節叉產品及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及汽車零件鍛造與加工的技術領域，更具體地說，本發明涉及一種節叉 廣品及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 節叉是汽車上的關鍵部件之一，其是利用球型等裝置實現不同方向的軸動力輸 出。節叉與傳動軸組合，稱為萬向節傳動裝置。在前置發動機后輪驅動的車輛上，萬向節傳 動裝置安裝在變速器輸出軸與驅動橋主減速器輸入軸之間；而前置發動機前輪驅動的車輛 省略了傳動軸，萬向節安裝在既負責驅動又負責轉向的前橋半軸與車輪之間。
[0003] 在現有技術中，節叉的加工工藝大多是以中碳鋼鍛造后經過調質處理，這種加工 工藝在調質熱處理時，不僅變形大而且需要消耗大量能源，生產成本較高。為此現有技術 中，也開發了不需要經過調質處理的工藝，其只需控制鍛造工藝參數就可以獲得所需強度、 韌性和切削性能的非調質鋼。此外，萬向節在交付之前，為了提高耐腐蝕性，通常需要進行 鍍鋅處理。但是現有技術中常規的非調質易切削鋼是在中碳鋼中添加微量合金元素得到， 由于碳的含量較高，在熱鍍鋅時粘結性較差，在使用過程中也容易導致鋅層脫落。
【發明內容】
[0004] 為了解決現有技術中的上述技術問題，本發明的目的在于提供一種節叉產品及其 制備方法。
[0005] 為了解決上述技術問題并實現發明目的，本發明的第一方面提供以下技術方案： 本發明所述的節叉產品的制備方法，包括以下工序：輥鍛制坯一鍛造成形一磁粉探傷 -機械加工；其特征在于：所述工序不包括調質處理，鍛造成形工序中將輥鍛制坯工序制 備得到的坯料加熱至1180~1230°c，預鍛溫度為1180~1230°C，終鍛溫度為930~980°c，終鍛 后控制冷卻速度為2. 5~3. 5 °C /秒，冷卻至420~450°C后進行緩冷。
[0006] 其中，所述節叉產品采用的材料為非調質易切削鋼，其元素組成和重量百分 比為：C :0· 32~0· 39wt%、Si :0· 30~0. 50wt%、Mn :1. 00~I. 50wt%、S :0. 035~0· 050 wt%、 Ca :0· 002~0· 005 wt%、Mg :0· 002~0. 005 wt%、V :0· 06~0· 13 wt%、Mo :〇· 015~0· 025wt%、 P 彡 0. 035wt%、Cr 彡 0. 30wt%、Ni 彡 0· 30wt%、Cu 彡 0. 25wt%、Al 彡 0. 01wt%、Nb 彡 0.0 lwt%、 Ti彡0.0 lwt%，余量為Fe和不可避免的雜質。
[0007] 其中，所述機械加工工序包括在數控機床上進行的車端面、鉆孔、鏜孔和倒角工 藝；在方形銑床上進行的銑開口工藝；在立式花鍵拉床上進行的拉花鍵工藝。
[0008] 其中，所述工序還包括機械加工后的熱鍍鋅處理。
[0009] 其中，熱鍍鋅的鋅浴含有0.08~0. 13wt%的Al、0.03~0.08的Mg，余量為鋅和不可 避免的雜質。
[0010] 其中，鋅浴的溫度為420~450°c。
[0011] 其中，熱鍍鋅鍍層的厚度控制為3~10 μηι，然后在460~480°C熱處理25~35秒將鋅 3 CN 104696379 A 說明書 2/4頁 鍍層進行合金化處理。
[0012] 本發明的第二方面還涉及一種節叉產品。
[0013] 本發明所述的節叉產品，其特征在于：所述節叉產品將非調質易切削鋼通過 包括鍛造成形工序的制備方法得到；所述非調質易切削鋼的元素組成和重量百分比 為：C :0. 32~0. 39wt%、Si :0· 30~0. 50wt%、Mn :1. 00~1· 50wt%、S :0· 035~0· 050 wt%、Ca : 0. 002-0. 005 wt%> Mg ：0. 002~0.005 wt%> V：0. 06~0. 13 wt%> Mo ：0. 015-0. 025wt%, P < 0. 035wt%、Cr < 0· 30wt%、Ni < 0· 30wt%、Cu < 0· 25wt%、Al < 0· 01wt%、Nb < 0· Olwt%、 Ti彡0· Olwt%，余量為Fe和不可避免的雜質。
[0014] 其中，鍛造成形工序中將輥鍛制坯工序制備得到的坯料加熱至1180~1230°C，預鍛 溫度為1180~1230°C，終鍛溫度為930~980°C，終鍛后控制冷卻速度為2. 5~3_ 5 °C /秒，冷 卻至420~450°C后進行緩冷。
[0015] 其中，所述節叉產品表面具有熱鍍鋅鍍層，且所述熱鍍鋅鍍層中含有 0. 08~0. 13wt%的Α1、0. 03~0· 08的Mg,余量為鋅和不可避免的雜質。
[0016] 其中，所述熱鍍鋅鍍層的厚度為3~10 μηι，然后在460~480°C熱處理25~35秒將鋅 鍍層進行合金化處理。
[0017] 與現有技術相比，本發明所述的節叉產品及其制備方法具有以下有益效果： (1)本發明不經過調質處理即可得到節叉產品，由于省略了調質處理步驟，經過鍛造和 機械加工后不僅使得零件的性能滿足最終使用要求，機械加工過程中易切削且有自潤滑作 用，降低了制造成本，顯著減少了能源消耗，提高了生產效率。制備得到的節叉產品抗拉強 度可以達到780~900MPa，屈服強度可以達到480~550 MPa，延伸率可以達到16~40%。
[0018] (2)本發明通過非調質鋼組分的控制，尤其是嚴格控制硅的含量，并添加適量的 Mg，通過鍛造控制內部氧化物和表面形態，使得即使在碳含量較高的條件下，仍然可以制備 潤濕性好、鍍覆性能高的熱鍍鋅鍍層。
【具體實施方式】
[0019] 以下將通過參考示范性實施例，闡明本發明的目的和功能以及用于實現這些目的 和功能的方法。
[0020] 在本發明中，所述的節叉產品通過包括以下工序的方法制備得到：輥鍛制坯一鍛 造成形一磁粉探傷一機械加工一熱鍍鋅；并且所述工序不包括調質處理。
[0021] 其中，所述節叉產品采用的材料為非調質易切削鋼，其元素組成和重量百分 比為：C :0· 32~0· 39wt%、Si :0· 30~0· 50wt%、Mn :L 00~1. 50wt%、S :0· 035~0· 050 wt%、 Ca ：0. 002-0. 005 wt%, Mg ：0. 002-0. 005 wt°/〇, V ：0. 06~0. 13 wt%, Mo ：0. 015-0. 025wt%> P 彡 0. 035wt%、Cr 彡 0. 30wt%、Ni 彡 0· 30wt%、Cu 彡 0· 25wt%、Al 彡 0· 01wt%、Nb 彡 0.0 lwt%、 Ti彡O.Olwt%，余量為Fe和不可避免的雜質。所述非調質易切削鋼通過電爐冶煉、出鋼，LF 爐外精煉制備得到棒料。為保證鋼中易切削夾雜物形態，采用先向電爐中加入S線，并進行 Ca處理，以確保化學成分符合設計要求。鋼中的碳對于獲得良好的機械性能是必要的，在高 溫下形成奧氏體可以提高材料的強度。由于碳在鐵素體中的溶解度很低，對于中碳鋼在熱 鍍鋅以及隨后的合金化工藝中存在碳向邊界析出的傾向從而導致其鍍覆性、粘附性差。但 通過添加適量的Mg，并控制Si的含量不高于〇. 5wt%(優選不高于0· 42wt%)，在鍛造成形工 4
【主權項】
1. 一種節叉產品的制備方法，包括以下工序：輥鍛制坯一鍛造成形一磁粉探傷一機械 加工；其特征在于：所述工序不包括調質處理，鍛造成形工序中將輥鍛制坯工序制備得到 的坯料加熱至1180~1230°C，預鍛溫度為1180~1230°C，終鍛溫度為930~980°C，終鍛后控制 冷卻速度為2. 5~3. 5°C/秒，冷卻至420~450°C后進行緩冷。
2. 根據權利要求1所述的節叉產品的制備方法，其特征在于：所述節叉產品采用的材 料為非調質易切削鋼，其元素組成和重量百分比為：C:0. 32~0. 39wt%、Si:0. 30~0. 50wt%、 Mn:1. 00~1. 50wt%、S:0? 035~0. 050wt%、Ca:0? 002~0. 005wt%、Mg:0? 002~0. 005wt%、 V：0. 06~0. 13wt%,Mo：0. 015-0. 025wt°/〇,P^ 0. 035wt°/〇,Cr^ 0. 30wt°/〇,Ni^ 0. 30wt°/〇, Cu彡0? 25wt%、Al彡0? 01wt%、Nb彡0? 01wt%、Ti彡0?Olwt%，余量為Fe和不可避免的雜質。
3. 根據權利要求1所述的節叉產品的制備方法，其特征在于：所述機械加工工序包括 在數控機床上進行的車端面、鉆孔、鏜孔和倒角工藝；在方形銑床上進行的銑開口工藝；在 立式花鍵拉床上進行的拉花鍵工藝。
4. 根據權利要求1所述的節叉產品的制備方法，其特征在于：所述工序還包括機械加 工后的熱鍍鋅處理。
5. 根據權利要求4所述的節叉產品的制備方法，其特征在于：熱鍍鋅的鋅浴含 有0. 08~0. 13wt%的A1、0. 03~0. 08的Mg，余量為鋅和不可避免的雜質；鋅浴的溫度為 420~450°C。
6. 根據權利要求5所述的節叉產品的制備方法，其特征在于：熱鍍鋅鍍層的厚度控制 為3~10ym，然后在420~450°C熱處理25~35秒將鋅鍍層進行合金化處理。
7. -種節叉產品，其將非調質易切削鋼通過包括鍛造成形工序的制備方法得到； 其特征在于：所述非調質易切削鋼的元素組成和重量百分比為：C:0. 32~0. 39wt%、Si: 0. 30~0. 50wt%、Mn:1. 00~I. 50wt%、S:0. 035~0. 050wt%、Ca:0. 002~0. 005wt%、Mg: 0. 002~0. 005wt%、V:0. 06~0. 13wt%、Mo:0. 015~0. 025wt%、P彡 0. 035wt%、Cr彡 0. 30wt%、 Ni彡 0? 30wt%、Cu彡 0? 25wt%、Al彡 0?Olwt%、Nb彡 0?Olwt%、Ti彡 0?Olwt%，余量為Fe和 不可避免的雜質。
8. 根據權利要求7所述的節叉產品，其特征在于：鍛造成形工序中將輥鍛制坯工序制 備得到的坯料加熱至1180~1230°C，預鍛溫度為1180~1230°C，終鍛溫度為930~980°C，終鍛 后控制冷卻速度為2. 5~3. 5°C/秒，冷卻至420~450°C后進行緩冷。
9. 根據權利要求7所述的節叉產品，其特征在于：所述節叉產品表面具有熱鍍鋅鍍層， 且所述熱鍍鋅鍍層中含有0. 08~0. 13wt%的A1、0. 03~0. 08的Mg，余量為鋅和不可避免的雜 質。
10. 根據權利要求9所述的節叉產品，其特征在于：所述熱鍍鋅鍍層的厚度為3~10ym， 然后在460~480°C熱處理25~35秒將鋅鍍層進行合金化處理。
【專利摘要】本發明涉及一種節叉產品及其制備方法，其包括以下工序：輥鍛制坯→鍛造成形→磁粉探傷→機械加工；所述工序不包括調質處理，鍛造成形工序中將輥鍛制坯工序制備得到的坯料加熱至1180~1230℃，預鍛溫度為1180~1230℃，終鍛溫度為930~980℃，終鍛后控制冷卻速度為2.5~3.5℃/秒，冷卻至420~450℃后進行緩冷。本發明的節叉產品，經過鍛造和機械加工后使得零件的性能滿足最終使用要求，而且還降低了制造成本，顯著減少了能源消耗，提高了生產效率。制備得到的節叉產品抗拉強度可以達到780~900MPa，屈服強度可以達到480~550MPa，延伸率可以達到16~40%。
【IPC分類】C22C38-16, C22C38-60, C23C2-06, C22C38-14, C22C38-24, F16D3-16, C22C38-50, C21D8-00, C22C38-48, B23P15-14, C22C38-46, C22C38-28, C22C38-12, C22C38-26
【公開號】CN104696379
【申請號】CN201510068857
【發明人】郭建春, 馬祖文, 馬祖斌, 馬祖坤, 高朋, 李玉田, 鄭世念
【申請人】山東金馬工業集團股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月10日