本发明专利技术涉及一种用于柴油机上的奥贝（上贝）球铁齿轮的制造工艺，具体地说是将上贝氏体＋残余奥氏体之奥贝（上贝）球铁制造齿轮，并应用于大功率车用柴油机上，属于机械部件技术领域。其制造方法为：铁模制造、覆膜砂造型、电炉熔炼、球化处理、浇注、退火、超声波检测、粗加工、半精加工、滚齿、等淬热处理、喷丸处理、精加工、剃齿或磨齿、打标识、成品检验、清洗、上防锈油、包装入库。本发明专利技术奥贝（上贝）球铁齿轮与钢齿轮相比可显著降低齿轮噪声，减轻齿轮重量约１０％，奥贝球铁（上贝）齿轮具有良好的综合力学性能，高于调质态齿轮钢，良好的耐磨性，高于氮化钢齿轮，较高的接触疲劳强度，高于氮化钢齿轮，接近２０ＣｒＭｎＴｉ渗碳钢齿轮，较高的弯曲疲劳强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于柴油机上的奥贝球铁齿轮的制造工艺，具体地说是将上贝氏体+残余奥氏体之奥贝(上贝)球铁制造齿轮，并应用于大功率车用柴油机上，属于机械部件
技术介绍
奥贝球铁材料是20世纪70年代发展起来的一种新型材料，它是通过球铁材料的等温淬火热处理获得的。根据热处理等温淬火温度的不同，它又大体可分为马氏体+下贝氏体(马贝)，下贝氏体+残余奥氏体(下贝)，上贝氏体+残余奥氏体(上贝)三种类型。美国侧重于马贝的研制，芬兰等欧洲国家侧重于上贝的研制，而我国侧重于下贝的研制。奥贝球铁材料专利技术三十多年来，国内对其进行的基础研究应该说不少，但因多种原因，实际生产应用的不多；就是有应用，较多的也是生产一些形状简单，性能和尺寸要求不太高的产品，如磨球、衬板、锤头、采掘机斗齿、铁道上用的斜楔等抗磨件(下贝)。要求高的较少，我厂上世纪70年代研发并应用于中小功率柴油机的奥贝(下贝)球铁凸轮轴是我国奥贝球铁材料应用较成功的单位，二汽上世纪90年代根据美国康明斯B发动机要求研发并生产应用了奥贝(马贝)球铁齿轮，但因多种原因，现已停止使用。齿轮，尤其是柴油机齿轮是一个受力复杂(既有交变弯曲疲劳载荷，又有周期性冲击载荷，还要经受摩擦磨损等)，综合机械性能和可靠性要求较高的零件，所以目前国内生产的齿轮，特别是柴油机齿轮基本都是氮化钢齿轮或20CrMnTi渗碳淬火钢齿轮。奥贝球铁齿轮与钢齿轮相比其主要特点是可显著降低齿轮噪声，减轻齿轮重量(约10％)等，但奥贝球铁齿轮生产应用存在的主要技术难点是1、如何保证获得高质量的球铁齿轮铸件。即保证球铁齿轮奥贝等淬热处理后获得较高性能所要求的化学成分，铸态组织，尤其是不能有气孔、缩松、夹杂等铸造缺陷，而齿轮是一个结构较复杂，不易铸造的零件；2、奥贝球铁齿轮的优良力学性能是通过奥贝等淬热处理获得的，如何保证奥贝等淬热处理生产稳定获得较高性能，且均匀一致的奥贝球铁齿轮有难度，既有工艺上的，也有设备上的(国内尚无正规的等温淬火热处理设备)；3、由于奥贝球铁材料加工性较差(比调质钢差)，所以奥贝球铁齿轮的加工也是一个难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种能降低齿轮噪声，减轻齿轮重量；具有良好的综合力学性能，良好的耐磨性，较高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的用于柴油机上的奥贝(上贝)球铁齿轮的制造工艺。本专利技术的主要解决方案是这样实现的本专利技术奥贝(上贝)球铁齿轮制造工艺步骤如下1、铁模制造齿轮采用铁模覆砂铸造，首先根据齿轮产品图单边加余量制作铸件毛坯图，在铸件毛坯图的基础上单边加覆砂层制造铁模；2、造型在热芯射芯机上制作铁模覆砂砂型，采用电热管对铁模加热，加热温度220-240℃，然后吹入覆膜砂，形成铁模覆砂砂型，覆膜砂采用酚醛树脂覆膜砂；3、熔炼用电炉熔炼铁水，熔炼铁水原料配方为生铁为50-70重量％、回炉铁为20-40重量％、废钢为10-20重量％，铁水熔炼到1480-1520℃出炉；球化处理，先在浇包中放入球化剂及覆盖剂，用冲入法在浇包中进行球化处理；在球化处理后的铁水中放入孕育剂进行孕育处理；处理配方为铁水97.2～98.4重量％、稀土镁硅铁球化剂1～1.6重量％、75硅铁覆盖剂0.3～0.7重量％、75硅铁孕育剂0.3～0.5重量％；4、浇注球化处理和孕育处理后的铁水温度应控制在1380-1450℃，将铁水浇入上述已合箱的铁模覆砂砂型中，浇注应在8分钟内浇完，待铁水凝固并冷却至500-600℃后开箱，清理铁型，敲掉铸件披缝，用砂轮机清除浇口残根；5、退火退火在箱式电炉中进行，温度为880-920℃，保温时间2-4小时后随炉冷却至600℃以下出炉；6、超声波检测先对齿轮两端面进行车削加工，使两端面粗糙度达到6.3级，并使两平面保持平行，校准超声波检测仪，进行全数零件探伤，以保证齿轮铸件中无气孔、缩松；7、粗加工粗车齿坯，即车内孔、车外圆，车齿轮轮辐和齿轮总宽等；8、半精加工夹齿轮外圆、半精车端面、轮辐、镗内孔、孔口倒角；反撑内孔、靠准端面基准面车齿轮外圆、半精车齿轮另一端面和轮辐； 9、滚齿先滚齿、倒棱、铣槽；10、等淬热处理用汽油清洗零件，去除零件上油污，在井式保护气氛电炉中加热奥氏体化，硝盐炉中等温淬火，加热奥氏体化温度为880-920℃，保温1-2小时，等温淬火温度为350-390℃，保温1-2小时，淬火后用清水洗净残盐，进行力学性能和金相组织检查，力学性能达到抗拉强度σb≥1000Mpa，延伸率δ≥7％，金相组织应为上贝氏体+10-40％残余奥氏体，硬度26-35HRC；11喷丸处理齿轮热处理后再用热碱水进行中和处理，热碱水溶液酸碱度为PH11-13，温度100℃，在喷丸机上进行喷丸处理；12、精加工节径定位磨内孔、磨基准端面；靠基准端面、精车或磨另一端面、保证齿轮两平面的平行度；拉键槽。此时齿轮的加工(车、铣、钻、拉键槽及剃齿等)应采用低速、大进刀量(切削深度应大于加工硬化层深度)加工，刀具尽量采用有TiN、TiAlN等镀层刀具。13、磨齿剃齿或磨齿；14、检验打标识、成品检验、清洗、上防锈油、包装入库。本专利技术与已有技术相比具有以下优点本专利技术由于通过试验确定了齿轮铸件的化学成分和铸造工艺，保证铸件有良好的球化率，无缩松、夹杂等铸造缺陷，铸件经退火成铁素体态；保证奥贝(上贝)球铁齿轮性能的关键是等淬热处理，所以我们通过试验确定了球铁齿轮的等淬热处理工艺，从而获得合格的金相组织和保证达到力学性能指标；奥贝球铁的加工性能比调质钢差，所以我们通过试验确定了球铁齿轮最合理的加工工艺路线，并通过采用镀层刀具，降低切削速度等，较好的解决了奥贝球铁齿轮加工难的问题；通过试验，成功实现在≤280马力车用柴油机上的批生产应用。本专利技术奥贝(上贝)球铁齿轮与钢齿轮相比可显著降低齿轮噪声，减轻齿轮重量约10％；奥贝球铁(上贝)齿轮具有良好的综合力学性能，高于调质态齿轮钢；良好的耐磨性，高于氮化钢齿轮；较高的接触疲劳强度(高于氮化钢齿轮，接近20CrMnTi渗碳钢齿轮)和弯曲疲劳强度。附图说明图1为本专利技术奥贝(上贝)球铁齿轮的工艺流程图。图2为本专利技术奥贝(上贝)球铁齿轮的外形图。具体实施例方式下面本专利技术将结合附图中的实施例作进一步描述实施例一本专利技术实施例中1005037AB-6DF1奥贝(上贝)球铁曲轴正时齿轮如图2照片所示该齿轮的主要技术要求和尺寸为模数mn＝3，齿数Z＝42，齿形角α＝20°，齿轮内孔尺寸φ104H7(0+0.035)，粗糙度1.6，齿顶圆尺寸φ132h11(-0.250)，齿轮宽36±0.1，端面粗糙度3.2，有效齿宽170+0.5，齿面粗糙度0.8。奥贝(上贝)球铁曲轴正时齿轮的生产工艺步骤如下1、铁模设计制造该齿轮采用铁模覆砂铸造，所以首先根据该齿轮产品图，单边加1.5-3.5mm余量制作铸件毛坯图，在毛坯图的基础上单边加5-25mm覆砂层设计制造铁模；球铁齿轮铸件的化学成分与金相组织指标我们通过材料基础试验确定奥贝(上贝)球铁齿轮为非合金奥贝(上贝)球铁齿轮，即铸件的化学成分中不含Cu，Ni，Mo等合金元素，其化学成分为3.6-3.9％C，2.4-3.0％Si，≤0.3％Mn，≤0.06％P，≤0.02％S，0.03-0.05％Mg本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于柴油机上的奥贝（上贝）球铁齿轮的制造工艺，其特征是奥贝（上贝）球铁齿轮制造工艺步骤如下：（１）、铁模制造：齿轮采用铁模覆砂铸造，首先根据齿轮产品图单边加余量制作铸件毛坯图，在铸件毛坯图的基础上单边加覆砂层制造铁模；（ ２）、造型：在热芯射芯机上制作铁模覆砂砂型，采用电热管对铁模加热，加热温度：２２０－２４０℃，然后吹入覆膜砂，形成铁模覆砂砂型；（３）、熔炼：用电炉熔炼铁水，熔炼铁水原料配方为：生铁５０－７０重量％、回炉铁２０－４０重量％、废钢１０ －２０重量％，铁水熔炼温度：１４８０－１５２０℃出炉；球化处理，先在浇包中放入球化剂及覆盖剂，用冲入法在浇包中进行球化处理；在球化处理后的铁水中放入孕育剂进行孕育处理；处理配方为铁水：９７．２～９８．４重量％、球化剂：１～１．６重量％、覆盖剂：０．３～０．７重量％、孕育剂：０．３～０．５重量％；（４）、浇注：球化处理和孕育处理后的铁水温度应控制在：１３８０－１４５０℃，将铁水浇入上述已合箱的铁模覆砂砂型中，浇注应在８分钟内浇完，待铁水凝固并冷却至５００－６００℃后开箱 ，清理铁型，敲掉铸件披缝，用砂轮机清除浇口残根；（５）、退火：退火在箱式电炉中进行，温度为：８８０－９２０℃，保温时间：２－４小时后随炉冷却至６００℃以下出炉；（６）、超声波检测：先对齿轮两端面进行车削加工，使两端面粗糙度达 到６．３级，并使两平面保持平行，校准超声波检测仪，进行全数零件探伤，以保证齿轮铸件中无气孔、缩松；（７）、粗加工：粗车齿坯，即车内孔、车外圆，车齿轮总宽；（８）、半精加工：夹齿轮外圆、半精车端面、轮辐、镗内孔、孔口倒角；反撑 内孔、靠准端面基准面车齿轮外圆、半精车齿轮另一端面和轮辐；（９）、滚齿：先滚齿、后倒棱、铣槽；（１０）、等淬热处理：用汽油清洗零件，去除零件上油污，在井式保护气氛电炉中加热奥氏体化，硝盐炉中等温淬火，加热奥氏体化温度为：８８ ０－９２０℃，保温：１－２小时，等温淬火温度为：３５０－３９０℃，保温：１－２小时，淬火后用清水洗净残盐，硬度：２６－３５ＨＲＣ；（１１）、喷丸处理：齿轮热处理后再用热碱水进行中和处理，在喷丸机上进行喷丸处理；（１２）、精加 工：节径定位磨内孔、磨出基准端面，端面跳动小于０．０２；靠准基准端面、磨另一端面、保证齿轮两平面的平行度小于０．０３；（１３）...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钱鲁阳，杨钧强，
申请(专利权)人：中国第一汽车集团公司无锡柴油机厂，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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