[发明专利]起动机单向器齿轮的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车配件制造技术领域，尤其是一种用于汽车起动机的单向器齿轮的加工方法。

背景技术

单向器齿轮是汽车起动机的重要零部件，在发动机工作出现异常时将会对起动机产生冲击，导致单向器齿轮受损。因此，单向器齿轮的质量问题直接影响汽车起动机的寿命。现有的单向器齿轮加工方法多使用机加工方法，其环境污染严重、生产成本高、生产效率低且得到的齿轮使用寿命短、精度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种起动机单向器齿轮的加工方法，它可解决现有单向器齿轮的加工成本高、生产效率低且精度低的问题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种起动机单向器齿轮的加工方法包括下列步骤：

A、对20cr合金结构钢进行第一次退火处理，退火温度为850℃至900℃，退火时间为3至5小时；

B、将经步骤A得到的20crMnTi钢放入模具中，用冲头反挤，经30吨至50吨的冲力制得具有内孔的单向器齿轮毛坯；

C、将经步骤B得到的单向器齿轮毛坯进行第二次退火处理，退火温度为600℃至700℃，退火时间为2至3小时；

D、将步骤C得到的单向器齿轮毛坯放入齿形凹模中，用齿形挤压模正挤压，经80吨至90吨的冲力制得起动机单向器齿轮。

上述起动机单向器齿轮的加工方法的技术方案中，更具体的技术方案还可以是：在经步骤B后，对所述单向器齿轮毛坯进行钻孔、平头、倒角、镗孔、车外圆、磨外圆的整形工序。

进一步的，步骤A中，退火时间为4小时；在步骤B中冲头反挤的冲力控制为40吨。

进一步的，在步骤A与步骤B之间、步骤C与步骤D之间还包括磷化—皂化处理, 所述磷化处理中磷化液的质量百分比为：ZnO为30％-45％，H₃PO₄为5％-8％的，NaF为2％-5％，磷酸二氢锌为10％-15％，余量为水，所述磷化处理中的磷化时间为13 分钟，磷化温度为45℃。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、加工方法步骤简单，成本低；

2、齿轮精度高，适用于高负荷、高频率的工作环境，使用寿命长。

附图说明

图1是发明的实施例的单向器齿轮的结构示意图。

图2图发明的实施例中经反挤形成内孔的单向器齿轮毛坯示意图。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步详述：

如图1、图2所示的起动机单向器齿轮的加工方法，包括下列步骤：

A、对20cr合金结构钢进行第一次退火处理，退火温度为850℃至900℃，退火时间为3至5小时；

B、将经步骤A得到的20cr合金结构钢放入齿轮模具中，用冲头反挤，经30吨至50吨的冲力制得具有内孔的单向器齿轮毛坯；

C、将经步骤B得到的单向器齿轮毛坯进行第二次退火处理，退火温度为600℃至700℃，退火时间为2至3小时；

D、将经步骤C得到的单向器齿轮毛坯放入齿形凹模中，用齿形挤压模正挤压，经80吨的冲力得到起动机单向器齿轮。

对经步骤B后得到的具有内孔的单向器齿轮毛坯进行钻孔、平头、倒角、镗孔、车外圆、磨外圆的整形；在步骤A中，退火时间为4小时；在步骤B中，冲头反挤的冲力控制为40吨；在步骤A与步骤B之间、步骤C与D之间还包括磷化—皂化处理, 在该磷化处理中，磷化液的质量百分比为：ZnO为30％-45％，H₃PO₄为5％-8％，NaF为2％-5％，磷酸二氢锌为10％-15％，余量为水；该磷化处理中的磷化时间优选为13分钟，磷化温度优选为45℃。

本实施例步骤A中优选20crMnTi钢为原料，通过对20crMnTi钢进行第一次退火处理以降低其硬度、改善切削加工性能并消除残余应力、稳定尺寸，减少变形和裂纹倾向；优选退火4小时后进行冷挤压，使得冷挤压形成的齿轮组织致密，金属纤维连续，其疲劳强度和耐磨性均比现有的切削加工要高。如图1所示，本实施例中冷挤压成形的单向器齿轮结构一端封闭，封闭的结构为齿轮提供了额外的抗弯强度，适合于汽车起动机单向器频繁和高负载的工况；步骤B中，反挤形成内孔的步骤是将退火后的20crMnTi钢放入模具中在室温下，用冲头以优选冲力为40吨的冲力冲击形成内孔，形成如图2所示的具有内孔1的毛坯，在此冲力下形成的内孔精度达到0.035毫米；步骤C中第二次退火的退火温度优选为650℃，退火时间优选为2小时，以再次降低其硬度，改善切削加工性能，为后续冷挤压齿形做准备；经第二次退火的毛坯在模具中正挤压形成齿形，如图2所示，得到单向器齿轮；齿形挤压模采用高速钢材料制成使得齿形挤压模的齿形精度达到DIN6级，从而大大提高了由该齿形挤压模正挤压得到的齿轮齿形精度；在步骤A与步骤B之间、步骤C与D之间对毛坯进行表面磷皂化处理，使毛坯表面形成完整的、具有中等防腐蚀作用的不溶性磷酸盐层，这种磷酸盐层在毛坯冷挤压加工时能减少毛坯表面的摩擦阻力、防止毛坯擦伤磨损、提高使用寿命；通过采用上述磷化—皂化处理工序，毛坯表面磷化膜形成速度快、磷化成本降低、磷化膜厚度较厚且厚度均匀，便于后续附着皂化膜；经过第一次退火、第一次磷皂化处理、毛坯整形、反挤内孔、第二次退火、第二次磷皂化处理、正挤齿后得到的单向器用齿轮，其齿形精度达到DIN9级，使用次数可达到35000至50000次，完全满足汽车起动机高负荷、高频率动作的工况。