一种汽车发动机冷却水泵合金结构钢模锻轮毂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车发动机配件的制造技术领域，特别是一种汽车发动机冷却水栗合 金结构钢模锻轮毂。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，我们举福特3.0L发动机冷却水栗轮毂为例，原厂设计是粉末冶金链 轮，正常工作转速3000n/min左右，因为是链轮传动，在使用中会受到一点的冲击力，粉末冶 金带轮的密度只有6.5g/cm3，硬度70HBS，延伸率几乎为零，所以在高速转动时受冲击没有 韧性，很容易断裂，在客户使用过程中经常发生这种质量事故。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种汽车发动机冷却 水栗合金结构钢模锻轮毂。
[0004] 为了解决以上技术问题，本发明提供一种汽车发动机冷却水栗合金结构钢模锻轮 毂，包括圆柱体壳体且圆柱体壳体为中空结构且其底面为圆形开口，圆柱体壳体的底部边 缘部向外水平延伸出一圈突出部，突出部的个数为23个且沿圆柱体壳体侧面圆周等间隔排 列； 圆柱体壳体的上表面还设有一圆形突出部且圆形突出部与圆柱体壳体的上表面为同 心圆，位于圆柱体壳体的中心部还开设有一通孔，通孔贯穿圆形突出部及圆柱体壳体的上 表面； 位于圆柱体壳体的底部边缘部的一圈突出部中，相邻两个突出部之间还设有一滚珠； 汽车发动机冷却水栗合金结构钢模锻轮毂的材质为合金钢40Cr，按质量百分比计包括 如下具体组分： C:0·37-0·44%，Si:0·17-0·37%，Mn:0·50-0·80%，P:0·04-0·05%，Ni:n-13%，Cr:0·80-1.10%,Nb：0.15-0.20%,Cu:0.85-0.95%,N:0.08-0.11%,Mo::2.15-2.95%,A1:0.2-0.3%,S： 0 · 025-0 · 035%，Ti : 0 · 03-0 · 04%，V: 0 · 02-0 · 03%，B: 0 · 002-0 · 004%，镧系稀土 ： 3-5%，余量为 Fe； 镧系稀土的组分质量百分比为:镧:20-24%，铈:20-25%，钐：14-16%，钕：14-16%，钆:2-4%，镨：16-18%，镝:5-6%，其余镧系元素：1 -3%，以上各组分之和为100%; 制备时具体包括如下步骤： ?采用加工用数控车床车好齿坯； 轮毂齿坯加工工艺要求： a:设备要求:设备采用高速、稳定、解码敏感度高的卧式斜导轨数控切削中心； b:刀具要求:采用整体硬质合金刀片，三角型专用数控机夹刀，保证加工后的表面粗糙 度Ral·6_Ra3·2; c:加工尺寸度要求:尺寸须保证关健尺寸中孔Φ 15.85 ± 0.01，粗糙度Ral. 6，此轴孔装 配时和水栗轴过盈配合连接，须能确保传递的扭矩不小于50NM，3000n/min高速下防脱力不 小于8000N;齿廓厚度4及外弧形R8是重要尺寸，涉及链轮和链条的啮合精度要求，保证了此 尺寸要求，才能保证传动时的平稳无噪音； d:加工位置度要求：以轴孔为基准，端面相对于基准的垂直度要求不大于0.1，因为此 面是装配时的压装面，装配时才能保证链轮相对于水栗壳体安装面的位置，从面保证链轮 相对于水栗轴的跳动要求，高速旋转时无噪音无振动； ?然后在数控精密滚齿机上滚齿； ?最后采用齿面高频淬火热处理，具体的处理工艺为： 将轮毂半成品通过高频热处理炉加热至900-1000°C，保温12-25秒，全程吹氮气搅拌， 以得到表面洁净的支架半成品；用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为1520-1530°C，真空度 48-50帕，抽气时间在4-6h; 通过冷却工序将轮毂半成品快速度冷却到400-500°C，然后用水或淬火液冷却至80°C 以下，然后经过回火加热炉加热到700-1000°C回火，然后将轮毂半成品快速冷却到室温。
[0005] 本发明进一步限定的技术方案是： 进一步的，前述的汽车发动机冷却水栗合金结构钢模锻轮毂，圆柱体壳体1的底部开口 直径为42mm，圆柱体壳体的外径为48mm，突出部的长度为3mm，圆形突出部的高度为3mm、直 径为36mm，滚珠的直径为10_。
[0006] 前述的汽车发动机冷却水栗合金结构钢模锻轮毂，圆形突出部侧面为倾斜结构， 其倾斜角度为45度。
[0007] 采用三段加热，第一段加热温度为700-750°C，到温后保温10_15min，第二段加热 温度为850-880°C，到温后保温35-40min，第三段加热温度为1010-1150°C，到温后保温15-18min； 冷却时控制冷却速度为5.5-6°C每秒，冷却方式为锻件放入具有循环流动水的水池内， 保证锻件能够在3分钟内冷却至40°C; 锻造后的热处理对F316/316L材料至关重要，是开发F316/316L材料锻件的关键因素， 本发明中热处理采用固溶处理，控制加热稳固与冷却速度，使得锻造出的锻件能够适应在-196°C，同时又有晶间腐蚀的工况条件下使用，同时兼具优异的机械性能。
[0008] 本发明的有益效果是:本发明中选用抗拉强度和延伸率都较好的合金钢40Cr，加 工用数控车床车好齿坯，然后在数控精密滚齿机上滚齿，最后采用齿面高频淬火热处理，齿 面硬度HRC45-HRC48,这种方法不仅齿面耐磨，而且强度提高，在高速转动时受冲击韧性大 大提高，不易断裂，有限寿命达到三年以上。
[0009] 本发明中设计的钢模锻轮毂中圆柱体壳体的底部开口直径为42mm，圆柱体壳体的 外径为48mm，突出部的长度为3mm，圆形突出部的高度为3mm、直径为36mm，滚珠的直径为 l〇mm，圆形突出部侧面为倾斜结构，其倾斜角度为45度;提高了轴承的整体承载力，延长了 轴承的寿命;在不改变水栗装配尺寸的情况下优化带轮的结构，缩短它的阻力臂，减小了它 的阻力矩，皮带传动时对带轮施加的径向力不变。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明所设计的汽车发动机冷却水栗合金结构钢模锻轮毂的结构剖视图； 图2为本发明所设计的汽车发动机冷却水栗合金结构钢模锻轮毂的俯视图。
[0011 ] 其中：1 -圆柱体壳体，2-突出部，3-圆形突出部，4-通孔，5-滚珠。
【具体实施方式】 [0012] 实施例1 本实施例提供的一种，结构如图1所示，汽车发动机冷却水栗合金结构钢模锻轮毂，包 括圆柱体壳体1且圆柱体壳体1为中空结构且其底面为圆形开口，圆柱体壳体1的底部边缘 部向外水平延伸出一圈突出部2,突出部2的个数为23个且沿圆柱体壳体1侧面圆周等间隔 排列； 圆柱体壳体1的上表面还设有一圆形突出部3且圆形突出部3与圆柱体壳体1的上表面 为同心圆，位于圆柱体壳体1的中心部还开设有一通孔4,通孔4贯穿圆形突出部3及圆柱体 壳体1的上表面； 位于圆柱体壳体1的底部边缘部的一圈突出部2中，相邻两个突出部2之间还设有一滚 珠5; 汽车发动机冷却水栗合金结构钢模锻轮毂的材质为合金钢40Cr，按质量百分比计包括 如下具体组分： C:0·37-0·44%，Si:0·17-0·37%，Mn:0·50-0·80%，P:0·04-0·05%，Ni:n-13%，Cr:0·80-1.10%,Nb：0.15-0.20%,Cu:0.85-0.95%,N:0.08-0.11%,Mo::2.15-2.95%,A1:0.2-0.3%,S： 0 · 025-0 · 035%，