利用超高强度钢形成部件的方法和通过此方法形成的部件技术

本发明专利技术提供了一种利用超高强度钢形成部件的方法和通过此方法形成的部件。第一方法包括下述步骤：提供超高强度刚的坯件、将坯件冷成形为粗加工部件以及对粗加工部件的外表面施加涂层，所述涂层适于在对部件进行加热期间抑制在粗加工部件上形成铁氧体软层。第二方法包括下述步骤：提供大尺寸厚度的超高强度刚的坯件、将坯件冷成型为成品部件、对成品部件进行加热以及在不使用工具的情况下对部件进行淬火。

【技术实现步骤摘要】
利用超高强度钢形成部件的方法和通过此方法形成的部件相关申请的交叉引用本申请要求于2018年1月19日提交的序列号为15/875,042的美国专利申请的优先权，该美国专利申请要求于2017年2月15日提交的序列号为62/459,262并且名称为“MethodsofFormingComponentsUtilizingUltra-HighStrengthSteelandComponentsFormedThereby(利用超高强度钢形成部件的方法和通过此方法形成的部件)”的美国临时专利申请的权益。每个申请的全部公开内容在此通过参引并入。
本公开总体上涉及由诸如硼钢之类的超高强度钢形成部件的方法以及通过这种方法形成的部件。
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例如车身和框架中。超高强度钢的使用通常允许这些结构的重量减小。另外，在汽车结构件中，超高强度钢能够吸收冲击能量并且能够最大限度地减少对乘客座位区域的入侵。尽管超高强度钢可以被制造得非常强固，但是其他性能比如可成形性、可焊接性和冲击韧性可能受到不利影响，从而导致结构件可能更易于开裂和断裂。用于机动车辆的动力传动部件、比如具有离合器毂和位于离合器壳体内的离合器板的离合器组件是众所周知的。这种离合器壳体具有大体筒状或杯状本体和敞开端。筒状或杯状本体由金属板坯件形成并且具有形成于其上的多个花键齿。离合器板配合在离合器壳体内并且接合花键齿。离合器毂也可以是成形的金属板部件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统部件通常由铝或高强度低合金钢(HSLA)制成，而不是由比如硼钢的超高强度钢制成。铝或HSLA钢主要是由于其成形性能而被使用。具体地，这些类型的材料是高强度材料，其可以获得特定的几何尺寸或形状并具有所需的特定公差。因此，铝或HSLA可以被容易地、有效地且低成本地用于包括自动变速部件的动力系统部件中。通常，使用冷成形或冲压工艺和热处理中的一者或组合来形成比如由铝或HSLA制成的反作用壳、离合器壳体和离合器毂的部件，从而获得期望的形状、性能和强度特性。此外，可以通过使用一系列的辊而容易地形成比如离合器壳体的多个花键齿的结构。类似的过程也可以用于形成其他动力系统部件，比如用于差速器中的行星架以及用于车辆动力系统中的各种罩。超高强度钢在使用上述常规的冷成形技术加工时成形性能不足。对超高强度钢通常无法使用常规冷成形技术形成所需的几何尺寸和公差。然而，当用于汽车结构的静态应用时，出于类似于前文所讨论的原因(例如减少的部件重量和改进的对冲击能量的吸收)，制造商和供应商希望利用超高强度钢来形成汽车部件、诸如动力传动部件。因此，需要由超高强度钢比如硼钢形成诸如离合器壳体和离合器毂之类的部件。此外，需要一种改进的方法来形成该传动部件。
技术实现思路
本部分提供了与本公开相关联的专利技术构思的总体概述，并且该部分不意在代表本公开的全部范围或者本公开的全部特征、目的、方面和优点的全面公开。提供了用超高强度钢制成的部件以及由超高强度钢形成这些部件的方法。根据本公开的一方面，一种由超高强度钢形成部件的方法包括将超高强度钢的坯件、比如超高强度钢的板坯件预成形——比如，通过冷成形——为预定形状。该方法还包括对部件的外表面和/或其他露出区域施加涂层，其中，涂层配置成消除或减少铁氧体软层的形成，铁氧体软层会在对部件的热处理期间由于剥落/脱碳而形成。因此，涂层的施加通过防止形成铁氧体软层而增大了部件的强度。根据本公开的另一方面，提供了利用超高强度钢形成部件的另一方法。该方法包括提供大尺寸的超高强度钢的坯件并且将坯件成形为部件的步骤。接着，该方法包括对部件进行加热的步骤。该方法接下来在不使用工具的情况下对部件进行淬火。根据本专利技术的方法，工具的使用对于具有较厚壁的部件而言不是必需的，因为较厚的材料在冷却期间经受的变形最小并且具有较厚壁的部件通常被机加工成具有最终关键公差。利用本专利技术的方法提供了更快的淬火过程，这导致整个周期时间减少。附图说明通过参照结合附图考虑时的以下详细描述，本专利技术变得更好理解，同时本专利技术的其他优点将易于被领会，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2的2-2截取的截面图；图3为根据本公开的示例性实施方式的具有用于与离合器板接合的多个花键齿的离合器壳体的立体图；图4为根据本公开的示例性实施方式的利用超高强度钢形成动力传动部件的方法的流程图；图5为根据本公开的示例性实施方式的利用超高强度钢形成动力传动部件的方法的流程图；图6为根据本公开的示例性实施方式的利用超高强度钢形成动力传动部件的方法的流程图；图7为根据本公开的示例性实施方式的利用超高强度钢形成动力传动部件的方法的流程图；图8为根据本公开的第二实施方式的离合器毂的立体图；图9为根据本公开的第三实施方式的无级变速器(CVT)柱塞的立体图；图10为根据本公开的第四实施方式的CVT气缸的立体图；图11为根据本公开的第五实施方式的行星架的立体图；图12A为根据本公开的第六实施方式的反作用壳的立体图；图12B为根据本公开的第六实施方式的反作用壳的立体图；图13A为根据本公开的第七实施方式的差速器壳体的立体图；图13B为沿着图13A的13B-13B截取的截面图；图13C为沿着图13A的13C-13C截取的截面图；图14为根据本公开的第八实施方式的差速器罩的立体图；图15A为根据本公开的第九实施方式的扭矩转换器罩的立体图；图15B为图15A中所示出的扭矩转换器罩的前部部分的正视图；图15C为图15A中所示出的扭矩转换器罩的后部部分的正视图；图16为根据本公开的第十实施方式的油盘的立体图；图17为根据本公开的第十一实施方式的CVT柱塞的立体图；图18为根据本公开的第十二实施方式的差速器的壳体的立体图；图19为根据本公开的第十三实施方式的反作用壳的立体图；图20为根据本公开的示例性实施方式的利用超高强度钢形成动力传动部件的方法的流程图，其中，在热处理之前将涂层施加至部件；图21为根据图20中所说明的方法被部分涂覆的部件的放大视图，其示出了涂覆区域和未涂覆区域的疲劳强度；图22为根据图20中所说明的方法被部分涂覆的部件的放大视图，其示出了涂覆区域和未涂覆区域的疲劳强度；图23为根据本公开的第十四实施方式的CVT变速器的气缸的立体图；图24为根据本公开的第十五实施方式的CVT变速器的壳体的立体图；图25为根据本公开的第十六实施方式的行星架的立体图；图26为根据本公开的第十七实施方式的旋转架的立体图；图27为根据本公开的示例性实施方式的利用超高强度钢形成动力传动部件的方法的流程图，其中，在淬火期间没有使用工具；图28为示出了根据本公开的示例性方法制得的部件的温度与碳含量的图表；图29为根据本公开的示例性方法制得的部件的俯视图，其中，测试点被标记；以及图30为示出了图29中所标记的测试点处的硬度与距离的测试数据的图表。具体实施方式在本文中，公开了本公开的具体示例，然而，应当理解的是，已公开的示例仅仅是示例性的并且可以以各种形式和替代形式体现。不能理解为这些示例阐明并描述了公开内容的所有可能的形式。而且，说明书中使用的词汇是描述的词汇而并非限制，并且应当理解的是，在不背离本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用超高强度钢形成部件的方法，包括下述步骤：提供超高强度钢的坯件；将所述坯件冷成形为粗加工部件；对所述粗加工部件的外表面施加涂层，其中，所述涂层适于在对所述粗加工部件进行加热期间抑制在所述部件上形成铁氧体软层；对所述粗加工部件进行加热；以及对所述粗加工部件进行淬火。

【技术特征摘要】
2017.02.15 US 62/459,262;2018.01.19 US 15/875,0421.一种利用超高强度钢形成部件的方法，包括下述步骤：提供超高强度钢的坯件；将所述坯件冷成形为粗加工部件；对所述粗加工部件的外表面施加涂层，其中，所述涂层适于在对所述粗加工部件进行加热期间抑制在所述部件上形成铁氧体软层；对所述粗加工部件进行加热；以及对所述粗加工部件进行淬火。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粗加工部件的所述外表面至少包括第一部分和第二部分，并且其中，对所述粗加工部件的所述外表面施加涂层包括仅对所述部件的所述外表面的所述第一部分施加所述涂层。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述粗加工部件的所述外表面的所述第一部分绕由所述外表面限定的开口延伸使得所述涂层绕着所述开口来施加。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂层至少被施加至所述粗加工部件的大致整个所述外表面。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂层包括镍电解质涂层、高温石墨油或水基陶瓷涂层中的至少一者。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部件为差速器壳体、CVT柱塞、离合器壳体的内径花键以及外齿轮中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·萨博，索科尔·舒拉伊，大卫·多里戈，
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