本發(fā)明涉及一種汽車變速箱用倒檔從齒鍛壓工藝。

背景技術(shù)：

汽車變速箱分為手動、自動兩種，手動變速箱主要由齒輪和軸組成，通過不同的齒輪組合產(chǎn)生變速變矩；而自動變速箱AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩。

手動變速箱主要由齒輪和軸組成，通過不同的齒輪組合產(chǎn)生變速變矩；而自動變速箱AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩。

自動變速箱是相對于手動變速箱而出現(xiàn)的一種能夠自動根據(jù)汽車車速和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來進(jìn)行自動換擋操縱的變速裝置。目前汽車自動變速箱常見的有四種型式，分別是液力自動變速箱(AT)、機(jī)械無級自動變速箱(CVT)、電控機(jī)械自動變速箱(AMT)和雙離合自動變速箱。

而不論是手動變速箱還是自動變速箱，其內(nèi)的倒檔從齒均為重要組成部分，倒檔從齒性能的優(yōu)劣，將直接影響汽車變速箱的正常、安全的運(yùn)轉(zhuǎn)。現(xiàn)有汽車變速箱用倒檔從齒均采用鍛造工藝，鍛造是一種利用鍛壓機(jī)械對金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一。通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。相關(guān)機(jī)械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件，除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外，多采用鍛件。

其中，鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金。材料的原始狀態(tài)有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態(tài)金屬。金屬在變形前的橫斷面積與變形后的橫斷面積之比稱為鍛造比。正確地選擇鍛造比、合理的加熱溫度及保溫時(shí)間、合理的始鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量及變形速度對提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本有很大關(guān)系。

對于汽車變速箱用齒輪的鍛造，目前國內(nèi)主要存在如下文獻(xiàn)：

專利公開號：CN1229018，公開了一種變速器齒輪制作方法，熱鍛制坯后，進(jìn)行重結(jié)晶加熱，冷卻過程中控制冷卻速度使之硬度符合布氏硬度HB165～210。此后進(jìn)行齒坯的車削加工和滾齒，將開齒后的齒輪進(jìn)行齒部的感應(yīng)加熱淬火、回火，使其硬度在洛氏硬度HRC30～48范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)入機(jī)加工進(jìn)行剃齒，最后進(jìn)行氣體滲氮。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了齒輪的高效率加工，通過基體的強(qiáng)韌化處理輔以韌性滲氮，使?jié)B氮齒輪的強(qiáng)度超過了20CrMnTi鋼滲碳淬火的水平。然而該專利方法過于簡單，且普遍性高，對于變速箱用倒擋從齒的生產(chǎn)加工方法并未專門描述。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種汽車變速箱用倒檔從齒鍛壓工藝，所述鍛壓工藝步驟設(shè)計(jì)合理，所得倒檔從齒硬度高，耐磨性好，耐腐性高，鍛壓成本低，鍛壓工藝對環(huán)境友好。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種汽車變速箱用倒檔從齒鍛壓工藝，包括如下步驟：

1)制坯

將用于制造檔位齒輪的齒輪鋼進(jìn)行鋸床下料，對下料進(jìn)行電爐加熱，加熱溫度800～950℃，然后送入熱模鍛壓力機(jī)中進(jìn)行鍛造，鍛造壓力為800～1000MPa，鍛造比為2～3，始鍛溫度1100～1200℃，終鍛溫度950～1050℃，得所述倒檔從齒坯件，坯件高度與坯件直徑之間比值為 1.5～2.5；

2)正火

將所述坯件置于正火爐中，以1.5～2℃/min的速率升溫至680～700℃，再以1.0～1.5℃/min的速率升溫至960～1050℃，保溫2～2.5小時(shí)出爐，空冷至室溫，冷卻速度10～15℃/min；

3)車削加工

采用數(shù)控車床對正火處理后的毛坯進(jìn)行車削加工，進(jìn)行切邊、沖孔，同步完成坯件孔徑、端面及外圓的加工，孔徑、端面及外圓分別預(yù)留1～2mm的加工余量，整體表面粗造度為Ra5～6μm；

4)滲碳、淬火

將車削加工后的坯件置于加熱爐內(nèi)，在滲碳劑中以15～20℃/min的速率升溫至900～950℃進(jìn)行滲碳，滲碳時(shí)間2～4小時(shí)，將滲碳后的齒輪冷卻至810～850℃，均溫1～1.5小時(shí)，然后在80～100℃淬火油中淬火；

5)回火

將淬火后的坯件送入回火爐中進(jìn)行回火處理，回火溫度500～550℃，保溫2～4h后，以10℃/min的速度冷卻至室溫；

6)磨削加工

對回火處理后的坯件的孔徑、端面及外圓進(jìn)行磨削加工，磨削去除外圓加工余量至表面粗造度為Ra0.6～0.8μm，磨削去除孔徑加工余量至表面粗糙度為Ra0.6～0.8μm，磨削去除端面加工余量至表面粗糙度為Ra0.6～0.8μm；

7)拋丸、探傷

將磨削加工后的坯件送入履帶式拋丸機(jī)進(jìn)行拋丸處理，用熒光磁粉進(jìn)行磁粉探傷、超聲波探傷處理；

8)磷皂化處理、清理、拋光、涂防銹油

將磨削加工處理后的坯件進(jìn)行磷皂化處理，清理去除表面氧化皮，送入齒輪拋光機(jī)拋光，涂覆防銹油，干燥，得所述汽車變速箱用倒檔從齒。

進(jìn)一步，所述倒檔從齒用齒輪鋼其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C：0.16～0.21％，Si：0.10～0.12％，Mn：0.80～1.15％，Cr：1.20～1.21％，P：0.015～0.018％，Al：0.05～0.07％，Ni：0.01～0.25％，Mo：0.15～0.35％，W：0.08～0.15％，Nb：0.08～0.15％，N≤0.002％，O≤0.0015％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

另，所述倒檔從齒用齒輪鋼生產(chǎn)方法包括如下步驟：

1)冶煉、鑄造

按下述化學(xué)成分采用電爐進(jìn)行冶煉、鑄造：C：0.16～0.21％，Si：0.10～0.12％，Mn：0.80～1.15％，Cr：1.20～1.21％，P：0.015～0.018％，Al：0.05～0.07％，Ni：0.01～0.25％，Mo：0.15～0.35％，W：0.08～0.15％，Nb：0.08～0.15％，N≤0.002％，O≤0.0015％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；按上述成分進(jìn)行冶煉并澆鑄成鑄坯；

2)鑄坯加熱

將所得鑄坯送至加熱爐加熱，鑄坯在爐時(shí)間1.2～1.5min/mm，鑄坯出爐溫度1230～1265℃；

3)軋制、冷卻

將所得鑄坯保溫后軋制，終軋溫度1000～1050℃，軋后待溫至830～860℃，然后水冷至室溫、酸洗，得所述倒檔從齒用齒輪鋼。

另有，步驟1)熱模鍛壓力機(jī)為1600T熱模鍛壓力機(jī)或4000T熱模鍛壓力機(jī)。

再，步驟1)中所述鍛造采用閉式熱模鍛。

再有，步驟4)所用滲碳劑為煤油。

且，步驟4)所述滲碳步驟中，滲碳分為起始階段、強(qiáng)滲階段和擴(kuò)散階段，起始階段的碳勢CP為0.8～0.9C％，強(qiáng)滲階段的碳勢CP為0.9～1.02C％；擴(kuò)散階段的碳勢0.75～0.5C％，起始階段的時(shí)間為0.5～0.8小時(shí)，強(qiáng)滲階段的時(shí)間1.2～2.5小時(shí)，擴(kuò)散階段的時(shí)間為0.3～0.7小時(shí)。

另，所述磷皂化處理時(shí)間為1～2小時(shí)。

本發(fā)明的有益效果在于：

所述鍛造工藝結(jié)合汽車變速箱用倒檔從齒結(jié)構(gòu)專門設(shè)計(jì)，不需要剃齒等工序，工藝步驟設(shè)計(jì)合理，針對性強(qiáng)，所得倒檔從齒采用特制齒輪鋼鍛壓而成，齒表面硬度為60～65HRC；有效硬化層深HV550；芯部硬度40～45HRC，適應(yīng)汽車變速箱運(yùn)轉(zhuǎn)的特性，抗拉強(qiáng)度高達(dá)900～1000MPa，屈服強(qiáng)度高達(dá)800～900MPa，在解除疲勞循環(huán)基礎(chǔ)N＝5×10⁷時(shí)，惰齒輪彎曲疲勞極限σ_flim高達(dá)490～510MPa，通過磷皂化處理、清理、拋光、涂防銹油處理，惰齒輪表面光澤度高，美觀實(shí)用，且耐腐蝕能力強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的一種汽車變速箱用倒檔從齒鍛壓工藝所得倒檔從齒的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)廠家的條件作進(jìn)一步調(diào)整，未說明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)條件。

參見圖1，本發(fā)明所提供的一種汽車變速箱用倒檔從齒鍛壓工藝所得倒檔從齒包括一圓盤100，內(nèi)接于所述圓盤100的第一圓管101，內(nèi)接于第一圓管101內(nèi)壁的第二圓管102，第二圓管102水平高度低于第一圓管101，內(nèi)接于第二圓管102內(nèi)壁的第三圓管103，第三圓管103水平 高度高于第二圓管102低于第一圓管101，所述圓盤100、第一圓管101、第二圓管102、第三圓管103為一體式結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明提供一種汽車變速箱用倒檔從齒鍛壓工藝，包括如下步驟：

1)制坯

將用于制造檔位齒輪的齒輪鋼進(jìn)行鋸床下料，對下料進(jìn)行電爐加熱，加熱溫度800～950℃，然后送入熱模鍛壓力機(jī)中進(jìn)行鍛造，鍛造壓力為800～1000MPa，鍛造比為2～3，始鍛溫度1100～1200℃，終鍛溫度950～1050℃，得所述倒檔從齒坯件，坯件高度與坯件直徑之間比值為1.5～2.5；

2)正火

將所述坯件置于正火爐中，以1.5～2℃/min的速率升溫至680～700℃，再以1.0～1.5℃/min的速率升溫至960～1050℃，保溫2～2.5小時(shí)出爐，空冷至室溫，冷卻速度10～15℃/min；

3)車削加工

采用數(shù)控車床對正火處理后的毛坯進(jìn)行車削加工，進(jìn)行切邊、沖孔，同步完成坯件孔徑、端面及外圓的加工，孔徑、端面及外圓分別預(yù)留1～2mm的加工余量，整體表面粗造度為Ra5～6μm；

4)滲碳、淬火

將車削加工后的坯件置于加熱爐內(nèi)，在滲碳劑中以15～20℃/min的速率升溫至900～950℃進(jìn)行滲碳，滲碳時(shí)間2～4小時(shí)，將滲碳后的齒輪冷卻至810～850℃，均溫1～1.5小時(shí)，然后在80～100℃淬火油中淬火；

5)回火

將淬火后的坯件送入回火爐中進(jìn)行回火處理，回火溫度500～550℃，保溫2～4h后，以10℃/min的速度冷卻至室溫；

6)磨削加工

對回火處理后的坯件的孔徑、端面及外圓進(jìn)行磨削加工，磨削去除外圓加工余量至表面粗造度為Ra0.6～0.8μm，磨削去除孔徑加工余量至表面粗糙度為Ra0.6～0.8μm，磨削去除端面加工余量至表面粗糙度為Ra0.6～0.8μm；

7)拋丸、探傷

將磨削加工后的坯件送入履帶式拋丸機(jī)進(jìn)行拋丸處理，用熒光磁粉進(jìn)行磁粉探傷、超聲波探傷處理；

8)磷皂化處理、清理、拋光、涂防銹油

將磨削加工處理后的坯件進(jìn)行磷皂化處理，清理去除表面氧化皮，送入齒輪拋光機(jī)拋光，涂覆防銹油，干燥，得所述汽車變速箱用倒檔從齒。

進(jìn)一步，所述倒檔從齒用齒輪鋼其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C：0.16～0.21％，Si：0.10～0.12％，Mn：0.80～1.15％，Cr：1.20～1.21％，P：0.015～0.018％，Al：0.05～0.07％，Ni：0.01～0.25％，Mo：0.15～0.35％，W：0.08～0.15％，Nb：0.08～0.15％，N≤0.002％，O≤0.0015％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

另，所述倒檔從齒用齒輪鋼生產(chǎn)方法包括如下步驟：

1)冶煉、鑄造

按下述化學(xué)成分采用電爐進(jìn)行冶煉、鑄造：C：0.16～0.21％，Si：0.10～0.12％，Mn：0.80～1.15％，Cr：1.20～1.21％，P：0.015～0.018％，Al：0.05～0.07％，Ni：0.01～0.25％，Mo：0.15～0.35％，W：0.08～0.15％，Nb：0.08～0.15％，N≤0.002％，O≤0.0015％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；按上述成分進(jìn)行冶煉并澆鑄成鑄坯；

2)鑄坯加熱

將所得鑄坯送至加熱爐加熱，鑄坯在爐時(shí)間1.2～1.5min/mm，鑄坯 出爐溫度1230～1265℃；

3)軋制、冷卻

將所得鑄坯保溫后軋制，終軋溫度1000～1050℃，軋后待溫至830～860℃，然后水冷至室溫、酸洗，得所述倒檔從齒用齒輪鋼。

另有，步驟1)熱模鍛壓力機(jī)為1600T熱模鍛壓力機(jī)或4000T熱模鍛壓力機(jī)。

再，步驟1)中所述鍛造采用閉式熱模鍛。

再有，步驟4)所用滲碳劑為煤油。

且，步驟4)所述滲碳步驟中，滲碳分為起始階段、強(qiáng)滲階段和擴(kuò)散階段，起始階段的碳勢CP為0.8～0.9C％，強(qiáng)滲階段的碳勢CP為0.9～1.02C％；擴(kuò)散階段的碳勢0.75～0.5C％，起始階段的時(shí)間為0.5～0.8小時(shí)，強(qiáng)滲階段的時(shí)間1.2～2.5小時(shí)，擴(kuò)散階段的時(shí)間為0.3～0.7小時(shí)。

另，所述磷皂化處理時(shí)間為1～2小時(shí)。

其中，表1為本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所提供的一種汽車變速箱用倒檔從齒鍛壓工藝中所用齒輪鋼的成分列表。表2為本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所提的一種汽車變速箱用倒檔從齒鍛壓工藝所得倒檔從齒的機(jī)械性能列表。

表1(單位：wt％)

表2

本發(fā)明所提供的一種汽車變速箱用倒檔從齒鍛壓工藝，所述鍛造工藝結(jié)合汽車變速箱用倒檔從齒結(jié)構(gòu)專門設(shè)計(jì)，不需要剃齒等工序，工藝步驟設(shè)計(jì)合理，針對性強(qiáng)，所得倒檔從齒采用特制齒輪鋼鍛壓而成，齒表面硬度為60～65HRC；有效硬化層深HV550；芯部硬度40～45HRC，適應(yīng)汽車變速箱運(yùn)轉(zhuǎn)的特性，抗拉強(qiáng)度高達(dá)900～1000MPa，屈服強(qiáng)度高達(dá)800～900MPa，在解除疲勞循環(huán)基礎(chǔ)N＝5×10⁷時(shí)，惰齒輪彎曲疲勞極限σ_flim高達(dá)490～510MPa，通過磷皂化處理、清理、拋光、涂防銹油處理，惰齒輪表面光澤度高，美觀實(shí)用，且耐腐蝕能力強(qiáng)。

需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。