一种汽车变速箱齿轮的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车变速箱齿轮的制造方法，涉及汽车零件制造领域，包括如下步骤：（1）锻造制胚，（2）球化退火，（3）车削加工，（4）滚齿，（5）剃齿，（6）渗碳，（7）调制，（8）磨削加工，采用了球化退火热处理，改善了齿轮的切削性能，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织，为后步的热处理做好组织准备；采用气体渗碳法，并采用易挥发的煤油做为渗碳剂，有效提高了渗碳效果，增加了渗碳层厚度，使齿轮表面坚硬耐磨，但心部依然保持良好的韧性；渗碳之后采用了调制热处理，更加巩固了渗碳效果，提高齿轮的力学性能。
【专利说明】一种汽车变速箱齿轮的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽车零件制造领域，更具体地说，本发明涉及一种汽车变速箱齿轮的 制造方法。
【背景技术】
[0002] -般变速的齿轮都统称为变速箱齿轮，变速箱齿轮常用材料为锻钢，变速箱齿轮 经常在高转速、高负荷、转速和负荷不断交变的情况下工作，变速齿轮是依靠本身的结构尺 寸和材料强度来承受外载荷的，这就要求材料具有较高强度韧性和耐磨性。由于变速齿轮 形状复杂，齿轮精度要求高，还要求材料方法性好，目前的汽车变速箱齿轮制造方法存在如 下技术问题： 1、 现有的汽车变速箱齿轮制造方法简单，生产出的产品质量一般，普遍使用寿命不 长； 2、 目前大多数汽车变速箱齿轮毛坯采用普通车床车削加工，一次装夹不能完成所有车 削加工，难以保障内孔和侧表面的同轴度，以及端面和孔轴的垂直度； 3、 现有的大多数汽车变速箱齿轮的齿轮加工都采用普通滚齿机滚齿，加工精度较低， 表面粗糙度达不到要求； 4、 现有的很多数汽车变速箱齿轮都采用固体渗碳法，成本较低，但用时过长，且渗碳层 厚度较薄； 5、 现有的大多数汽车变速箱齿轮只采用淬火这一种热处理方法，效果一般，齿轮寿命 不长。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的问题是提供一种经济实用，使用周期长的一种汽车变速箱齿轮 的生产方法。
[0004]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种汽车变速箱齿轮的制造方法， 该齿轮由合金钢18CrMnTi制造，包括如下步骤： (1) 锻造制胚：将制造汽车变速箱齿轮的钢材18CrMnTi加热至1120°C至1230°C之间， 再将钢材ISCrMnTi放入热锻模具中，锻造成齿轮毛坯； (2) 球化退火：将锻造好的齿轮毛坯取出模具，放置于空气中冷却至室温，再将齿轮毛 坯放入炉中进行球化退火，退火温度设为740°C至760°C，保温2h至4h后随炉冷却至室温； (3) 车削加工：待炉温降至室温后，将退火后的齿轮毛坯取出，安装固定在车床上对其 进行车削加工，外形尺寸保留〇. 5mm至1. 5mm的加工余量； (4) 滚齿：将车削加工好的齿轮放入滚齿机滚齿，加工出齿轮的初略轮廓； (5) 剃齿：将进行滚齿加工的齿轮放入剃齿机中进行剃齿加工，且加工后的齿轮齿部表 面粗糙度Ra为0? 8iim?0? 4iim; (6) 渗碳：将剃齿后的齿轮进行渗碳处理，将齿轮放入渗碳剂中加热至900°C至950°C， 保温26h至32h取出渗碳炉，让齿轮在空气中冷却至室温； (7) 调制：将渗透后的齿轮放入炉中淬火，淬火温度设为880°C至910°C，保温lh至 3h后放置空气中冷却，待齿轮降温至室温时，再将齿轮放入炉中高温回火，回火温度设为 500°C至650°C，保温2h至6h后，将齿轮取出放置空气中冷却至室温； (8) 磨削加工：将调制处理后的齿轮固定在数控磨床上，对其进行精密磨削加工。
[0005] 优选的，所述步骤（1)中的锻造采用闭式模锻形式，且采用液压机作为锻造设备。
[0006] 优选的，所述步骤（3)中采用数控车床对齿轮毛坯进行车削加工，一次装夹，同步 完成孔径、外径、端面的加工。
[0007] 优选的，所述步骤（4)中的滚齿机采用的是高精度滚齿机，加工精度为3至4级。
[0008] 优选的，所述步骤（5)中剃齿机中采用盘式剃齿刀，且剃齿刀进行过涂镀处理。
[0009] 优选的，所述步骤（6)中采用的是气体渗碳法，且使用的渗碳剂为煤油。
[0010]有益效果：该汽车变速箱齿轮制造方法采用了液压机进行锻造，产生的压力大，锻 造效果好，且振动和噪声都较小；采用了球化退火热处理，改善了齿轮的切削性能，得到在 铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织，为后步的热处理做好组织准备；采 用数控车床对齿轮毛坯进行车削加工，一次装夹即可完成所有车削加工，保障了内孔和侧 表面的同轴度，以及端面和孔轴的垂直度；采用了高精度滚齿机进行滚齿，加工精度为3至 4级，保障了加工精度，提高了工作效率；采用盘式剃齿刀进行剃齿，且剃齿刀进行过涂镀 处理，提高了刀具的使用寿命，有效地减少了换刀次数；采用气体渗碳法，并采用易挥发的 煤油作为渗碳剂，有效提高了渗碳效果，增加了渗碳层厚度，使齿轮表面坚硬耐磨，但心部 依然保持良好的韧性；渗碳之后采用了调制热处理，更加巩固了渗碳效果，提高齿轮的力学 性能。
【具体实施方式】
[0011] 以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0012] 实施例1 : 该方法分十步进行，先进行（1)锻造制胚：将制造汽车变速箱齿轮的钢材18CrMnTi加 热至1120°C，再将钢材ISCrMnTi放入热锻模具中，锻造成齿轮毛坯，锻造采用闭式模锻形 式，且采用液压机作为锻造设备；再进行（2)球化退火：将锻造好的齿轮毛坯取出模具，放 置于空气中冷却至室温，再将齿轮毛坯放入炉中进行球化退火，退火温度设为740°C，保温 4h后随炉冷却至室温；然后进行（3)车削加工：待炉温降至室温后，将退火后的齿轮毛坯取 出，安装固定在数控车床上对其进行车削加工，外形尺寸保留〇. 5mm至1. 5mm的加工余量， 采用数控车床对齿轮毛坯进行车削加工，一次装夹，同步完成孔径、外径、端面的加工；再进 行（4)滚齿：将车削加工好的齿轮放入滚齿机滚齿，加工出齿轮的初略轮廓，滚齿机采用的 是高精度滚齿机，加工精度为3至4级；再进行（5)剃齿：将进行滚齿加工的齿轮放入剃齿 机中进行剃齿加工，且加工后的齿部表面粗糙度Ra为0. 8iim?0. 4iim，剃齿机中采用盘式 剃齿刀，且剃齿刀进行过涂镀处理；再进行（6)渗碳：将剃齿后的齿轮进行渗碳处理，将齿 轮放入渗碳剂中加热至900°C，且使用煤油作为渗碳剂，保温32h取出渗碳炉，让齿轮在空 气中冷却至室温；再进行（7)调制：将渗透后的齿轮放入炉中淬火，淬火温度设为880°C，保 温3h后放置空气中冷却，待齿轮降温至室温时，再将齿轮放入炉中高温回火，回火温度设 为500°C，保温6h后，将齿轮取出放置空气中冷却；最后进行（8)磨削加工：将调制处理后 的齿轮固定在数控磨床上，对其进行精密磨削加工。
[0013] 实施例2: 按所述的相同步骤重复进行实施例1，不同之处在于：步骤（1)锻造制胚：锻造温度设 为1125°C;步骤（2)球化退火：退火温度设为750°C，保温3h后随炉冷却至室温；步骤（6) 渗碳：渗碳温度设为930°C，保温29h;步骤（7)调制：淬火温度设为890°C，保温2h后放置 空气中冷却，回火温度设为580°C，保温4h后，将齿轮取出放置空气中冷却至室温。
[0014] 实施例3 : 按所述的相同步骤重复进行实施例1，不同之处在于：步骤（1)锻造制胚：锻造温度设 为1130°C;步骤（2)球化退火：退火温度设为760°C，保温2h后随炉冷却至室温；步骤（6) 渗碳：渗碳温度设为950°C，保温26h;步骤（7)调制：淬火温度设为910°C，保温lh后放置 空气中冷却，回火温度设为630°C，保温2h后，将齿轮取出放置空气中冷却至室温。
[0015] 经过以上方法处理后，分别取出变速箱齿轮样品，测量结果如下：
【权利要求】
1. 一种汽车变速箱齿轮的制造方法，该齿轮由合金钢18CrMnTi制造，其特征在于，包 括如下步骤： (1) 锻造制胚：将制造汽车变速箱齿轮的钢材18CrMnTi加热至1120°C至1230°C之间， 再将钢材ISCrMnTi放入热锻模具中，锻造成齿轮毛坯； (2) 球化退火：将锻造好的齿轮毛坯取出模具，放置于空气中冷却至室温，再将齿轮毛 坯放入炉中进行球化退火，退火温度设为740°C至760°C，保温2h至4h后随炉冷却至室温； (3) 车削加工：待炉温降至室温后，将退火后的齿轮毛坯取出，安装固定在车床上对其 进行车削加工，外形尺寸保留〇. 5mm至1. 5mm的加工余量； (4) 滚齿：将车削加工好的齿轮放入滚齿机滚齿，加工出齿轮的初略轮廓； (5) 剃齿：将进行滚齿加工的齿轮放入剃齿机中进行剃齿加工，且加工后的齿部表面粗 糙度 Ra 为 0? 8 u m ?0? 4 u m ; (6) 渗碳：将剃齿后的齿轮进行渗碳处理，将齿轮放入渗碳剂中加热至900°C至950°C， 保温26h至32h取出渗碳炉，让齿轮在空气中冷却至室温； (7) 调制：将渗透后的齿轮放入炉中淬火，淬火温度设为880°C至910°C，保温lh至 3h后放置空气中冷却，待齿轮降温至室温时，再将齿轮放入炉中高温回火，回火温度设为 500°C至650°C，保温2h至6h后，将齿轮取出放置空气中冷却至室温； (8) 磨削加工：将调制处理后的齿轮固定在数控磨床上，对其进行精密磨削加工。
2. 如权利要求1所述的一种汽车变速箱齿轮的制造方法，其特征在于：所述步骤（1)中 的锻造采用闭式模锻形式，且采用液压机作为锻造设备。
3. 如权利要求1所述的一种汽车变速箱齿轮的制造方法，其特征在于：所述步骤（3)中 采用数控车床对齿轮毛坯进行车削加工，一次装夹，同步完成孔径、外径、端面的加工。
4. 如权利要求1所述的一种汽车变速箱齿轮的制造方法，其特征在于：所述步骤（4)中 的滚齿机采用的是高精度滚齿机，加工精度为3至4级。
5. 如权利要求1所述的一种汽车变速箱齿轮的制造方法，其特征在于：所述步骤（5)中 剃齿机中采用盘式剃齿刀，且剃齿刀进行过涂镀处理。
6. 如权利要求1所述的一种汽车变速箱齿轮的制造方法，其特征在于：所述步骤（6)中 采用的是气体渗碳法，且使用的渗碳剂为煤油。
【文档编号】B23P15/14GK104439994SQ201410721881
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】程文明 申请人:江西科技学院