[发明专利]一种传动轴用含Nd球笼

说明书

技术领域

本发明涉及一种球笼，具体的说，是涉及一种传动轴用含Nd球笼。

背景技术

球笼是车辆转向驱动桥万向联轴节的主要零件，在国内外市场上有着很大的需求量，呈逐年增长的态势，并且是汽车万向联轴节上的易损件。它的失效将导致前桥驱动失效并影响转向，故球笼的强度和硬度是前桥质量控制的关键项目。在加工过程中，现有技术采用毛坯调质处理和轴径感应淬火的方案，曾出现较大比例的不合格品，其缺陷形态表现为出现淬火裂纹。经调整工艺参数，进行单件调试仍难以保证零件符合技术条件。大多数生产厂家制造球笼是用棒料，通过切断、镦粗、冲孔、辗扩成厚壁环，再用切削的方法加工而成的。这种方法材料利用率低，成形速度慢，产品成本也高。

在传动轴用球笼的钢材原料方面，钢的强度越高，应力越大，脆性断裂的危险性越大。因此，对钢材原料的强度和硬度提出了较高的要求。在钢材外观方面，外观质量日益受到重视，对于球笼来说，为避免应力集中，也要求对钢材表面瑕疵进行严格控制。目前，需要考虑的主要问题：使传动轴用球笼具备所需的抗压强度和硬度，选择出适合于球笼的合金元素，并兼顾成本问题；鉴于球笼的特殊用途，必须严格控制杂质含量；以及热处理工艺中，钢材中残余应力较大导致的裂纹问题，也必须加以控制。

发明内容

为了解决上述传动轴用球笼的使用性能问题，本发明提供了一种传动轴用含Nd球笼，该含Nd球笼通过对组成元素和处理工艺的控制，使其具有优异的抗压强度和硬度。

本发明采用的技术方案是：一种传动轴用含Nd球笼，其钢材原料成分按重量百分比计为：0.30～0.40％的C，0.1～1.0％的Nd，0.10～0.15％的Cr，0.10～0.20％的Zr，0.10～0.30％的Si，0.01～0.10％的S，0.001～0.005％的B，0.001～0.005％的Mn，0.001～0.005％的Ti，以及不可避免的杂质，余量为铁和不可避免的杂质。

所述球笼的制备工艺步骤包括：

a、将Ф60～Ф65mm的含Nd钢管经下料、镦粗、挤压成型制造成球笼坯体；

b、将所述球笼坯体以50～60℃/h的升温速度加热至820～860℃，保温30～40分钟，然后油冷至250～300℃；

c、接着再将冷却后的球笼，以60～80℃/h的升温速度加热至200～250℃回火，保温30～40分钟，然后冷却到室温；

d、将所述冷却到室温的球笼进行深冷处理，放置在温度为-50℃的液氮深冷低温箱中，保温60～120分钟；

e、将所述深冷处理后的球笼，通过研磨进行平整处理，最终获得传动轴用含Nd球笼。

优选地，所述球笼的钢材原料成分还含有0.005％～0.01％的Cu，0.001％～0.01％的Co，0.001％～0.003％的Ag。

优选地，最终得到的含Nd球笼的抗压强度为60～70MPa，硬度为60～65HRC。

本发明的优点是：本发明通过针对传动轴用球笼的强度和硬度需要，选择合适的合金元素，特别是稀土元素Nd作为有益的合金化元素引入到球笼的钢材原料中，从而保证了球笼具有良好的抗压强度，并且成本控制在合理的范围之内，使传动轴用球笼在实际应用中保持了良好的力学性能。

具体实施方式

下面结合实施例和对比例对本发明进一步详细说明。

实施例1：

一种传动轴用含Nd球笼，其钢材原料成分按重量百分比计为：0.30％的C，0.1％的Nd，0.10％的Cr，0.10％的Zr，0.10％的Si，0.10％的S，0.001％的B，0.001％的Mn，0.005％的Ti，以及不可避免的杂质，余量为铁和不可避免的杂质。该球笼的制备工艺步骤包括：先将Ф60mm的含Nd钢管经下料、镦粗、挤压成型制造成球笼坯体；再将所述球笼坯体以60℃/h的升温速度加热至850℃，保温30分钟，然后油冷至250℃；接着再将冷却后的球笼，以60℃/h的升温速度加热至200℃回火，保温30分钟，然后冷却到室温；再将冷却到室温的球笼进行深冷处理，放置在温度为-50℃的液氮深冷低温箱中，保温120分钟；最后将深冷处理后的球笼，通过研磨进行平整处理，最终获得传动轴用含Nd球笼。最终得到的含Nd球笼的抗压强度为65MPa，硬度为62HRC。

实施例2：