专利名称：用20CrMnTi钢加工成汽车变速箱零件的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种金属材料加工成汽车变速箱零件的加工エ艺。
背景技术：
汽车变速箱中的零件，如倒档中间齿轮轴、间隔套、齿轮等，材料为20CrMnTi钢，其形状复杂、厚薄相差悬殊大，是汽车上的关键重要零件，对这种材料的零件要求较高，其中渗碳深度要求在O. 84-1. 34之间，表面硬度要求在58-64HRC。这种汽车倒档中间齿轮轴等零件的加工エ艺基本包括锻造、预备热处理、机械加工、渗碳淬火，磨削等步骤，而大部分小厂无条件购置高档渗碳淬火设备，其渗碳、淬火均在无碳势控制的井式渗碳炉中进行，凭借经验控制渗碳剂滴入量，来达到控制碳势目的，在最后一道エ序厚薄相交处磨削时经常出现放射状、网络状裂纹，且裂纹量达60%以上。一般来说渗碳层深度要求越深，其裂纹倾向越大。因此，生产的汽车变速箱零件合格率不高。产生裂纹的原因有可能是在热处理的渗碳淬火过程中产生裂纹，也有可能是磨削过程产生裂纹。这是ー个较为复杂的问题。但无论是渗碳淬火过程产生裂纹还是在磨削过程中产生裂纹，其主要因素是残余内应カ引起的。其中应カ有两种，ー种是拉应力，即拉应カ超过材料的破断抗カ即产生裂纹，另外一种是压应力，提高压应カ可防止裂纹的产生。这种产生裂纹的20CrMnTi钢所锻造的零件，经过金相分析后，存在表面碳浓度过高，有角状、块状碳化物、残余奥氏体量大于30%的情况。因而，如何提高20CrMnTi钢的压应カ来避免产生裂纹是本领域技术人员一直难以解决的问题。
发明内容
鉴于背景技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种能够避免产生裂纹，用20CrMnTi钢加工成汽车变速箱零件的エ艺。为此，本发明是采用如下技术方案来实现的如ー种用20CrMnTi钢加工成中间齿轮轴的エ艺，其特征在于具有如下步骤锻造、预备热处理、机械加工、渗碳淬火，磨削，其中，在渗碳淬火时,在910 930摄氏温度下进行渗碳,渗碳时监控渗碳剂的滴入量,确保渗碳炉中的碳势控制在O. 85-1. O范围内，然后将渗碳炉降温到830 850摄氏度，出炉预冷后直接淬火，将残余奥氏体量控制在小于或等于10%，再提高回火温度，回火温度不高于250摄氏度，并延长保温时间，最后进行强カ喷丸。渗碳淬火后，若发现表面有块状、角状碳化物时，采取高温正火，以消除角状、块状碳化物。本发明的这种エ艺中，采用监控渗碳剂的滴入量，控制碳势和残余奥氏体量，即可防止20CrMnTi钢的裂纹倾向，经过本发明エ艺后，可有效提高20CrMnTi钢的力学性能和使用寿命，而且エ艺简单，具有很好的重现性，并在磨削时就不会产生裂纹，加工成汽车变速 箱零件如倒档中间齿轮轴、间隔套后，合格率达到100 %。
具体实施例方式下面再进ー步详细描述本发明的有关细节。这种用20CrMnTi钢加工成汽车变速箱零件的エ艺，具有如下步骤锻造、预备热处理、机械加工、渗碳淬火、磨削，其中，渗碳淬火时，在910 930摄氏度温度下进行渗碳，本实施例选择920±10°C渗碳,保温5-7小时,渗碳时监控渗碳剂的滴入量,使得渗碳炉中的碳势控制在O. 85-1. O范围内，监控时最好采用氧探头进行自动监控，如无法采用氧探头，采用人工调节渗碳剂的滴入量也是可以的；然后将渗碳炉降温到830 850摄氏度，出炉预冷后直接淬火，将残余奥氏体量控制在小于或等于10 %，渗碳淬火后，取样检查金相组织，发现有角状、块状碳化物吋，采取高温正火预以补救，消除角状、块状碳化物。在保证表面硬度的前提下，可提高回火温度，回火温度不高于250摄氏度，一般来说，零件表面碳浓度较高吋，回火温度就可偏高，零件表面碳浓度较低吋，回火温度就较低，回火温度最高不能超过250摄氏度，防止硬度降低，同时延长回火保温时间，在传统的エ艺中，保温时间约为2小时，本实施例的保温时间延长到2小时以上3小时以内，最后进行强カ喷丸，来提高零件表面压应力。喷丸カ度越大，零件表面的压应カ越大。当渗碳层深度达到上限时，就不能以高温正火的方法作为补救措施，以消除角状、块状碳化物。否则，正火后渗碳层深度超深，不能满足渗碳层深度技术要求且拉应カ大。此时 ，可加大喷丸力度，増加压应力，以抵消其磨削加工时产生的拉应力。在磨削时选择中软硬度的砂轮进行磨削加工，或者经常修复砂轮，磨削量控制在O. 01-0. 05之间。经过这种エ艺对20CrMnTi钢进行处理后，在加工汽车变速箱零件吋，并不会出现裂纹，其合格率达到100%。
权利要求
1.ー种用20CrMnTi钢加工成汽车变速箱零件的エ艺，其特征在于具有如下步骤锻造、预备热处理、机械加工、渗碳淬火、磨削，其中，渗碳淬火时，在910 930摄氏度温度下进行渗碳，渗碳时监控渗碳剂的滴入量，使得渗碳炉中的碳势控制在O. 85-1. O范围内，然后将渗碳炉降温到830 850摄氏度，出炉预冷后直接淬火，将残余奥氏体量控制在小于或等于10%，再提高回火温度，回火温度不高于250摄氏度，并延长保温时间至2 3小时，最后进行强カ喷丸。
2.根据权利要求I所述的用20CrMnTi钢加工成汽车变速箱零件的エ艺，其特征在于渗碳淬火后，采取高温正火，以消除角状、块状碳化物。
全文摘要
本发明公开了一种用20CrMnTi钢加工成汽车变速箱零件的工艺，其特征在于包括锻造、预备热处理、机械加工、渗碳淬火、磨削，其中，渗碳淬火时，在910～930摄氏度温度下进行渗碳，渗碳时监控渗碳剂的滴入量，使得渗碳炉中的碳势控制在0.85-1.0范围内，然后将渗碳炉降温到830～850摄氏度，出炉预冷后直接淬火，将残余奥氏体量控制在小于或等于10％，再提高回火温度，回火温度不高于250摄氏度，并延长回火保温时间确保渗碳层硬度，最后进行喷丸，以提高其压应力。这种处理工艺，使得其在磨削时不会出现裂纹，加工的零件合格率达到100％。
文档编号C23C8/22GK102618817SQ20121008626
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月22日 优先权日2012年3月22日
发明者陈建成 申请人:温州天和汽车部件有限公司