一种齿轮箱输出轴的模锻方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机动车零部件的模锻方法，尤其是涉及一种齿轮箱输出轴的模锻方法。
【背景技术】
[0002]目前，生产减速机输出轴用空气锤胎模锻造，其生产工艺如下:购买原材料；下料；加热；将加热的毛坯放到空气锤型砧上拔长、滚圆、整形后，直接在空气锤上用活动的胎模锻造，空气中冷却到室温；机床粗加工；调质热处理；机床精加工；成品。中国专利公开了一种减速机用输出轴的锻造方法(公开号:CN102990289A)，包括以下步骤:a、浇注圆柱形坯料步骤:圆柱形坯料中各化学组分的重量百分比为:碳0.26-0.36%、锰1.05-1.50%、硅 0.35-0.60%、磷彡 0.034%、硫彡 0.0360%、铬 0.450-0.65%、钼 0.003-0.006%、镍0.001-0.025%、钒0.005-0.015%、铜0.008-0.025%，基质为铁;浇注成型的坯体温度降至290°C，再加热至650-760°C，保温5_6小时，炉冷至280_320°C，保温3_5小时，再加热至650-690°C，保温32小时，以40°C /小时冷却至400。。，再以18°C /小时，冷却至120。。;b、锻造步骤:1)、选用直径为70圆钢，利用剪切机进行下料，剪切后毛坯件长度122.5mm ;2)、将步骤I)的毛坯件放入中频加热炉加热，加热温度1120-1180°C，保持加热时间9.2min ;将步骤2)得到工件，进行分料；4)、将分料后的工件放入摩压机中安装在型模具上，利用成型模具热锻工件；温度900°C，压力1600T ;5)、将热锻后的工件，放入冲床中进行切边、热校处理；c、热处理步骤:将热校处理后的工件加热到900-950°C，再放入到200-300°C盐浴保温2-3小时等温淬火，再加热到330-380°C，保温2_3小时回火处理；d、将热处理后的工件抛丸处理；e、将抛丸处理的零件包装。但是这种方法在加热具有多个凸台的输出轴时，热处理会较不完全，输出轴内的应力会受热不均，导致使用寿命较短，容易发生断裂。
【发明内容】
[0003]本发明是提供一种齿轮箱输出轴的模锻方法，其主要是解决现有技术所存在的锻造方法在加热具有多个凸台的输出轴时，热处理会较不完全，输出轴内的应力会受热不均，导致使用寿命较短，容易发生断裂等的技术问题。
[0004]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
本发明的一种齿轮箱输出轴的模锻方法，其特征在于所述的方法包括:
a.选用20MnCr5合金钢还料，用半自动带锯床进行下料，还料的直径为90_110mm；
b.将坯料投入到天然气加热炉中进行加热处理；
c.将加热后的坯料投入到电液模锻锤压机，利用锻模进行模锻，模锻后第一外径Φ1为122-125mm，第二外径Φ2为104_107_，第三外径Φ3为61_65mm，第四外径Φ4为54-57m，其输出轴坯料的凸台厚度为27-30mm，总长度为395_400mm，终锻的温度为850-1000°C ；
d.将模锻后的输出轴坯料投入到等温正火炉中先进行高温正火处理，温度为920-940°C，再进行等温处理，温度为620-640°C，正火处理完毕后进行快速冷却，冷却时间为4-6分钟；
e.将正火处理完的输出轴坯料投入到履带式喷丸机内进行喷丸处理，直到输出轴坯料表面无缺陷和氧化皮；
f.对输出轴坯料进行粗车、粗打中心孔、粗车外圆、车总长、精打中心孔、车另一端外径，最后出成品齿轮箱输出轴。
[0005]现有技术一般都是采取一次性加热或一次性降温，这样会导致输出轴各部位受热不均。而本发明采用多道热处理工序对坯料进行模锻处理，使得输出轴各部位的应力保持一致，不会产生金相突变。
[0006]作为优选，所述的步骤b中在天然气加热炉的加热处理包括:先将坯料加热到1160-1180°C，然后急速降温到1000°C，降温速率为5°C /s，再将坯料加热到1190_1210°C，然后急速降温到1100°C，降温速率为5°C /s，最后将坯料加热到1220-1230°C，保温。本发明通过三次急速加热和两次急速降温，使得坯料在加热时不至于过快地达到加热顶点，使其具有一定的适应温度的能力，这样会使得输出轴本体与凸台都会受热均匀，保证一致性。
[0007]作为优选，所述的步骤b中当坯料温度过低时，先停止生产，调高炉温和减慢加热节拍，坯料隔离后再进行返工处理；当坯料温度过高时，停止生产，调低炉温和加快加热节拍，坯料直接报废。
[0008]作为优选，所述的步骤d中的快速冷却包括先将输出轴坯料快速冷却到220-2400C，再快速升温至260-280°C，第二次将输出轴坯料快速冷却到120-140°C，再快速升温至160-180°C，最后再快速冷却至室温，总的冷却时间为4-6分钟。冷却时分阶段进行冷却，这样能够避免急速降温时，输出轴本体与凸台内部的降温温度不一致，从而造成应力不一致。并且把整个降温过程限制在极短的时间内，也保证了冷却的效果。
[0009]作为优选，所述的步骤e中的喷丸处理的时间为18-20分钟，转速为2100转/min。
[0010]作为优选，所述的锻模包括有上模与下模，上模、下模内设有模腔，模腔内设有多个台阶，并且模腔中部设有内径不同的第一环形槽与第二环形槽，模腔连通进料口，进料口的中部设有倾斜面，倾斜面的倾斜角α为2-4°，进料口转角处的上模与下模都设有圆弧面，上模与下模圆弧面的圆弧角直径不相等，模腔的一端设有向内凸出的凸块。进料口转角处的上模与下模的圆弧面能够保证进料。进料口的倾斜面能够保证液体的流通。凸块既能够起到定位的作用，又能使输出轴方便地加工出台阶。
[0011]因此，本发明通过多道升温、降温的冷处理工序，能够使得输出轴本体与凸台都具有相同的应力，使其在应用时不容易产生断裂，使用寿命较长。等特点。
【附图说明】
[0012]附图1是本发明锻模的一种结构示意图；
附图2是本发明输出轴的一种结构示意图。
[0013]图中零部件、部位及编号:上模1、下模2、模腔3、第一环形槽4、第二环形槽5、进料口 6、圆弧面7、凸块8、输出轴9、凸台10。
【具体实施方式】
[0014]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0015]实施例:本例的一种齿轮箱输出轴的模锻方法，其步骤为:
a.选用20MnCr5合金钢坯料，合金钢的组成及百分比为:碳0.17-0.22%，硅彡