[发明专利]一种重载汽车变速箱行星轮太阳轮冷挤压工艺

说明书

一种重载汽车变速箱行星轮太阳轮冷挤压工艺，步骤如下：锯切原材料棒料至规定的尺寸；将锯切好的棒料快速加热至950℃±20℃，完成镦粗、冲挤内孔形成杯状坯料并保存锻件余热；完成锻坯的球化退火处理，使坯料硬度降至≤120HB；完成冲孔形成环状坯料；进行车削加工后再进行浸润高分子润滑剂处理，风干后以备挤压；完成齿形冷挤成型；车削冷挤件内孔及两端面，齿形倒角去毛刺，太阳轮拉削内花键，完成热处理之前零件加工；渗碳淬火处理，强渗阶段控制碳势1%、扩散阶段控制碳势0.8%，淬火后零件表面硬度、心部硬度、渗层深度、晶粒度达到技术要求；齿面经磨削加工达到设计要求。加工成本低，环境友好，耐磨性提高。

技术领域

本发明涉及一种挤压工艺，更具体的说涉及一种重载汽车变速箱行星轮太阳轮冷挤压工艺，属于汽车重载变速箱技术领域。

背景技术

现行汽车重载变速箱行星轮太阳轮机构在低档位及倒挡时参与工作，其承受很大的扭矩及冲击载荷；尤其是太阳轮，一旦出现齿面点蚀或齿根裂纹故障时将导致严重的后果，因此针对行星轮、太阳轮的材料开发、制造工艺、齿轮检测及台架测试都非常严格。目前，行星轮、太阳轮一般采用热锻工艺制成环状坯料，等温正火后精车，采用滚齿加工齿形，经渗碳淬火后磨削齿形；齿轮精度达到6级精度，因此加工成本较高。

采用冷挤压或冷精整的工艺替代滚齿工艺可以较大幅度降低齿轮加工成本，例如采用少无切削工艺加工的齿轮制造工艺，包括采用温锻或亚热锻成型齿形，然后采用冷精整及冷挤倒锥成型的结合齿、倒档惰轮、驻车齿轮制造工艺等；但是，由于行星轮、太阳轮齿形长度较长，采用冷精整的工艺挤压力非常大且齿面粗糙，难以满足要求，需要通过正挤压的方式成型齿形。中国发明专利《汽车轮边行星轮冷挤成型制作方法》（专利号：201310063482.0）公开了汽车轮边行星轮冷挤成型制作方法，其采用两次退火、抛丸、磷皂化处理，两次冷挤成型完成齿轮的制作，第一次冷挤出圆盘状坯件，第二次冷挤齿形；相比热锻尺寸精度高、氧化少、金属内在组织好，晶粒更细化，避免粗晶、混晶等不良组织。但是，该发明专利存在以下缺陷：1、采用两次退火，能耗偏高；2、对于冷挤压成型模具方面无相关介绍，对本行星轮太阳轮冷挤成型适用性不强。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的重载变速箱行星轮太阳轮加工存在的成本较高、能耗偏高等问题，提供一种重载汽车变速箱行星轮太阳轮冷挤压工艺。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种重载汽车变速箱行星轮太阳轮冷挤压工艺，包括坯料、温锻、冲孔、冷挤工艺流程，具体包括下面的步骤：步骤一，按照设计要求，锯切原材料棒料至规定的尺寸；步骤二，利用工频加热设备将锯切好的棒料快速加热至950℃±20℃，然后在锻造设备上完成镦粗、冲挤内孔形成杯状坯料，锻后坯料置于坯料保温桶内以保存锻件余热；步骤三，将热锻坯置于井式炉内，在加热时，通过预抽真空、通入氮气同时滴加甲醇除氧实现在此保护气氛下完成锻坯的球化退火处理，使坯料硬度降至≤120HB；步骤四，将经过步骤三球化退火处理后的锻坯经喷丸处理去除氧化皮，在开式压力机上完成冲孔形成环状坯料；步骤五，对环状坯料的内孔及端面进行车削加工后再进行浸润高分子润滑剂处理，风干后以备挤压；步骤六，在压力机上完成齿形冷挤成型，挤压过程为连续挤压形式；步骤七，车削冷挤件内孔及两端面，齿形倒角去毛刺，太阳轮拉削内花键，完成热处理之前零件加工；步骤八，渗碳淬火处理，强渗阶段控制碳势1%、扩散阶段控制碳势0.8%，淬火后零件表面硬度、心部硬度、渗层深度、晶粒度达到技术要求。步骤九，齿面经磨削加工达到设计要求。

所述步骤三中的锻坯球化退火处理过程如下：首先将锻坯加热至780℃、保温8-10h，再降至680℃、保温8-10h，接着关闭井式炉供电使炉温缓降，当炉温降至400℃时取出锻坯空冷，在经检测坯料硬度≤120HB、金相组织为铁素体+珠光体组织、晶粒度9-10级时满足即冷挤压坯料要求，完成了锻坯球化退火处理。