状喷涂抗氧化剂保护表面；(4)中频加热至900～950℃；(5)筛除温度不合格料块；(6)上料到预锻模腔；(7)模具润滑并预锻成型；(8)取料转移到精锻模腔；(9)模具润滑并热精锻成形；(10)取料转移到出料滑道；(11)工件在缓冷箱中保温并缓冷；(12)切锻造飞边；(13)表面清理，去除表面微氧化皮；(14)冷精压成形精锻件。本专利技术自动化生产，避免人工恶劣环境，生产效率高，工艺性稳定，节材，节能，生产成本低，锻件精度稳定，成形质量好，提高承载能力，延长使用寿命，增强工作可靠性，减小传动噪声和震动。可广泛应用于差速器直锥齿轮制造过程中。然而该专利提供的生产工艺，其在初始阶段还需喷涂抗氧化剂处理，没有渗碳、淬火等热处理步骤，无法保证所得差速器直锥齿轮的机械性能，而且其采用的热精锻方式，材料利用率低，生产成本高。
技术实现思路
为解决上述存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种汽车差速器驱动齿轮液态模锻工艺，采用液态模锻方式进行齿轮加工锻造，省力、节能、材料利用率高，坯件即接近驱动齿轮的最终加工齿轮，模锻质量高，所得齿轮硬度高，耐磨性好，耐腐性高，锻压成本低，锻压工艺对环境友好。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种汽车差速器驱动齿轮液态模锻工艺，所述工艺包括如下步骤：1)冶炼按下述化学成分采用电炉进行冶炼、精炼得钢液，钢液出炉温度为1200～1300℃；其化学成分质量百分比为：C：0.18～0.21％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.80～1.15％，Cr：1.2～1.24％，P：0.008～0.012％，Al：0.01～0.03％，Ni：1.5～2.5％，Mo：0.15～0.35％，Ti：0.01～0.04％，Nb：0.08～0.15％，N≤0.002％，O≤0.001％，余量为Fe和不可避免的杂质；2)设计模具根据主减速齿轮的形状和结构设计液态模锻模具，包括凹模和凸模，模具凹模内腔直径为150～210mm，凹模高度180～200mm，凸、凹模单边间隙0.5～1mm；3)液态模锻将液态模锻模具固定于间接挤压铸造机上，先将模具预热至100～200℃，在所述液态模锻模具凹模内依次涂覆脱模剂和润滑剂，然后将模具升温至800～900℃，然后将1200～1300℃的钢液浇注到所述液态模锻模具中，浇筑时间5～10s，然后将模具升温至1250～1300℃，凸模以20～30mm/s的速度下行加压充型，以100～120MPa的压力继续推动凸模对钢液持续施压，保持压力，直至钢液完全凝固，以130～150MPa的压力保压50～60s，出模冷却，得主减速齿轮坯件，将坯件冷却至300～400℃，保温10～15小时；4)正火将所述坯件置于正火炉中，以1.5～2℃/min的速率升温至680～700℃，再以1.0～1.5℃/min的速率升温至960～1050℃，保温2～2.5小时出炉，空冷至室温，冷却速度10～15℃/min；5)车削加工采用数控车床对正火处理后的毛坯进行车削加工，进行切边、冲孔，同步完成坯件孔径、端面及外圆的加工，孔径、端面及外圆分别预留1～2mm的加工余量，整体表面粗造度为Ra5～6μm；6)渗碳、淬火将车削加工后的坯件置于加热炉内，在渗碳剂中以15～20℃/min的速率升温至900～950℃进行渗碳，渗碳时间2～4小时，将渗碳后的齿轮冷却至810～850℃，均温1～1.5小时，然后在80～100℃淬火油中淬火；7)回火将淬火后的坯件送入回火炉中进行回火处理，回火温度500～550℃，保温2～4h后，以10℃/min的速度冷却至室温；8)磨削加工对回火处理后的坯件的孔径、端面及外圆进行磨削加工，磨削去除外圆加工余量至表面粗造度为Ra0.6～0.8μm，磨削去除孔径加工余量至表面粗糙度为Ra0.6～0.8μm，磨削去除端面加工余量至表面粗糙度为Ra0.6～0.8μm；9)抛丸、探伤将磨削加工后的坯件送入履带式抛丸机进行抛丸处理，用荧光磁粉进行磁粉探伤、超声波探伤处理；10)磷皂化处理、清理、抛光、涂防锈油将磨削加工处理后的坯件进行磷皂化处理，清理去除表面氧化皮，送入齿轮抛光机抛光，涂覆防锈油，干燥，得所述差速器驱动齿轮。进一步，步骤6)所用渗碳剂为煤油。另，步骤6)所述渗碳步骤中，渗碳分为起始阶段、强渗阶段和扩散阶段，起始阶段的碳势CP为0.8～0.9C％，强渗阶段的碳势CP为0.9～1.02C％；扩散阶段的碳势0.75～0.5C％，起始阶段的时间为0.5～0.8小时，强渗阶段的时间1.2～2.5小时，扩散阶段的时间为0.3～0.7小时。另有，所述磷皂化处理时间为1～2小时。再，步骤3)所用润滑剂为玻璃润滑剂。再有，步骤3)所用脱模剂包括如下重量份的成分：石蜡：20～30份，亚油酸甲酯：10～20份，硅藻土：10～15份，滑石粉：5～10份，聚丙烯酸钠：5～10份，EDTA二钠：1～本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汽车差速器驱动齿轮液态模锻工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：1)冶炼按下述化学成分采用电炉进行冶炼、精炼得钢液，钢液出炉温度为1200~1300℃；其化学成分质量百分比为：C：0.18~0.21%，Si：0.15~0.35%，Mn：0.80~1.15%，Cr：1.2~1.24%，P：0.008~0.012%，Al：0.01~0.03%，Ni：1.5~2.5%，Mo：0.15~0.35%，Ti：0.01~0.04%，Nb：0.08~0.15%，N≤0.002%，O≤0.001%，余量为Fe和不可避免的杂质；2)设计模具根据主减速齿轮的形状和结构设计液态模锻模具，包括凹模和凸模，模具凹模内腔直径为150~210mm，凹模高度180~200mm，凸、凹模单边间隙0.5~1mm；3)液态模锻将液态模锻模具固定于间接挤压铸造机上，先将模具预热至100~200℃，在所述液态模锻模具凹模内依次涂覆脱模剂和润滑剂，然后将模具升温至800~900℃，然后将1200~1300℃的钢液浇注到所述液态模锻模具中，浇筑时间5~10s，然后将模具升温至1250~1300℃，凸模以20~30mm/s的速度下行加压充型，以100~120MPa的压力继续推动凸模对钢液持续施压，保持压力，直至钢液完全凝固，以130~150MPa的压力保压50~60s，出模冷却，得主减速齿轮坯件，将坯件冷却至300~400℃，保温10~15小时；4)正火将所述坯件置于正火炉中，以1.5~2℃/min的速率升温至680~700℃，再以1.0~1.5℃/min的速率升温至960~1050℃，保温2~2.5小时出炉，空冷至室温，冷却速度10~15℃/min；5)车削加工采用数控车床对正火处理后的毛坯进行车削加工，进行切边、冲孔，同步完成坯件孔径、端面及外圆的加工，孔径、端面及外圆分别预留1~2mm的加工余量，整体表面粗造度为Ra5~6μm；6)渗碳、淬火将车削加工后的坯件置于加热炉内，在渗碳剂中以15~20℃/min的速率升温至900~950℃进行渗碳，渗碳时间2~4小时，将渗碳后的齿轮冷却至810~850℃，均温1~1.5小时，然后在80~100℃淬火油中淬火；7)回火将淬火后的坯件送入回火炉中进行回火处理，回火温度500~550℃，保温2~4h后，以10℃/min的速度冷却至室温；8)磨削加工对回火处理后的坯件的孔径、端面及外圆进行磨削加工，磨削去除外圆加工余量至表面粗造度为Ra0.6~0.8μm，磨削去除孔径加工余量至表面粗糙度为Ra0.6~0.8μm，磨削去除端面加工余量至表面粗糙度为Ra0.6~0.8μm；9)抛丸、探伤将磨削加工后的坯件送入履带式抛丸机进行抛丸处理，用荧光磁粉进行磁粉探伤、超声波探伤处理；10)磷皂化处理、清理、抛光、涂防锈油将磨削加工处理后的坯件进行磷皂化处理，清理去除表面氧化皮，送入齿轮抛光机抛光，涂覆防锈油，干燥，得所述差速器驱动齿轮。...
【技术特征摘要】
1.一种汽车差速器驱动齿轮液态模锻工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：1)冶炼按下述化学成分采用电炉进行冶炼、精炼得钢液，钢液出炉温度为1200~1300℃；其化学成分质量百分比为：C：0.18~0.21%，Si：0.15~0.35%，Mn：0.80~1.15%，Cr：1.2~1.24%，P：0.008~0.012%，Al：0.01~0.03%，Ni：1.5~2.5%，Mo：0.15~0.35%，Ti：0.01~0.04%，Nb：0.08~0.15%，N≤0.002%，O≤0.001%，余量为Fe和不可避免的杂质；2)设计模具根据主减速齿轮的形状和结构设计液态模锻模具，包括凹模和凸模，模具凹模内腔直径为150~210mm，凹模高度180~200mm，凸、凹模单边间隙0.5~1mm；3)液态模锻将液态模锻模具固定于间接挤压铸造机上，先将模具预热至100~200℃，在所述液态模锻模具凹模内依次涂覆脱模剂和润滑剂，然后将模具升温至800~900℃，然后将1200~1300℃的钢液浇注到所述液态模锻模具中，浇筑时间5~10s，然后将模具升温至1250~1300℃，凸模以20~30mm/s的速度下行加压充型，以100~120MPa的压力继续推动凸模对钢液持续施压，保持压力，直至钢液完全凝固，以130~150MPa的压力保压50~60s，出模冷却，得主减速齿轮坯件，将坯件冷却至300~400℃，保温10~15小时；4)正火将所述坯件置于正火炉中，以1.5~2℃/min的速率升温至680~700℃，再以1.0~1.5℃/min的速率升温至960~1050℃，保温2~2.5小时出炉，空冷至室温，冷却速度10~15℃/min；5)车削加工采用数控车床对正火处理后的毛坯进行车削加工，进行切边、冲孔，同步完成坯件孔径、端面及外圆的加工，孔径、端面及外圆分别预留1~2mm的加工余量，整体表面粗造度为Ra5~6μm；6)渗碳、淬火将车削加工后的坯件置于加热炉内，在渗碳剂中以15~20℃/min的速率升温至900~950℃进行渗碳，渗碳时间2~4小时，将渗碳后的齿轮冷却至810~850℃，均温1~1.5小时，然后在80~100℃淬火油中淬火；7)回火将淬火后的坯件送入回火炉中进行回火处理，回火温度500~550℃，保温2~4h后，以10℃/min的速度冷却至室温；8)磨削加工对回火处理后的坯件的孔径、端面及外圆进行磨削加工，磨削去除外圆加工余量至表面粗造度为Ra0.6~0.8μm，磨削去除孔径加工余量至表面粗糙度为Ra0.6~0.8μm，磨削去除端面加工余量至表面粗糙度为Ra0.6~0.8μm；9)抛丸、探伤将磨削加工后的坯件送入履...
【专利技术属性】
技术研发人员：甘元，张添鑫，陆以春，陈波，易立，王正国，
申请(专利权)人：江苏保捷锻压有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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