汽车变速箱合金齿轮轴制造方法
【专利说明】汽车变速箱合金齿轮轴制造方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种合金钢制备领域，特别涉及一种汽车变速箱合金齿轮轴制造方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]15CrMoG钢是中国国家标准GB5310-2008(高压锅炉用无缝钢管)中的一种典型高压锅炉用合金结构钢，其按重量计包含0.12%?0.18%的C、0.17%?0.37 %的S1、0.40%?0.70% 的 Μη、0.80%?1.10% 的 Cr、0.40%?0.55% 的 Mo、不大于 0.025% 的 P、不大于0.015%的S、不大于0.20%的Cu、不大于0.30%的Ni和不大于0.08%的V。
[0005]对于15CrMoG钢，同样需要控制A1含量在较低的水平。在钢中缺少足够A1的情况下，可采用LF炉精炼或者LF炉精炼+真空处理的方法来避免高氧钢，可采用控制乳制温度的方法细化钢的晶粒。然而，现有技术始终未考虑因缺少足够的A1，钢中会出现部分游离N的危害性。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种汽车变速箱合金齿轮轴制造方法，最大限度地减小钢的时效性，合金钢具有较低的A1含量，不会对后部的冷加工产生不利影响，改善了齿轮轴各项力学性能。
[0008]本发明的技术方案如下:
汽车变速箱合金齿轮轴制造方法，包括有以下操作步骤:
(1)控制钢水中各元素的化学成分重量百分比应满足下述要求:C 2.3?2.5%、Μη1.2?1.4%、Cr 1.6_L9%、Si 1.2?1.5%、Mg 0.3-0.6%、P 0.016-0.044% ^Ni 0.38 ?0.52%、B 0.015 ?0.025%、V 0.22 ?0.34%、Zn 0.01-0.04%，余量 Fe ;钢水出炉温度为1520°C?1600°C，外层浇注温度为1400°C?1480°C，内层浇注温度为1500°C?1580°C，按照2.2-2.4Kg/秒的平均流量进行均速浇注，冷型内壁旋转线速度控制在10?12m/s ;
(2)热处理:a、退火:将齿轮轴置于温度低于280°C的退火炉里，升温到750-780°C，保温56±5分钟，在温度低于500°C时出炉，空冷；b、淬火:将齿轮轴置于温度低于150°C的淬火炉里，升温到550 ± 10°C，保温60 ± 5分钟，然后继续升温到880 ± 10°C，保温70-80分钟，用淬火液冷却；c、回火:将齿轮轴置于温度低于80°C的回火炉里，升温到500-520°C，保温120 ±5分钟，空冷；
(3)齿轮轴表面低温磷化处理:在60-65°C的温度下进行，磷酸盐溶液的游离酸度于总酸度的比值为1: 5-6，处理时间为80-120分钟。
[0009]钢水出炉温度为1560°C，外层浇注温度为1440°C，内层浇注温度为1540°C，按照
2.3Kg/秒的平均流量进行均速浇注，冷型内壁旋转线速度控制在llm/s。
[0010]与现有技术相比，本发明的优点在于:
本发明通过控制合金钢内各合金成分配比；同时通过在冶炼、浇注过程中对P、S等有害成分比例的控制；采用合金元素的特定添加步骤，并用直读光谱分析仪进行钢水成份控制与合金元素配制方案实现；最大限度地减小钢的时效性，合金钢具有较低的A1含量，不会对后部的冷加工产生不利影响，改善了齿轮轴各项力学性能。
[0011]
【具体实施方式】
[0012]汽车变速箱合金齿轮轴制造方法，包括有以下操作步骤:
(1)控制钢水中各元素的化学成分重量百分比应满足下述要求:C 2.3?2.5%、Μη1.2?1.4%、Cr 1.6_L9%、Si 1.2?1.5%、Mg 0.3-0.6%、P 0.016-0.044% ^Ni 0.38 ?0.52%、B 0.015 ?0.025%、V 0.22 ?0.34%、Zn 0.01-0.04%，余量 Fe ;钢水出炉温度为1560°C，外层浇注温度为1440°C，内层浇注温度为1540°C，按照2.3Kg/秒的平均流量进行均速浇注，冷型内壁旋转线速度控制在llm/s ；
(2)热处理:a、退火:将齿轮轴置于温度低于280°C的退火炉里，升温到750-780°C，保温56±5分钟，在温度低于500°C时出炉，空冷；b、淬火:将齿轮轴置于温度低于150°C的淬火炉里，升温到550 ± 10°C，保温60 ± 5分钟，然后继续升温到880 ± 10°C，保温70-80分钟，用淬火液冷却；c、回火:将齿轮轴置于温度低于80°C的回火炉里，升温到500-520°C，保温120 ±5分钟，空冷；
(3)齿轮轴表面低温磷化处理:在60-65°C的温度下进行，磷酸盐溶液的游离酸度于总酸度的比值为1: 5-6，处理时间为80-120分钟。
[0013]本发明实施例齿轮轴的力学性能检测数据如下:
抗拉强度σ b (MPa):彡1000
屈服强度。s(Mpa) 920 伸长率 δ 5 (%) 14.9 断面收缩率φ (%):彡42.5 冲击功 Akv(J) 50ο
【主权项】
1.汽车变速箱合金齿轮轴制造方法，其特征在于，包括有以下操作步骤: (1)控制钢水中各元素的化学成分重量百分比应满足下述要求:C 2.3?2.5%、Μη1.2?1.4%、Cr 1.6_L9%、Si 1.2?1.5%、Mg 0.3-0.6%、P 0.016-0.044% ^Ni 0.38 ?0.52%、B 0.015 ?0.025%、V 0.22 ?0.34%、Zn 0.01-0.04%，余量 Fe ;钢水出炉温度为1520°C?1600°C，外层浇注温度为1400°C?1480°C，内层浇注温度为1500°C?1580°C，按照2.2-2.4Kg/秒的平均流量进行均速浇注，冷型内壁旋转线速度控制在10?12m/s ; (2)热处理:a、退火:将齿轮轴置于温度低于280°C的退火炉里，升温到750-780°C，保温56±5分钟，在温度低于500°C时出炉，空冷；b、淬火:将齿轮轴置于温度低于150°C的淬火炉里，升温到550 ± 10°C，保温60 ± 5分钟，然后继续升温到880 ± 10°C，保温70-80分钟，用淬火液冷却；c、回火:将齿轮轴置于温度低于80°C的回火炉里，升温到500-520°C，保温120 ±5分钟，空冷； (3)齿轮轴表面低温磷化处理:在60-65°C的温度下进行，磷酸盐溶液的游离酸度于总酸度的比值为1: 5-6，处理时间为80-120分钟。2.根据权利要求1所述的汽车变速箱合金齿轮轴制造方法，其特征在于，钢水出炉温度为1560°C，外层浇注温度为1440°C，内层浇注温度为1540°C，按照2.3Kg/秒的平均流量进行均速浇注，冷型内壁旋转线速度控制在1 lm/s。
【专利摘要】本发明公开了汽车变速箱合金齿轮轴制造方法，包括有以下操作步骤：控制钢水中各元素的化学成分重量百分比应满足下述要求：C？2.3～2.5％、Mn？1.2～1.4％、Cr？1.6-1.9％、Si？1.2～1.5％、Mg？0.3-0.6％、P？0.016-0.044％、Ni？0.38～0.52％、B？0.015～0.025％、V？0.22～0.34％、Zn？0.01-0.04％，余量Fe；本发明采用合金元素的特定添加步骤，并用直读光谱分析仪进行钢水成份控制与合金元素配制方案实现；最大限度地减小钢的时效性，合金钢具有较低的Al含量，不会对后部的冷加工产生不利影响。
【IPC分类】C21D9/32, C22C38/56, C21D1/18
【公开号】CN105296889
【申请号】CN201510735030
【发明人】沈四海, 沈军
【申请人】合肥海源机械有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月3日