使用热辅助校准过程形成动力传递部件的方法及使用该方法制造的动力传递部件技术

用于利用超高强度钢形成部件的方法以及通过该方法形成的部件。该方法包括提供超高强度22MnB5钢的板坯料的步骤。该方法的下一步骤是，在坯料处于未硬化的状态下，使板坯料形成为部件的粗加工形状。该方法通过提供惰性气氛来继续。然后，在惰性气氛中对部件的粗加工形状进行加热。该方法通过使用淬火模具形成部件的成品形状而继续进行，从而产生细晶粒马氏体部件材料结构，并且能够进行净形状加工以形成部件的最终几何尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本PCT申请要求2014年3月25日提交的序列号为：61/970,008的美国临时申请和2015年1月28日提交的序列号为：62/108,793的美国临时专利申请的权益及优先权，上述申请中的每个申请的全部内容通过参引并入本文。
本公开整体涉及由超高强度钢比如硼钢形成的部件，以及形成该部件的方法。
技术介绍
目前，超高强度钢被用于建筑构造和静态汽车结构件(例如，车辆本体和框架)。超高强度钢的使用通常允许这些结构件的重量减小。此外，在汽车结构件中，超高强度钢能够实现冲击能量的吸收并且能够使乘客座位区域中的侵入最小。尽管超高强度钢能够被做得非常强固，但其他性能比如可成形性、可焊接性以及冲击韧性可能会受到不利影响，从而导致结构件更容易破裂和断裂。用于机动车辆的动力传递部件——比如，具有位于离合器壳体内的离合器板和离合器毂的离合器组件——是众所周知的。这种离合器壳体具有大致呈筒形本体或杯状本体以及开口端部。筒形本体或杯状本体由金属板坯件形成，并且具有在筒形本体或杯状本体上形成的多个花键齿。离合器板配装在离合器壳体内并且接合花键齿。离合器毂也能够由金属板部件形成并且通常连接至传动轴。包括离合器壳体和离合器毂的动力系部件通常由铝和高强度低合金钢(HSLA)而不是超高强度钢——比如，硼钢——制成。由于铝或HSLA钢的可成形性，因此主要使用铝或HSLA钢。具体地，这些类型的材料是能够实现特殊几何尺寸或形状并且具有所需要的特殊公差的高强度材料。因此，铝或HSLA可以被容易地、有效地且低成本地使用在包括自动变速器的部分的动力系部件中。通常，由铝或HSLA制成的部件——比如离合器壳体和离合器毂——使用冷成形或冲压工序及热处理中的一者或组合来形成以获得期望的形状、性能以及强度特征。此外，比如离合器壳体的多个花键齿之类的结构件可以通过使用一系列辊子而容易地形成。也可以使用相似的工序来形成其他动力系部件，比如，在差速器中使用的行星齿轮架以及在车辆动力系中使用的各种覆盖件。超高强度钢使用上述常规的冷成形技术而缺乏可成形性。对超高强度钢使用常规的冷成形技术通常不会获得所需的几何尺寸和公差的形成。然而，出于与上述原因类似的原因(例如，减小部件重量并且提高冲击能量的吸收)，制造商和供应商期望，当在汽车结构件的静态应用中使用时，利用超高强度钢形成汽车部件，比如，动力传动部件。由此，存在对由超高强度钢比如硼钢形成的部件比如离合器壳体和离合器毂的需要。此外，存在对形成所述部件的方法的需要。
技术实现思路
该部分提供了与本公开相关联的专利技术构思的总体概述，并且该部分不旨在表示本公开的全部范围或者本公开的特征、目的、方面和优点的综合的公开。提供了由超高强度钢形成的部件以及通过超高强度钢形成这些部件的方法。根据本公开的方面，用于利用超高强度钢来形成部件的方法包括提供超高强度钢的板坯料的步骤。该方法通过使板坯料形成为部件的粗加工形状来进行。接着，该方法包括提供惰性气氛并且在惰性气氛中对部件的粗加工形状进行加热的步骤。然后，使用淬火模具形成成品形状。根据本公开的方面，超高强度钢的部件通过提供超高强度钢的板坯料来产生。接着，使板坯料形成为部件的粗加工形状。之后提供惰性气氛并且在惰性气氛中对部件的粗加工形状进行加热。然后，使用淬火模具形成部件的成品形状以获得该部件。根据依照本公开构造的部件的示例性实施方式，提供了离合器壳体。离合器壳体具有筒形本体或杯状本体以及开口端部。根据本公开的这个示例性实施方式，用于由超高强度钢形成离合器壳体的方法包括对离合器壳体的本体进行冷成形，在惰性气氛中进行热处理，以及使用水冷淬火模具淬火以形成及完成筒形本体或杯状本体。形成离合器壳体的本体的超高强度钢可以是硼钢。根据本公开的这个示例性实施方式，用于由超高强度钢形成部件的方法包括使钢的板坯料预成形或冷成形为预定形状。预定形状可以是筒形本体或杯状本体。钢的板坯料的冷成形的步骤可以包括沿着钢的坯料形成多个花键齿。该方法还可以包括在惰性气氛中对钢的坯料进行热处理。惰性气氛可以是感应炉或感应室。此外，热处理可以局部定位或者整个定位。该方法还包括对经过热处理的钢的坯料进行淬火。淬火可以包括沿着钢的坯料形成多个花键齿，或者使用水冷淬火模具最终完成预定成形。根据本公开的这个示例性实施方式，用于由超高强度钢形成部件的方法包括在惰性气氛中对钢的坯料进行热处理，并且对经过热处理的坯料进行淬火以形成预定形状。根据依照本公开构造的部件的第二示例性实施方式，提供了离合器毂。离合器毂具有杯状本体和开口端部。根据依照本公开构造的部件的第三示例性实施方式，提供了无级变速器(CVT)活塞。CVT活塞包括限定布置在中央的开口的大致呈钟形的本体。根据依照本公开构造的部件的第四示例性实施方式，提供了CVT气缸。CVT气缸包括环形或筒形形状的本体，该本体具有第一端部和第二端部并且包括在第一端部处形成的肩部。根据依照本公开构造的部件的第五示例性实施方式，提供了行星齿轮架。行星齿轮架包括通过焊接接合在一起的第一工件和第二工件。第一工件包括纵向延伸的多个腿部。围绕每个工件的周界以彼此间隔的关系周向地布置有多个孔。根据依照本公开构造的部件的第六示例性实施方式，提供了反作用壳。反作用壳包括本体，该本体包括第一直径的筒形第一部分以及比第一直径更大的第二直径的筒形第二部分。围绕筒形第二部分布置有多个径向向外延伸的花键齿。根据依照本公开构造的部件的第七示例性实施方式，提供了差速器壳体。差速器壳体大致呈杯状形状或鼓形状，其具有限定中央开口的管状颈部部分并且包括从颈部部分径向地以及纵向地延伸的多个臂部。根据依照本公开构造的部件的第八示例性实施方式，提供了差速器盖。差速器盖包括在大致呈筒形的第一端部与相对的环形第二端部之间延伸的大致呈钟形形状的本体。盖的第二端部附接有齿圈。根据依照本公开构造的部件的第九示例性实施方式，提供了扭矩变换器盖。扭矩变换器盖包括前部部分和后部部分。前部部分大致呈鼓形形状并且包括径向壁和一体的筒形部分，该一体的筒形部分具有从径向壁纵向延伸的内表面。后部部分是环形形状，并且具有中央开口以及弯曲的截面或半圆形状。根据依照本公开构造的部件的第十示例性实施方式，提供了油盘。油盘包括具有侧壁的大致呈矩形的基部，该侧壁围绕基部的周缘布置并且从基部大致垂直地延伸至上部的连续凸缘，该上部的连续凸缘适于紧固在发动机的缸体的下方。本文中公开的各方面提供了各种优点。例如，与使用HSLA钢的常规部件相比，由于材料强度增强，从而使截面减小，因此部件是更轻量的。使用超高强度钢的部件比常规部件耐受性增强。由于该方法不像需要额外的微调比如激光微调的常规方法，而使用水冷淬火进行部件微调，因此该方法更具成本效率并且降低了成本。换句话说，基于由于使用水冷淬火而致使切削力减小，因此减少了模具磨损和维护。此外，由于使用局部感应加热而对软的部件进行了微调并且增强了制造柔性，从而使裂纹开裂减小，因此提高了部件的可靠性。附图说明通过参照以下结合附图所考虑的详细描述，本公开的其他优点将更容易被认识，同时变得更容易理解，在附图中：图1为根据本公开的示例性实施方式的离合器壳体和离合器毂的立体图；图2为沿着图1的2-2的剖视图；图3为根据本公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于利用超高强度钢形成部件的方法，所述方法包括下述步骤：提供超高强度钢的板坯料；使所述板坯料形成为部件的粗加工形状；提供惰性气氛；在所述惰性气氛中对所述部件的所述粗加工形状进行加热；以及使用淬火模具形成所述部件的成品形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.25 US 61/970,008;2015.01.28 US 62/108,7931.一种用于利用超高强度钢形成部件的方法，所述方法包括下述步骤：提供超高强度钢的板坯料；使所述板坯料形成为部件的粗加工形状；提供惰性气氛；在所述惰性气氛中对所述部件的所述粗加工形状进行加热；以及使用淬火模具形成所述部件的成品形状。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述惰性气氛中对所述部件的所述粗加工形状进行加热的步骤进一步限定为在所述惰性气氛中在850摄氏度与950摄氏度之间的温度下对所述部件的所述粗加工形状进行加热。3.根据权利要求1所述的方法，其中，使用淬火模具形成所述部件的成品形状的步骤进一步限定为在将所述部件冷却至150摄氏度与250摄氏度之间的温度的时候使用淬火模具形成所述部件的成品形状。4.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述板坯料形成为部件的粗加工形状的步骤还包括在所述粗加工形状中形成多个花键齿的步骤。5.根据权利要求1所述的方法，其中，使用淬火模具形成所述部件的成品形状的步骤进一步限定为在使用淬火模具在所述部件中形成多个花键齿的时候使用所述淬火模具形成所述部件的成品形状。6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述惰性气氛中对所述部件的所述粗加工形状进行加热的步骤限定为在所述惰性气氛中对所述粗加工形状的至少一个特定区域进行局部加热，以使强度集中在所述部件的所述特定区域中。7.根据权利要求1所述的方法，还包括为所述超高强度钢的板坯料涂覆铝硅合金的步骤，以防止所述超高强度钢被加热时发生腐蚀和脱碳。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述超高强度钢的板坯料是22MnB5超高强度钢类型。9.一种超高强度钢的部件，所述超高强度钢的部件通过下述步骤生产：提供超高强度钢的板坯料；使所述板坯料形成为所述部件的粗加工形状；提供惰性气氛；在所述惰性气氛中对所述部件的所述粗加工形状进行加热；以及使用淬火模具形成所述部件的成品形状以获得所述部件。10.根据权利要求8所述的部件，其中，所述部件是离合器壳体，并且所述板坯料是超高强度钢的带材，并且所述部件还通过下述步骤产生：使所述粗加工形状形成为具有径向环形部分和筒形鼓部分的筒形形状；以及在形成所述成品形状的时候使用所述淬火模具在所述离合器壳体的所述筒形鼓部分中形成多个花键齿。11.根据权利要求8所述的部件，其中，所述部件是离合器毂，并且所述板坯料是超高强度钢的带材，并且所述部件还通过下述步骤产生：使所述粗加工形状形成为具有径向环形部分和筒形鼓部分并且包括管状颈部的筒形形状；在所述粗加工形状的所述径向环形部分中形成多个大致呈三角形的开口；在形成所述成品形状的时候使用所述淬火模具在所述离合器毂的所述筒形鼓部分中形成多个花键齿；以及将驱动齿轮附接至所述管状颈部。12.根据权利要求8所述的部件，其中，所述部件是CVT活塞，并且所述部件还通过下述步骤产生：形成具有厚的中心以及厚的外缘的所述粗加工形状；以及用所述淬火模具形成限定有布置在中央的开口的大致呈钟形的本体的所述成品形状...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·R·萨博，索科尔·舒拉，
申请(专利权)人：麦格纳动力系有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA