[发明专利]一种用4Cr5MoSiV1为材料的圆柱齿轮轴加工方法

说明书

技术领域

该发明属于机械加工技术领域，涉及圆柱齿轮轴及其4Cr5MoSiV1。尤其是 一种用4Cr5MoSiV1为材料的圆柱齿轮轴加工方法。

背景技术

近年来，随着装备设备技术的不断进步，大型化，高效率，低能耗的大型 机械传动得到广泛应用，在传动系统中多数是采用机械的齿轮传动，老式减速 机大多采用摆线针轮式、圆柱齿轮传动，蜗轮蜗杆减速传动结构，其减速比和 传动效率有一定的局限性，且耗电量大、噪音大、体积大、使用寿命短、维护 维修费用高，一般高精度不高、承载能力差，不利用应用与推广，不能很好地 满足用的使用要求；目前，齿轮轴广泛地应用于生产生活中的机械设施上，尤 其是设有变速箱的机械机构上，齿轮轴作为各机构间的动力传动件，其结构的 科学性对于传动效率的提高具有很深远的意义。尤其是现有的齿轮轴在长期使 用中会发生磨损或断裂，从而使得齿轮轴不能继续工作，如果不能及时发现， 还会危害到各机构间的安全性。其中，齿轮轴的生产多采用切削加工，而切削 加工对于齿轮轴上轮齿的加工容易留下应力集中的情况，从而带来轮齿脆弱易 损坏的问题，而如果轮齿沿齿轮轴轴向的距离较长，这样的影响更加显著。还 有一些企业在进行淬火回火的调质材料进行机械加工，存在制造成本高这一问 题。在一些涡轮轴或者圆锥齿轮轴中不仅震动大，损耗能量影响工作，长会使 机器出现漏油等问题，还影响机器的正常工作，常使得工作不得不停止对机器 进行检修，使得生产效率下降。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明为了解决上述问题，设计了一种用4Cr5MoSiV1 为材料的圆柱齿轮轴加工方法。

本发明设计了一种用4Cr5MoSiV1为材料的圆柱齿轮轴，其材料主要包括了 下列元素的百分比含量：C0.55％-0.75％，Mn0.60％-0.80％，Ti0.02％-0.03％， Si5.9％-6.8％，V0.4％-0.6％，Mo0.62％-0.94％，Cr1.2％-2.8％，S<0.15％，P<0.13％， Cu<0.12％,其余为铁及其杂质，优选C0.57％-0.73％，Mn0.62％-0.75％，Ti 0.021％-0.025％，Si6.1％-6.5％，V0.42％-0.54％，Mo0.67％-0.91％，Cr1.3％-2.5％， S<0.15％，P<0.13％，Cu<0.12％,其加工工艺关键技术如下：(1)熔炼压铸圆 柱齿轮轴毛坯，先将中央熔炉预热，将配料放入熔炉中，得到合金熔液，之后 将合金熔液放入保温炉内，在其外围施加转动的磁场，使合金熔液产生感应涡 流，利用供料磁场发生器将合金熔液抽送到压铸机保温炉内并在氮气气氛下保 温30s-15min，之后进行热式压铸，控制温度在500-550℃，将合金熔液输入 压铸模进行压铸，压铸模温度为100-200度，(2)对圆柱齿轮轴进行粗加工， 车端面，车外圆，钻中心孔，倒头车另一端面和外圆，在加工时引入润滑液， 将其喷射于工件表面个刀具头部，防治机械瘤形成并且带走加工产生的热量， 再次进行精加工，其表面粗糙度为Ra＝0.5-1.3μm，(3)对精加工后的圆柱齿 轮轴进行时效处理，采用预先淬火法，先水溶液冷却再空冷，再进行回火处理， 采用低温(200-250℃)回火，使其硬度为60-62HRC,(4)渗碳处理，进行中 温气体渗碳，即在气体渗碳炉中滴入丙酮作为渗碳剂，温度控制在830-850℃， 保温1.4-2.5h，缓慢冷却，渗碳深度为0.8-1.2mm，(5)防腐处理，由酸碱 盐混合而成的一种防腐剂，该防腐浓度为：HCl0.3-3％,H₃PO₄10-20％,H₂SO₄50-70％,NCl4-5％,KaNO₃7-10％,Ni(NO₃)₂3-5％,烷基醇酞胺3-5％,六次甲基四 胺0.1-0.2％,其余为水，其中H₂SO₄起到氧化剂的作用，基醇酞胺作为活性剂， 六次甲基四胺为防腐剂，将该防腐剂搅拌混合均匀后喷刷于圆柱齿轮轴表面， 涂层厚度为10-15μm，再在清水冲洗之后空气中风干。