差速器锥齿轮(通常称为行星半轴齿轮)因承受交变载荷,要求具有良好的耐磨损性能,可通过对齿面、内孔及安装面进行减摩磷化(又称为抗磨磷化,以下简称“磷化”)处理获得。
中科普锐提供钢结构取证设备 消防取证设备 常压罐体取证设备 无损检测取证设备 起重机械取证设备 起重机械安装改造维修资质许可证 特种设备取证 电力金具取证相关检测设备 沟槽管件取证设备 铸造行业取证所需设备 热处理取证所需设备
减摩用磷酸盐转化膜作用在于改进表面摩擦性能,以促进其滑动,一般优先选用锰系磷化膜,齿轮经过减摩磷化处理后具有降低摩擦因数,提高胶合负荷的作用,因磷化膜多孔存储润滑油的特性,浸油后具有更好的润滑效果,见表1及图1。在减摩、润滑方面,锰系磷化膜相对锌系磷化膜具有较好的热稳定性,较高的硬度和较强的抗打磨能力。另外,锰系磷化膜在降低噪声方面有很大优点,因此用于减摩、耐磨、润滑的场合主要采用锰系磷化膜。
一、原材料及典型零件工艺流程分析
1. 行星半轴齿轮原材料
采用磷化的行星半轴齿轮原材料优先采用保证淬透性合金结构钢,并符合GB/T 5216—2014保证淬透性结构钢的规定,常见钢种见表2。
表2 差速器锥齿轮磷化常用钢材国内外牌号对照表
中国 GB/T 5216—2014 |
日本 JIS G4052:2008 |
欧洲 EN 10084:2008 |
美国 ASTM A304—2011 |
20CrMnTiH |
— |
— |
— |
16CrMnH |
— |
16MnCr5H |
— |
20CrMnH |
— |
20MnCr5H |
— |
20CrMoH |
SCM420H |
— |
— |
20CrNiMoH |
— |
— |
SAE 8620H |
20CrNi2MoH |
— |
— |
SAE 4320H |
18Cr2Ni2MoH |
— |
18CrNiMo7-6H |
— |
行星半轴齿轮按是否磷化分为以下四种组合情况,见表3。
表3 行星半轴齿轮磷化应用组合
组合1 |
行星齿轮不磷化,半轴齿轮不磷化 |
组合2 |
行星齿轮磷化,半轴齿轮不磷化 |
组合3 |
行星齿轮不磷化,半轴齿轮磷化 |
组合4 |
行星齿轮磷化,半轴齿轮磷化 |
2.行星及半轴齿轮典型工艺
行星及半轴齿轮磷化对比照片见表4。
(1)行星齿轮滚压后磷化件典型工艺
备料→下料→倒角→磷皂化→冷挤压成形→热前机加工→滚压内孔及球面→渗碳淬火回火(碳氮共渗)→抛丸(喷丸)→磷化→检验→浸防锈油(浸防锈水)→包装。
(2)行星齿轮硬车后磷化件典型工艺
备料→下料→倒角→温锻成形→退火(正火)→磷皂化(表面润滑处理)→冷挤压精整成形→热前机加工→渗碳淬火回火(碳氮共渗)→抛丸(喷丸)→硬车内孔及球面→磷化→硬度计检验(里氏硬度计或者维氏硬度计)→浸防锈油(浸防锈水)→包装。
(3)半轴齿轮滚压后磷化典型工艺
备料→下料→倒角→磷皂化→蘑菇头预成形→退火→磷皂化(表面润滑处理)→冷挤压成形→热前机加工→滚压球面→拉花键→渗碳淬火回火(碳氮共渗回火)→抛丸(喷丸)→磷化→硬度计检验(里氏硬度计或者维氏硬度计)→浸防锈油(浸防锈水)→包装。
(4)半轴齿轮硬车后磷化典型工艺
备料→下料→倒角→温锻成形→退火(正火)→磷皂化(表面润滑处理)→冷挤压精整成形→热前机加工→拉花键→渗碳淬火回火(碳氮共渗回火)→抛丸(喷丸)→硬车端面外圆→磷化→硬度计检验(里氏硬度计或者维氏硬度计)→浸防锈油(浸防锈水)→包装。
备注:锻造成形方案与硬车滚压工序无对应关系,以上仅为示例。
中科普锐提供钢结构取证设备 消防取证设备 常压罐体取证设备 无损检测取证设备 起重机械取证设备 起重机械安装改造维修资质许可证 特种设备取证 电力金具取证相关检测设备 沟槽管件取证设备 铸造行业取证所需设备 热处理取证所需设备
二、磷化方案的选择
减磨磷化线通常采用挂钩式工装(见图2),常规工艺流程为:脱脂→水洗→水洗→酸洗→水洗→水洗→表调→磷化→水洗→水洗→烘干。**常用的是高温锰系磷化,也有部分行星半轴齿轮采用中温锰系磷化及锌锰系磷化,主要区别是磷化液、表调剂以及磷化槽加热温度不同。
三、磷化检验项目
磷化后的零件,常规检验项目主要包括磷化膜外观、磷化膜厚度、磷化