一种贯通轴及其制备方法与流程

1.本发明涉及贯通轴生产技术领域，具体涉及一种贯通轴及其制备方法。


背景技术：

2.重型货车的一般是双后桥，如果分别驱动就需要在变速箱输出要两根传动轴或增加一个分动器，笨重又繁琐，现在都是在中桥设计了贯通轴来解决这个问题，一根传动轴同时驱动两个后桥。贯通轴起平衡轴作用，贯通轴可使后桥、中后桥能够均匀承载，承载大，能使轮胎轻松的翘起，有大幅度的动作，而不影响其他三边轮胎。
3.因此，对贯通轴的结构强度要求很高。目前的贯通轴生产一般是通过锻造或是摆碾的方式，由于贯通轴结构的特殊性：贯通轴一般包括贯通轴杆部和贯通轴法兰盘，而且其长度一般较长。通过现有的锻造或摆碾方式进行生产时，锻造模具需要预设较大的斜度且需要多放台阶容易导致产品无法锻出成型，而摆碾只能进行局部成型，通常杆部保持圆钢状态，未经过充分的锻造变形，芯部机体组织很难达到要求，最终造成表面淬火时得到较粗的淬硬马氏体组织，影响整轴强度。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种贯通轴及其制备方法。本发明通过轧制、锻造，并配合本发明的淬火、回火工艺以及表面中频淬火热处理，使制备得到的产品芯部组织均匀，硬度散差较小，表面淬火层均匀分布，得到较细的马氏体组织，通常可达到较理想的5-6级(评级标准依据gb/t13320-2007)，显著提高了产品的综合强度。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明的第一方面，提供一种贯通轴的制备方法，包括以下步骤：
7.(1)将圆棒料加热，通过楔横轧对圆棒料轧制，使贯通轴的杆部轧制成型；
8.(2)将未成型部位局部加热，放入锻造模具中将贯通轴的法兰盘采用闭式模具锻造成型；楔横轧模具和锻造模具根据产品毛坯图纸设计；
9.(3)将成型的毛坯件进行淬火处理和回火处理，然后进行机加工；
10.淬火处理时，先将毛坯件加热保温，然后再浸入淬火液中淬火，加热保温包括五个阶段，第一阶段温度为600-650℃，第二阶段温度为650-750℃，第三阶段温度为830-870℃，第四阶段温度为860-880℃，第五阶段温度为840-860℃，每个阶段的保温时间均为30-40min；
11.(4)将机加工后的毛坯件进行表面中频淬火热处理，然后精加工制得成品。
12.优选的，步骤(1)中，圆棒料加热至1000-1100℃。
13.优选的，步骤(2)中，未成型部位局部加热至1000-1150℃，锻造的终段温度为850-900℃。
14.优选的，步骤(2)中，以未成型部在上，成型的贯通轴杆部在下的放置形式放入锻造模具中，通过锻造模具将贯通轴的法兰盘锻造成型。
15.优选的，步骤(3)中，淬火液采用pag淬火液，淬火液浓度为2-5％，淬火液温度为30-50℃，淬火时间不低于5min。
16.优选的，步骤(3)中，回火处理时，先经过五个阶段的回火保温，第一阶段温度为350-450℃，第二阶段温度为450-500℃，第三阶段温度为500-560℃，第四阶段温度为550-570℃，第五阶段温度为550-570℃，每个阶段的保温时间均为30-40min。通过本发明的淬火、回火工艺，得到组织为较均匀的回火索氏体组织的毛坯；
17.优选的，步骤(3)中，回火保温出炉后浸入水中水冷，水冷时间不低于5min。
18.优选的，步骤(4)中，表面中频淬火热处理时，中频电流为480-500a，电压为380-400v，中频频率为2000-2200hz，工件转速为470r/min,加热时间为60-70s。
19.优选的，加热完后，通过喷淬火液淬火，淬火液温度为20-40℃，喷液时间为70-90s，喷液压力0.26-0.32mpa，淬火液采用pag淬火液，淬火液浓度为11-13％。
20.优选的，步骤(1)中，杆部轧制后预留加工余量为1.5mm。
21.优选的，步骤(2)中，法兰盘锻造后预留加工余量为1-1.5mm。采用闭式模具锻造法兰盘，预留余量小且各部无飞边毛刺，提升了加工效率和材料利用率。
22.优选的，步骤(1)中，圆棒料通常为42crmo、40cr材料。
23.本发明第二方面，提供利用上述制备方法制备得到的贯通轴。
24.本发明的有益效果：
25.本发明通过楔横轧对贯通轴的杆部进行轧制，然后通过锻造将贯通轴法兰盘锻造成型，产品容易成型且成型效果好，预留余量小，减少后续加工工序，提高了加工效率，并提高材料利用率；通过轧制、锻造，并配合本发明的淬火、回火工艺以及表面中频淬火热处理，使制备得到的产品芯部组织均匀，硬度散差较小，表面淬火层均匀分布，得到较细的马氏体组织，可达到较理想的5-6级，显著提高了产品的综合强度；解决了目前通过锻造或摆碾方式不易成型、芯部组织达不到、淬火后马氏体组织粗大等缺陷。
附图说明
26.图1为本发明实施例2制备的贯通轴芯部金相组织图；
27.图2为本发明贯通轴法兰盘锻造前加热实物图；
28.图3为本发明贯通轴法兰盘锻造完的实物图；
29.图4为本发明表面中频淬火热处理后的工件实物图；
30.图5为本发明表面中频淬火热处理后的工件截面实物图。
具体实施方式
31.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
32.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本技术的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本技术的技术方案。
33.实施例1：
34.一种贯通轴的制备方法，包括以下步骤：
35.(1)将42crmo圆棒料加热至1100℃，通过楔横轧对圆棒料轧制，使贯通轴的杆部轧制成型；杆部轧制后预留加工余量为1.5mm；
36.(2)将未成型部位局部加热至1150℃，放入锻造模具中将贯通轴的法兰盘采用闭式模具锻造成型，终段温度为900℃；锻造时以未成型部在上，成型的贯通轴杆部在下的放置形式放入锻造模具中，通过锻造模具将贯通轴的法兰盘锻造成型；法兰盘锻造后预留加工余量为1mm；
37.(3)将成型的毛坯件进行淬火处理和回火处理，然后进行机加工；
38.淬火处理时，先将毛坯件加热保温，然后再浸入淬火液中淬火，加热保温包括五个阶段，第一阶段温度为600℃，第二阶段温度为650℃，第三阶段温度为830℃，第四阶段温度为860℃，第五阶段温度为840℃，每个阶段的保温时间均为40min；淬火液采用pag淬火液，淬火液浓度为2-5％，淬火液温度为40℃，淬火时间为6min；
39.回火处理时，先经过五个阶段的回火保温，第一阶段温度为350℃，第二阶段温度为450℃，第三阶段温度为500℃，第四阶段温度为550℃，第五阶段温度为550℃，每个阶段的保温时间均为40min；回火保温出炉后浸入水中水冷，水冷时间6min；
40.(4)将机加工后的毛坯件进行表面中频淬火热处理，然后精加工制得成品；表面中频淬火热处理时，中频电流为480a，电压为380v，中频频率为2200hz，工件转速为470r/min,加热时间为60-70s；加热完后，通过喷淬火液淬火，淬火液温度为30℃，喷液时间为70-90s，喷液压力0.26-0.32mpa，淬火液采用pag淬火液，淬火液浓度为11-13％。
41.实施例2：一种贯通轴的制备方法，包括以下步骤：
42.(1)将42crmo圆棒料加热至1100℃，通过楔横轧对圆棒料轧制，使贯通轴的杆部轧制成型；杆部轧制后预留加工余量为1.5mm；
43.(2)将未成型部位局部加热至1150℃，放入锻造模具中将贯通轴的法兰盘采用闭式模具锻造成型，终段温度为880℃；锻造时以未成型部在上，成型的贯通轴杆部在下的放置形式放入锻造模具中，通过锻造模具将贯通轴的法兰盘锻造成型；法兰盘锻造后预留加工余量为1mm；
44.(3)将成型的毛坯件进行淬火处理和回火处理，然后进行机加工；
45.淬火处理时，先将毛坯件加热保温，然后再浸入淬火液中淬火，加热保温包括五个阶段，第一阶段温度为630℃，第二阶段温度为700℃，第三阶段温度为850℃，第四阶段温度为870℃，第五阶段温度为850℃，每个阶段的保温时间均为35min；淬火液采用pag淬火液，淬火液浓度为2-5％，淬火液温度为40℃，淬火时间为8min；
46.回火处理时，先经过五个阶段的回火保温，第一阶段温度为400℃，第二阶段温度为480℃，第三阶段温度为530℃，第四阶段温度为560℃，第五阶段温度为560℃，每个阶段的保温时间均为35min；回火保温出炉后浸入水中水冷，水冷时间7min；
47.(4)将机加工后的毛坯件进行表面中频淬火热处理，然后精加工制得成品；表面中频淬火热处理时，中频电流为490a，电压为390v，中频频率为2200hz，工件转速为470r/min,加热时间为60-70s；加热完后，通过喷淬火液淬火，淬火液温度为30℃，喷液时间为70-90s，喷液压力0.26-0.32mpa，淬火液采用pag淬火液，淬火液浓度为11-13％。
48.实施例3：一种贯通轴的制备方法，包括以下步骤：
49.(1)将42crmo圆棒料加热至1100℃，通过楔横轧对圆棒料轧制，使贯通轴的杆部轧
制成型；杆部轧制后预留加工余量为1.5mm；
50.(2)将未成型部位局部加热至1150℃，放入锻造模具中将贯通轴的法兰盘采用闭式模具锻造成型，终段温度为900℃；锻造时以未成型部在上，成型的贯通轴杆部在下的放置形式放入锻造模具中，通过锻造模具将贯通轴的法兰盘锻造成型；法兰盘锻造后预留加工余量为1mm；
51.(3)将成型的毛坯件进行淬火处理和回火处理，然后进行机加工；
52.淬火处理时，先将毛坯件加热保温，然后再浸入淬火液中淬火，加热保温包括五个阶段，第一阶段温度为650℃，第二阶段温度为750℃，第三阶段温度为870℃，第四阶段温度为880℃，第五阶段温度为860℃，每个阶段的保温时间均为30min；淬火液采用pag淬火液，淬火液浓度为2-5％，淬火液温度为40℃，淬火时间6min；
53.回火处理时，先经过五个阶段的回火保温，第一阶段温度为450℃，第二阶段温度为500℃，第三阶段温度为560℃，第四阶段温度为570℃，第五阶段温度为570℃，每个阶段的保温时间均为30min；回火保温出炉后浸入水中水冷，水冷时间6min；
54.(4)将机加工后的毛坯件进行表面中频淬火热处理，然后精加工制得成品；表面中频淬火热处理时，中频电流为500a，电压为400v，中频频率为2200hz，工件转速为470r/min,加热时间为60-70s；加热完后，通过喷淬火液淬火，淬火液温度为30℃，喷液时间为70-90s，喷液压力0.26-0.32mpa，淬火液采用pag淬火液，淬火液浓度为11-13％。
55.通过显微维氏硬度计对实施例1-3制得的成品硬度进行检测，检测结果如下表所示：
[0056][0057]
由上表可知，通过本发明实施例1-3制备得到的贯通轴表面硬度和芯部硬度均较高，其中实施例2制备的产品硬度最优。
[0058]
图1为实施例2制备的贯通轴的芯部金相组织图，芯部组织均匀连续。图2-图5是本发明贯通轴制备过程的部分实物图，本发明制备贯通轴，成型效果好。由图5可看出，在工件表面形成一圈连续的淬硬区，工件整体强度有效提高。
[0059]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。