一種用4Cr5MoSiV1為材料的圓柱齒輪軸加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]該發(fā)明屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及圓柱齒輪軸及其4Cr5MoSiVl。尤其是一種用4Cr5MoSiVl為材料的圓柱齒輪軸加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著裝備設(shè)備技術(shù)的不斷進(jìn)步，大型化，高效率，低能耗的大型機(jī)械傳動(dòng)得到廣泛應(yīng)用，在傳動(dòng)系統(tǒng)中多數(shù)是采用機(jī)械的齒輪傳動(dòng)，老式減速機(jī)大多采用擺線針輪式、圓柱齒輪傳動(dòng)，蝸輪蝸桿減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其減速比和傳動(dòng)效率有一定的局限性，且耗電量大、噪音大、體積大、使用壽命短、維護(hù)維修費(fèi)用高，一般高精度不高、承載能力差，不利用應(yīng)用與推廣，不能很好地滿足用的使用要求；目前，齒輪軸廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)生活中的機(jī)械設(shè)施上，尤其是設(shè)有變速箱的機(jī)械機(jī)構(gòu)上，齒輪軸作為各機(jī)構(gòu)間的動(dòng)力傳動(dòng)件，其結(jié)構(gòu)的科學(xué)性對(duì)于傳動(dòng)效率的提高具有很深遠(yuǎn)的意義。尤其是現(xiàn)有的齒輪軸在長期使用中會(huì)發(fā)生磨損或斷裂，從而使得齒輪軸不能繼續(xù)工作，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，還會(huì)危害到各機(jī)構(gòu)間的安全性。其中，齒輪軸的生產(chǎn)多采用切削加工，而切削加工對(duì)于齒輪軸上輪齒的加工容易留下應(yīng)力集中的情況，從而帶來輪齒脆弱易損壞的問題，而如果輪齒沿齒輪軸軸向的距離較長，這樣的影響更加顯著。還有一些企業(yè)在進(jìn)行淬火回火的調(diào)質(zhì)材料進(jìn)行機(jī)械加工，存在制造成本高這一問題。在一些渦輪軸或者圓錐齒輪軸中不僅震動(dòng)大，損耗能量影響工作，長會(huì)使機(jī)器出現(xiàn)漏油等問題，還影響機(jī)器的正常工作，常使得工作不得不停止對(duì)機(jī)器進(jìn)行檢修，使得生產(chǎn)效率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明為了解決上述問題，設(shè)計(jì)了一種用4Cr5MoSiVl為材料的圓柱齒輪軸加工方法。
[0004]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種用4Cr5MoSiVl為材料的圓柱齒輪軸，其材料主要包括了下列元素的百分比含量:C 0.55% -0.75%, Mn 0.60% -0.80%, Ti 0.02% -0.03%,Si 5.9% -6.8%, V 0.4 % -0.6 %, Mo 0.62% -0.94%, Cr 1.2 % -2.8 %, S<0.15 %,P〈0.13%，Cu〈0.12%，其余為鐵及其雜質(zhì)，優(yōu)選 C 0.57% -0.73%, Mn 0.62% -0.75%,T1.021 % -0.025 %, Si 6.1 % -6.5 %, V 0.42 % -0.54 %, Mo 0.67 % -0.91 %, Cr
1.3% -2.5%, S〈0.15%, Ρ〈0.13%, Cu〈0.12%，其加工工藝關(guān)鍵技術(shù)如下:(I)熔煉壓鑄圓柱齒輪軸毛坯，先將中央熔爐預(yù)熱，將配料放入熔爐中，得到合金熔液，之后將合金熔液放入保溫爐內(nèi)，在其外圍施加轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場，使合金熔液產(chǎn)生感應(yīng)渦流，利用供料磁場發(fā)生器將合金熔液抽送到壓鑄機(jī)保溫爐內(nèi)并在氮?dú)鈿夥障卤?0s-15min，之后進(jìn)行熱式壓鑄，控制溫度在500-550°C，將合金熔液輸入壓鑄模進(jìn)行壓鑄，壓鑄模溫度為100-200度，(2)對(duì)圓柱齒輪軸進(jìn)行粗加工，車端面，車外圓，鉆中心孔，倒頭車另一端面和外圓，在加工時(shí)引入潤滑液，將其噴射于工件表面?zhèn)€刀具頭部，防治機(jī)械瘤形成并且?guī)ё呒庸ぎa(chǎn)生的熱量，再次進(jìn)行精加工，其表面粗糙度為Ra = 0.5-1.3 μ m，(3)對(duì)精加工后的圓柱齒輪軸進(jìn)行時(shí)效處理，采用預(yù)先淬火法，先水溶液冷卻再空冷，再進(jìn)行回火處理，采用低溫(200-250°C )回火，使其硬度為60-62HRC，(4)滲碳處理，進(jìn)行中溫氣體滲碳，即在氣體滲碳爐中滴入丙酮作為滲碳劑，溫度控制在830-850°C，保溫1.4-2.5h，緩慢冷卻，滲碳深度為0.8-1.2mm，
(5)防腐處理，由酸堿鹽混合而成的一種防腐劑，該防腐濃度為:HCl 0.3-3 % , H3PO410-20% , H2S0450-70% , NCl 4-5% ,KaNO3 7-10% ,Ni (NO3)2 3-5% ,烷基醇酞胺 3-5%，六次甲基四胺0.1-0.2%，其余為水，其中H2SO4起到氧化劑的作用，基醇酞胺作為活性劑，六次甲基四胺為防腐劑，將該防腐劑攪拌混合均勻后噴刷于圓柱齒輪軸表面，涂層厚度為10-15 μ m，再在清水沖洗之后空氣中風(fēng)干。
[0005]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用熱壓鑄成型法，生產(chǎn)效率高，金屬浪費(fèi)少，工藝穩(wěn)定，且金屬無污染，獲得鑄件質(zhì)量好，配備了一種合理的元素的材料，而且采用新工藝流程，從而使制的圓柱齒輪軸的耐磨性大大增強(qiáng)，抗彎能力強(qiáng)，表面光潔摩擦小、散熱好，耐磨性好，延長了使用壽命而且采用碳氮共滲法，增強(qiáng)了圓柱齒輪軸表面的耐磨性和硬度，可靠性，而且軸的芯部柔韌性好，該種圓柱齒輪軸在傳動(dòng)系統(tǒng)中不僅結(jié)構(gòu)緊湊噪音低，而且振動(dòng)小，達(dá)到了生產(chǎn)實(shí)際的需要，而且該種圓柱齒輪軸在傳動(dòng)系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)緊湊，噪音低，消除了漏油現(xiàn)象，節(jié)省了檢修停工時(shí)間，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了生產(chǎn)實(shí)際的需要因此該加工工藝得到廣泛應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0006]實(shí)施例一
[0007]設(shè)計(jì)一種圓柱齒輪軸，其采用的材料為4Cr5MoSiVl，各元素的百分比含量:C
0.55%, Mn 0.60%, Ti 0.02%, Si 5.9%, V 0.4%, Mo 0.62%, Cr 1.2%, S<0.15%,P〈0.13%, Cu〈0.12%，其余為鐵及其雜質(zhì)，其加工工藝關(guān)鍵技術(shù)如下:(1)熔煉壓鑄圓柱齒輪軸毛坯，先將中央熔爐預(yù)熱，將配料放入熔爐中，得到合金熔液，之后將合金熔液放入保溫爐內(nèi)，在其外圍施加轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場，使合金熔液產(chǎn)生感應(yīng)渦流，利用供料磁場發(fā)生器將合金熔液抽送到壓鑄機(jī)保溫爐內(nèi)并在氮?dú)鈿夥障卤?min，之后進(jìn)行熱式壓鑄，控制溫度在500°C，將合金熔液輸入壓鑄模進(jìn)行壓鑄，壓鑄模溫度為100度，(2)對(duì)圓柱齒輪軸進(jìn)行粗加工，車端面，車外圓，鉆中心孔，倒頭車另一端面和外圓，在加工時(shí)引入潤滑液，將其噴射于工件表面?zhèn)€刀具頭部，再次進(jìn)行精加工，其表面粗糙度為Ra = 0.5 μ m，(3)時(shí)效處理，采用預(yù)先淬火法，回火溫度為200°C，硬度為60HRC，(4)中溫氣體滲碳，即在氣體滲碳爐中滴入丙酮作為滲碳劑，溫度控制在830°C，保溫1.4h，緩慢冷卻，滲碳深度為0.8mm，(5)防腐處理，由酸堿鹽混合而成的一種防腐劑，該防腐濃度為:HC1 0.3% , H3PO4 10%，H2SO450% ,NCl 4% ,KaNO3 7% ,Ni (NO3)2 3% ,烷基醇酞胺3%，六次甲基四胺0.1%，其余為水，其中H2SO4起到氧化劑的作用，基醇酞胺作為活性劑，六次甲基四胺為防腐劑，將該防腐劑攪拌混合均勻后噴刷于圓柱齒輪軸表面，涂層厚度為10 μπι，再在清水沖洗之后空氣中風(fēng)干。
[0008]實(shí)施例二
[0009]設(shè)計(jì)一種圓柱齒輪軸，其采用的材料為4Cr5MoSiVl，各元素的百分比含量:C
0.75%, Mn 0.80%, Ti 0.03%, Si 6.8%, V 0.6%, Mo 0.94%, Cr 2.8%, S<0.15%,P〈0.13%,Cu<0.12%，其余為鐵及其雜質(zhì)，其加工工藝關(guān)鍵技術(shù)如下:(1)熔煉壓鑄圓柱齒輪軸毛坯，控制溫度在550°C，將合金熔液輸入壓鑄模進(jìn)行壓鑄，壓鑄模溫度為200度，(2)對(duì)圓柱齒輪軸進(jìn)行粗加工，再次進(jìn)行精加工，其表面粗糙度為Ra = 1.3μπι，(3)時(shí)效處理，采用預(yù)先淬火法，低溫250°C回火，硬度為62HRC，(4)進(jìn)行中溫氣體滲碳，即在氣體滲碳爐中滴入丙酮作為滲碳劑，溫度控制在850°C，保溫2.5h，緩慢冷卻，滲碳深度為1.2mm, (5)防腐處理，該防腐濃度為:HC1 3%，H3PO4 20%，H2SO4 70% ,NCl 5% , KaNO31%，Ni (NO3)25%，烷基醇酞胺5%，六次甲基四胺0.2%，其余為水，其中H2SO4起到氧化劑的作用，基醇酞胺作為活性劑，六次甲基四胺為防腐劑，將該防腐劑攪拌混合均勻后噴刷于圓柱齒輪軸表面，涂層厚度為15 μ m，再在清水沖洗之后空氣中風(fēng)干。
[0010]申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用4Cr5MoSiVl為材料的圓柱齒輪軸加工方法，材料4Cr5MoSiVl包括了下列元素的重量百分比含量:C 0.55% -0.75%, Mn 0.60% -0.80%, Ti 0.02% -0.03%, Si.5.9% -6.8%,V 0.4% -0.6%,Mo 0.62% -0.94%,Cr 1.2% ~2.8%,S<0.15%,P<0.13%,Cu〈0.12%，其余為鐵及其雜質(zhì)，其特征在于: (1)熔煉壓鑄圓柱齒輪軸毛坯，先將中央熔爐預(yù)熱，將配料放入熔爐中，得到合金熔液，之后將合金熔液放入保溫爐內(nèi)，在其外圍施加轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場，使合金熔液產(chǎn)生感應(yīng)渦流，利用供料磁場發(fā)生器將合金熔液抽送到壓鑄機(jī)保溫爐內(nèi)并在氮?dú)鈿夥障卤?0s-15min，之后進(jìn)行熱式壓鑄，控制溫度在500-550°C，將合金熔液輸入壓鑄模進(jìn)行壓鑄，壓鑄模溫度為100-200 度， (2)對(duì)圓柱齒輪軸進(jìn)行粗加工，車端面，車外圓，鉆中心孔，倒頭車另一端面和外圓，在加工時(shí)引入潤滑液，將其噴射于工件表面?zhèn)€刀具頭部，防治機(jī)械瘤形成并且?guī)ё呒庸ぎa(chǎn)生的熱量，再次進(jìn)行精加工，其表面粗糙度為Ra = 0.5-1.3 μπι， (3)對(duì)精加工后的圓柱齒輪軸進(jìn)行時(shí)效處理，采用預(yù)先淬火法，先水溶液冷卻再空冷，再進(jìn)行回火處理，采用低溫(200-250°C )回火，使其硬度為60-62HR C， (4)滲碳處理，進(jìn)行中溫氣體滲碳，即在氣體滲碳爐中滴入丙酮作為滲碳劑，溫度控制在830-850°C，保溫1.4-2.5h，緩慢冷卻，滲碳深度為0.8-1.2mm， (5)防腐處理，由酸堿鹽混合而成的一種防腐劑，該防腐濃度為:HCl0.3-3% ,H3PO4I.0-20 %，H2S0450-70 %，NCl 4-5 %，KaN037_10 %，Ni (NO3) 23_5 %，烷基醇酞胺 3-5% ,六次甲基四胺0.1-0.2%，其余為水，其中H2SO4起到氧化劑的作用，基醇酞胺作為活性劑，六次甲基四胺為防腐劑，將該防腐劑攪拌混合均勻后噴刷于圓柱齒輪軸表面，涂層厚度為.10-15 μ m，再在清水沖洗之后空氣中風(fēng)干。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用4Cr5MoSiV1為材料的圓柱齒輪軸加工方法，該發(fā)明屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。采用的加工工藝為：熔煉壓鑄法獲得圓柱齒輪軸毛坯—機(jī)加工—調(diào)質(zhì)熱處理—滲碳處理—防腐處理，本發(fā)明采用熱壓鑄成型法，生產(chǎn)效率高，金屬浪費(fèi)少，工藝穩(wěn)定，且金屬無污染，獲得鑄件鑄件質(zhì)量好，配備了一種合理的元素的材料，而且采用新工藝流程，從而使制的圓柱齒輪軸的耐磨性大大增強(qiáng)，抗彎能力強(qiáng)，表面光潔摩擦小、散熱好，耐磨性好，延長了使用壽命而且采用碳氮共滲法，增強(qiáng)了圓柱齒輪軸表面的耐磨性和硬度，可靠性。
【IPC分類】C22C38/34, C23C22/10, B22D17/00, C22C38/60, B23P15/14, C23F17/00, C23C8/22
【公開號(hào)】CN105583590
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410572445
【發(fā)明人】沈秋
【申請(qǐng)人】無錫橋陽機(jī)械制造有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2014年10月23日