一種用4Cr5MoSiV1為材料的圓柱齒輪軸加工方法
【技術領域】
[0001]該發明屬于機械加工技術領域，涉及圓柱齒輪軸及其4Cr5MoSiVl。尤其是一種用4Cr5MoSiVl為材料的圓柱齒輪軸加工方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著裝備設備技術的不斷進步，大型化，高效率，低能耗的大型機械傳動得到廣泛應用，在傳動系統中多數是采用機械的齒輪傳動，老式減速機大多采用擺線針輪式、圓柱齒輪傳動，蝸輪蝸桿減速傳動結構，其減速比和傳動效率有一定的局限性，且耗電量大、噪音大、體積大、使用壽命短、維護維修費用高，一般高精度不高、承載能力差，不利用應用與推廣，不能很好地滿足用的使用要求；目前，齒輪軸廣泛地應用于生產生活中的機械設施上，尤其是設有變速箱的機械機構上，齒輪軸作為各機構間的動力傳動件，其結構的科學性對于傳動效率的提高具有很深遠的意義。尤其是現有的齒輪軸在長期使用中會發生磨損或斷裂，從而使得齒輪軸不能繼續工作，如果不能及時發現，還會危害到各機構間的安全性。其中，齒輪軸的生產多采用切削加工，而切削加工對于齒輪軸上輪齒的加工容易留下應力集中的情況，從而帶來輪齒脆弱易損壞的問題，而如果輪齒沿齒輪軸軸向的距離較長，這樣的影響更加顯著。還有一些企業在進行淬火回火的調質材料進行機械加工，存在制造成本高這一問題。在一些渦輪軸或者圓錐齒輪軸中不僅震動大，損耗能量影響工作，長會使機器出現漏油等問題，還影響機器的正常工作，常使得工作不得不停止對機器進行檢修，使得生產效率下降。
【發明內容】
[0003]針對現有技術的不足，本發明為了解決上述問題，設計了一種用4Cr5MoSiVl為材料的圓柱齒輪軸加工方法。
[0004]本發明設計了一種用4Cr5MoSiVl為材料的圓柱齒輪軸，其材料主要包括了下列元素的百分比含量:C 0.55% -0.75%, Mn 0.60% -0.80%, Ti 0.02% -0.03%,Si 5.9% -6.8%, V 0.4 % -0.6 %, Mo 0.62% -0.94%, Cr 1.2 % -2.8 %, S<0.15 %,P〈0.13%，Cu〈0.12%，其余為鐵及其雜質，優選 C 0.57% -0.73%, Mn 0.62% -0.75%,T1.021 % -0.025 %, Si 6.1 % -6.5 %, V 0.42 % -0.54 %, Mo 0.67 % -0.91 %, Cr
1.3% -2.5%, S〈0.15%, Ρ〈0.13%, Cu〈0.12%，其加工工藝關鍵技術如下:(I)熔煉壓鑄圓柱齒輪軸毛坯，先將中央熔爐預熱，將配料放入熔爐中，得到合金熔液，之后將合金熔液放入保溫爐內，在其外圍施加轉動的磁場，使合金熔液產生感應渦流，利用供料磁場發生器將合金熔液抽送到壓鑄機保溫爐內并在氮氣氣氛下保溫30s-15min，之后進行熱式壓鑄，控制溫度在500-550°C，將合金熔液輸入壓鑄模進行壓鑄，壓鑄模溫度為100-200度，(2)對圓柱齒輪軸進行粗加工，車端面，車外圓，鉆中心孔，倒頭車另一端面和外圓，在加工時引入潤滑液，將其噴射于工件表面個刀具頭部，防治機械瘤形成并且帶走加工產生的熱量，再次進行精加工，其表面粗糙度為Ra = 0.5-1.3 μ m，(3)對精加工后的圓柱齒輪軸進行時效處理，采用預先淬火法，先水溶液冷卻再空冷，再進行回火處理，采用低溫(200-250°C )回火，使其硬度為60-62HRC，(4)滲碳處理，進行中溫氣體滲碳，即在氣體滲碳爐中滴入丙酮作為滲碳劑，溫度控制在830-850°C，保溫1.4-2.5h，緩慢冷卻，滲碳深度為0.8-1.2mm，
(5)防腐處理，由酸堿鹽混合而成的一種防腐劑，該防腐濃度為:HCl 0.3-3 % , H3PO410-20% , H2S0450-70% , NCl 4-5% ,KaNO3 7-10% ,Ni (NO3)2 3-5% ,烷基醇酞胺 3-5%，六次甲基四胺0.1-0.2%，其余為水，其中H2SO4起到氧化劑的作用，基醇酞胺作為活性劑，六次甲基四胺為防腐劑，將該防腐劑攪拌混合均勻后噴刷于圓柱齒輪軸表面，涂層厚度為10-15 μ m，再在清水沖洗之后空氣中風干。
[0005]本發明優點在于本發明采用熱壓鑄成型法，生產效率高，金屬浪費少，工藝穩定，且金屬無污染，獲得鑄件質量好，配備了一種合理的元素的材料，而且采用新工藝流程，從而使制的圓柱齒輪軸的耐磨性大大增強，抗彎能力強，表面光潔摩擦小、散熱好，耐磨性好，延長了使用壽命而且采用碳氮共滲法，增強了圓柱齒輪軸表面的耐磨性和硬度，可靠性，而且軸的芯部柔韌性好，該種圓柱齒輪軸在傳動系統中不僅結構緊湊噪音低，而且振動小，達到了生產實際的需要，而且該種圓柱齒輪軸在傳動系統中結構緊湊，噪音低，消除了漏油現象，節省了檢修停工時間，大大提高了經濟效益，達到了生產實際的需要因此該加工工藝得到廣泛應用。
【具體實施方式】
[0006]實施例一
[0007]設計一種圓柱齒輪軸，其采用的材料為4Cr5MoSiVl，各元素的百分比含量:C
0.55%, Mn 0.60%, Ti 0.02%, Si 5.9%, V 0.4%, Mo 0.62%, Cr 1.2%, S<0.15%,P〈0.13%, Cu〈0.12%，其余為鐵及其雜質，其加工工藝關鍵技術如下:(1)熔煉壓鑄圓柱齒輪軸毛坯，先將中央熔爐預熱，將配料放入熔爐中，得到合金熔液，之后將合金熔液放入保溫爐內，在其外圍施加轉動的磁場，使合金熔液產生感應渦流，利用供料磁場發生器將合金熔液抽送到壓鑄機保溫爐內并在氮氣氣氛下保溫5min，之后進行熱式壓鑄，控制溫度在500°C，將合金熔液輸入壓鑄模進行壓鑄，壓鑄模溫度為100度，(2)對圓柱齒輪軸進行粗加工，車端面，車外圓，鉆中心孔，倒頭車另一端面和外圓，在加工時引入潤滑液，將其噴射于工件表面個刀具頭部，再次進行精加工，其表面粗糙度為Ra = 0.5 μ m，(3)時效處理，采用預先淬火法，回火溫度為200°C，硬度為60HRC，(4)中溫氣體滲碳，即在氣體滲碳爐中滴入丙酮作為滲碳劑，溫度控制在830°C，保溫1.4h，緩慢冷卻，滲碳深度為0.8mm，(5)防腐處理，由酸堿鹽混合而成的一種防腐劑，該防腐濃度為:HC1 0.3% , H3PO4 10%，H2SO450% ,NCl 4% ,KaNO3 7% ,Ni (NO3)2 3% ,烷基醇酞胺3%，六次甲基四胺0.1%，其余為水，其中H2SO4起到氧化劑的作用，基醇酞胺作為活性劑，六次甲基四胺為防腐劑，將該防腐劑攪拌混合均勻后噴刷于圓柱齒輪軸表面，涂層厚度為10 μπι，再在清水沖洗之后空氣中風干。
[0008]實施例二
[0009]設計一種圓柱齒輪軸，其采用的材料為4Cr5MoSiVl，各元素的百分比含量:C
0.75%, Mn 0.80%, Ti 0.03%, Si 6.8%, V 0.6%, Mo 0.94%, Cr 2.8%, S<0.15%,P〈0.13%,Cu<0.12%，其余為鐵及其雜質，其加工工藝關鍵技術如下:(1)熔煉壓鑄圓柱齒輪軸毛坯，控制溫度在550°C，將合金熔液輸入壓鑄模進行壓鑄，壓鑄模溫度為200度，(2)對圓柱齒輪軸進行粗加工，再次進行精加工，其表面粗糙度為Ra = 1.3μπι，(3)時效處理，采用預先淬火法，低溫250°C回火，硬度為62HRC，(4)進行中溫氣體滲碳，即在氣體滲碳爐中滴入丙酮作為滲碳劑，溫度控制在850°C，保溫2.5h，緩慢冷卻，滲碳深度為1.2mm, (5)防腐處理，該防腐濃度為:HC1 3%，H3PO4 20%，H2SO4 70% ,NCl 5% , KaNO31%，Ni (NO3)25%，烷基醇酞胺5%，六次甲基四胺0.2%，其余為水，其中H2SO4起到氧化劑的作用，基醇酞胺作為活性劑，六次甲基四胺為防腐劑，將該防腐劑攪拌混合均勻后噴刷于圓柱齒輪軸表面，涂層厚度為15 μ m，再在清水沖洗之后空氣中風干。
[0010]申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
【主權項】
1.一種用4Cr5MoSiVl為材料的圓柱齒輪軸加工方法，材料4Cr5MoSiVl包括了下列元素的重量百分比含量:C 0.55% -0.75%, Mn 0.60% -0.80%, Ti 0.02% -0.03%, Si.5.9% -6.8%,V 0.4% -0.6%,Mo 0.62% -0.94%,Cr 1.2% ~2.8%,S<0.15%,P<0.13%,Cu〈0.12%，其余為鐵及其雜質，其特征在于: (1)熔煉壓鑄圓柱齒輪軸毛坯，先將中央熔爐預熱，將配料放入熔爐中，得到合金熔液，之后將合金熔液放入保溫爐內，在其外圍施加轉動的磁場，使合金熔液產生感應渦流，利用供料磁場發生器將合金熔液抽送到壓鑄機保溫爐內并在氮氣氣氛下保溫30s-15min，之后進行熱式壓鑄，控制溫度在500-550°C，將合金熔液輸入壓鑄模進行壓鑄，壓鑄模溫度為100-200 度， (2)對圓柱齒輪軸進行粗加工，車端面，車外圓，鉆中心孔，倒頭車另一端面和外圓，在加工時引入潤滑液，將其噴射于工件表面個刀具頭部，防治機械瘤形成并且帶走加工產生的熱量，再次進行精加工，其表面粗糙度為Ra = 0.5-1.3 μπι， (3)對精加工后的圓柱齒輪軸進行時效處理，采用預先淬火法，先水溶液冷卻再空冷，再進行回火處理，采用低溫(200-250°C )回火，使其硬度為60-62HR C， (4)滲碳處理，進行中溫氣體滲碳，即在氣體滲碳爐中滴入丙酮作為滲碳劑，溫度控制在830-850°C，保溫1.4-2.5h，緩慢冷卻，滲碳深度為0.8-1.2mm， (5)防腐處理，由酸堿鹽混合而成的一種防腐劑，該防腐濃度為:HCl0.3-3% ,H3PO4I.0-20 %，H2S0450-70 %，NCl 4-5 %，KaN037_10 %，Ni (NO3) 23_5 %，烷基醇酞胺 3-5% ,六次甲基四胺0.1-0.2%，其余為水，其中H2SO4起到氧化劑的作用，基醇酞胺作為活性劑，六次甲基四胺為防腐劑，將該防腐劑攪拌混合均勻后噴刷于圓柱齒輪軸表面，涂層厚度為.10-15 μ m，再在清水沖洗之后空氣中風干。
【專利摘要】本發明公開了一種用4Cr5MoSiV1為材料的圓柱齒輪軸加工方法，該發明屬于機械加工技術領域。采用的加工工藝為：熔煉壓鑄法獲得圓柱齒輪軸毛坯—機加工—調質熱處理—滲碳處理—防腐處理，本發明采用熱壓鑄成型法，生產效率高，金屬浪費少，工藝穩定，且金屬無污染，獲得鑄件鑄件質量好，配備了一種合理的元素的材料，而且采用新工藝流程，從而使制的圓柱齒輪軸的耐磨性大大增強，抗彎能力強，表面光潔摩擦小、散熱好，耐磨性好，延長了使用壽命而且采用碳氮共滲法，增強了圓柱齒輪軸表面的耐磨性和硬度，可靠性。
【IPC分類】C22C38/34, C23C22/10, B22D17/00, C22C38/60, B23P15/14, C23F17/00, C23C8/22
【公開號】CN105583590
【申請號】CN201410572445
【發明人】沈秋
【申請人】無錫橋陽機械制造有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2014年10月23日