[发明专利]一种330MPa级电机力矩传感器用力矩弹性体的精锻成型工艺

说明书

本发明公开一种330MPa级电机力矩传感器用力矩弹性体的精锻成型工艺，通过对钢料进行四次球化退火，并将水冷与油冷结合，有利于钢料晶粒的细化和均匀分布，同时，通过控制热处理中加热及冷却的速度，克服了力矩弹性体精锻件成品表层晶粒细小、中间组织粗大的问题，表层晶粒细化、晶格畸变、位错密度降低，大大提高了精锻件成品的高温摩擦、抗磨损性能、硬度和表面强度，极大地降低了磨损率，有效延长了力矩弹性体的使用寿命。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，特别涉及一种330MPa级电机力矩传感器用力矩弹性体的精锻成型工艺。

背景技术

电动助力自行车是以传统自行车为基础，搭载以力矩传感器为核心的动力系统，并配有电机与电池，当使用者脚踩时即会启动电机，脚停即断电。电动助力自行车所采用的电机助力功率随脚踏力的大小变化而变化，可根据骑行者的踩踏力度，提供相应的动力支持，从而减轻使用者的骑行负担，使骑行舒适度与骑行里程大为增加。因此，对电动助力自行车脚踏力实时、准确的检测技术，在电动自行车领域显得非常迫切与重要。

力矩传感器制造的核心是弹性体，弹性体的结构决定了其测量性能，因此目前对传感器的研究主要集中在弹性体结构方面。而弹性体本身材料组织的细微差异及加工处理，特别是热处理工艺对批量加工件的一致性的很难保证，因此传感器的弹性体在受到主回路驱动力时极易产生自身形变及复位误差，使工业化批量生产难以实现。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种330MPa级电机力矩传感器用力矩弹性体的精锻成型工艺，不仅具有良好的强度和韧性，同时还提高了成品的硬度和表面强度，能够增加力矩弹性体的使用寿命。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种330MPa级电机力矩传感器用力矩弹性体的精锻成型工艺，包括如下步骤：

步骤1，下料：将钢料切割备用；

步骤2，球化退火：将下料后的钢料依次经过第一次退火、第二次退火、第三次退火和第四次退火，得到退火钢料；

步骤3，磷皂化：将退火钢料进行磷皂化处理；

步骤4，挤压：将磷皂化处理后的钢料送入挤压设备进行挤压，出料得到力矩弹性体；

所述第一次退火是将钢料加热至1100-1200℃，保温3-5h，然后先用空气吹冷至700-750℃，恒温30-40min后加热至800-850℃，保温1-2h，再油冷至600-650℃，保温30-40min，然后水冷至室温；

所述第二次退火是将钢料加热至850-900℃，保温40-50min，然后先用水冷冷却至550-600℃，再用油冷冷却至280-300℃，之后加热至580-650℃，保温1-2h，再用冷却水冷却至室温；

所述第三次退火是将钢料加热至1200-1250℃，保温2-4h，然后采用水冷和油冷循环的方法，先水冷至800-880℃，保温30-40min，再用油冷至300-400℃，保温20-30min，之后将钢料加热至500-550℃，保温30-40min，水冷至300-350℃，保温30-40min，最后用油冷冷却至室温；

所述第四次退火是将钢料放入真空炉中，加热至1000-1100℃，保温1-2h，然后先用氮气吹冷却至700-750℃，再用油冷冷却至450-520℃，保温30-40min，之后将钢料加热至880-950℃，保温1-2h，再水冷至620-680℃，保温20-30min，最后空气冷却至室温。

在第一次退火中，以50-70℃/min的速度加热至1100-1200℃，油冷的冷却速度为40-50℃/min，水冷的冷却速度为50-60℃/min。