高强度齿轮加工工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种高强度齿轮加工工艺，其特征是，包括以下工艺步骤：（1）选择20CrMnTi合金钢圆坯料作为原料；（2）对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹；（3）将圆坯料进行退火处理后进行抛丸；（4）将圆坯料分别在磷化液和皂化液中进行处理；（5）将圆坯料通过挤压材料塑性变形得到毛坯，毛坯一端为渐开线齿形，毛坯另一端为光滑圆柱体；（6）将步骤（5）得到的毛坯再次通过挤压材料塑性变形挤压，得到的毛坯一端为渐开线齿形，另一端为圆环形凸棱；（7）在毛坯中心车出内孔；（8）将工件平进行渗碳淬火处理；（9）将工件进行回火处理；（10）抛丸。本发明专利技术得到的齿轮表面硬度硬，芯部韧性好，提高了齿轮（2模数）的单齿强度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种高强度齿轮加工工艺，其特征是，包括以下工艺步骤：（1）选择20CrMnTi合金钢圆坯料作为原料；（2）对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹；（3）将圆坯料进行退火处理后进行抛丸；（4）将圆坯料分别在磷化液和皂化液中进行处理；（5）将圆坯料通过挤压材料塑性变形得到毛坯，毛坯一端为渐开线齿形，毛坯另一端为光滑圆柱体；（6）将步骤（5）得到的毛坯再次通过挤压材料塑性变形挤压，得到的毛坯一端为渐开线齿形，另一端为圆环形凸棱；（7）在毛坯中心车出内孔；（8）将工件平进行渗碳淬火处理；（9）将工件进行回火处理；（10）抛丸。本专利技术得到的齿轮表面硬度硬，芯部韧性好，提高了齿轮（2模数）的单齿强度。【专利说明】高强度齿轮加工工艺
本专利技术涉及一种齿轮加工工艺，尤其是一种高强度齿轮加工工艺。
技术介绍
经过数十年的发展，我国汽车行业有了较大的发展。为了紧跟内燃机电机电器行业技术的发展和配套需要，需要适应体积要小、重量要轻、输出功率要比较大的发展趋势。传动齿轮属于汽车安全件，需要较高冲击韧性及破坏强度，齿轮(2模数)的单齿强度要求大于 28000N。齿轮的传统的加工工艺流程为:锻坯(45钢)-正火或调质-机加工(齿部采用滚齿工艺，齿形部金属流线与中心断裂连接(如图5标注2a处)-热处理高频淬火或锻坯(20CrMnTi)_机加工(齿部采用滚齿工艺)-热处理渗碳淬火-回火-抛丸。它所生产的齿轮(2模数)经试验都不能达到单齿强度28000N。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高强度齿轮加工工艺，齿轮表面硬度硬，芯部韧性好，提高了齿轮(2模数)的单齿强度。按照本专利技术提供的技术方案，所述高强度齿轮加工工艺，其特征是，包括以下工艺步骤: (1)选择20CrMnTi合金钢圆坯料作为原料； (2)对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹； (3)退火:将圆坯料在温度870?890°C条件下处理8?10小时，再随炉冷却到360?380°C，出炉； (4)抛丸:圆坯料经退火处理后抛丸10?15分钟； (5)表面处理:将圆坯料分别在磷化液和皂化液中进行处理，磷化液组份为:磷酸二氢锌50?60克/升和硝酸锌80?110克/升，磷化液温度为70?80°C，处理时间为13?18分钟；皂化液为100?120克/升的硬脂酸钠，皂化液温度为70?80°C，处理时间为5?10分钟； (6)冷挤齿形毛坯:将圆坯料通过挤压材料塑性变形得到毛坯，毛坯一端为渐开线齿形，齿形厚度比成品小0.05?0.1毫米，毛坯另一端为光滑圆柱体； (7)冷挤成形齿轮及端部圆环形凸棱:将步骤(6)得到的毛坯再次通过挤压材料塑性变形挤压，得到的毛坯一端为渐开线齿形，另一端为圆环形凸棱； (8)车加工:在毛坯中心车出内孔； (9)渗碳淬火:将步骤(8)得到的工件平放在料架上，于880?900°C处理2?2.5小时，下降到840?850°C出炉淬火，淬火油温为80?90°C ； (10)回火:将步骤(9)处理后的工件在180?200°C回火80?100分钟； (11)抛丸:将步骤(10)处理后的工件抛丸10?15分钟。所述步骤(9)中工件放置在料架上时，工件之间间隔为5?7毫米。本专利技术采用优质合金钢，用冷挤压技术二次挤压金属塑性成形加工的齿轮，材料晶粒组织更加致密，齿形部的金属纤维流线与中心连续连接，再经过渗碳淬火、回火、表面处理及抛丸后，表面硬度硬，芯部韧性好，提高了齿轮(2模数)的单齿强度，单齿强度由小于28000N提高到30000N以上。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术所述齿轮的结构示意图。图2为图1的C-C剖视图。图3为本专利技术第一次冷挤产品的结构示意图。图4为本专利技术第二次冷挤产品的结构示意图。图5为本专利技术滚齿金属纤维流向(图中Ia处)与现有技术中冷挤压加工齿形部金属纤维流向(图中2a处)的对比图。【具体实施方式】下面结合具体附图对本专利技术作进一步说明。实施例一:一种高强度齿轮加工工艺，包括以下工艺步骤: (1)选择20CrMnTi合金钢圆坯料作为原料，具有较高的强度及韧性，且淬透性比较好，经渗碳淬火回火后表面硬，心部韧性好； (2)磨外圆:去除圆坯料表面细裂纹并提高表面光洁度； (3)退火:将圆坯料在温度870°C条件下处理10小时，再随炉冷却到360°C，出炉；退火的作用是为了软化金属； (4)抛丸:圆坯料经退火处理后抛丸10分钟，以去除圆坯料表面残留物质如氧化皮等； (5)表面处理:将圆坯料分别在磷化液和皂化液中进行处理，促使表面润滑；磷化液组份为:磷酸二氢锌50克/升和硝酸锌80克/升，磷化液温度为70°C，处理时间为18分钟；皂化液为100克/升的硬脂酸钠，皂化液温度为70°C，处理时间为10分钟； (6)冷挤齿形毛坯:将圆坯料通过挤压材料(挤压材料为20CrMnTi)塑性变形得到毛坯(如图3所示)，毛坯一端为渐开线齿形，齿形厚度比成品小0.05毫米，毛坯另一端为光滑圆柱体； (7)冷挤成形齿轮及端部圆环形凸棱:将步骤(6)得到的毛坯再次通过挤压材料塑性变形挤压(如图4所示)，得到的毛坯一端为渐开线齿形，另一端为圆环形凸棱； (8)车加工:在毛坯中心车出内孔； (9)渗碳淬火:将步骤(8)得到的工件平放在料架上，工件之间间隔5毫米，于880°C处理2.5小时，下降到840°C出炉淬火，淬火油温为90°C，渗碳层厚度为0.4毫米，碳势为0.9 ；渗碳淬火后的工作表面硬度达到HV0.1710以上，芯部硬度HRC40 ； (10)回火:将步骤(9)处理后的工件在180°C回火100分钟，以消除应力，得到的工作表面硬度达到HV0.1700以上，芯部硬度HRC38 ； (11)抛丸:将步骤(10)处理后的工件抛丸10分钟，以清洁表面，进下提高齿根弯曲疲劳强度。实施例二:一种高强度齿轮加工工艺，包括以下工艺步骤: (1)选择20CrMnTi合金钢圆坯料作为原料，具有较高的强度及韧性，且淬透性比较好，经渗碳淬火回火后表面硬，心部韧性好； (2)磨外圆:去除圆坯料表面细裂纹并提高表面光洁度； (3)退火:将圆坯料在温度890°C条件下处理8小时，再随炉冷却到360°C，出炉；退火的作用是为了软化金属； (4)抛丸:圆坯料经退火处理后抛丸15分钟，以去除圆坯料表面残留物质如氧化皮等； (5)表面处理:将圆坯料分别在磷化液和皂化液中进行处理，促使表面润滑；磷化液组份为:磷酸二氢锌60克/升和硝酸锌110克/升，磷化液温度为80°C，处理时间为13分钟；皂化液为120克/升的硬脂酸钠，皂化液温度为80°C，处理时间为5分钟； (6)冷挤齿形毛坯:将圆坯料通过挤压材料(挤压材料为20CrMnTi)塑性变形得到毛坯(如图3所示)，毛坯一端为渐开线齿形，齿形厚度比成品小0.1毫米，毛坯另一端为光滑圆柱体； (7)冷挤成形齿轮及端部圆环形凸棱:将步骤(6)得到的毛坯再次通过挤压材料塑性变形挤压(如图4所示)，得到的毛坯一端为渐开线齿形，另一端为圆环形凸棱； (8)车加工:在毛坯中心车出内孔； (9)渗碳淬火:将步骤(8)得到的工件平放在料架上，工件之间间隔7毫米，于900本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度齿轮加工工艺，其特征是，包括以下工艺步骤：（1）选择20CrMnTi合金钢圆坯料作为原料；（2）对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹；（3）退火：将圆坯料在温度870～890℃条件下处理8～10小时，再随炉冷却到360～380℃，出炉；?（4）抛丸：圆坯料经退火处理后抛丸10～15分钟；?（5）表面处理：将圆坯料分别在磷化液和皂化液中进行处理，磷化液组份为：磷酸二氢锌50～60克/升和硝酸锌80～110克/升，磷化液温度为70～80℃，处理时间为13～18分钟；皂化液为100～120克/升的硬脂酸钠，皂化液温度为70～80℃，处理时间为5～10分钟；（6）冷挤齿形毛坯：将圆坯料通过挤压材料塑性变形得到毛坯，毛坯一端为渐开线齿形，齿形厚度比成品小0.05～0.1毫米，毛坯另一端为光滑圆柱体；（7）冷挤成形齿轮及端部圆环形凸棱：将步骤（6）得到的毛坯再次通过挤压材料塑性变形挤压，得到的毛坯一端为渐开线齿形，另一端为圆环形凸棱；（8）车加工：在毛坯中心车出内孔；（9）渗碳淬火：将步骤（8）得到的工件平放在料架上，于880～900℃处理2～2.5小时，下降到840～850℃出炉淬火，淬火油温为80～90℃；（10）回火：将步骤（9）处理后的工件在180～200℃回火80～100分钟；（11）抛丸：将步骤（10）处理后的工件抛丸10～15分钟。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王维涛，王建江，
申请(专利权)人：无锡市神力齿轮冷挤有限公司，
类型：发明
国别省市：