[发明专利]汽车手动变速箱螺旋伞齿轮材料及其液态模锻成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车手动变速箱螺旋伞齿轮材料及其液态模锻成型工艺。

背景技术

手动变速器，也称手动挡，英文全称为manualtransmission，简称MT，即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。手动变速箱是有不同齿比的齿轮组构成的，它工作的基本原理就是通过切换不同的齿轮组，来实现齿比的变换。作为分配动力的关键环节，变速箱必须有动力输入轴和输出轴这两大件，再加上构成变速箱的齿轮，就是一个手动变速箱最基本的组件。动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮比例所达到的动力传输效果是完全不同的，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。

螺旋伞齿轮即螺旋圆锥齿轮，常用于两相交轴之间的运动和动力传递。圆锥齿轮的轮齿分布在一个圆锥体的表面，其齿形从大端到小端逐渐减小。是汽车主减速器中主要采用的传动方式。在各种机械传动中，以螺旋伞齿轮的传动效率为最高，对各类传动尤其是大功率传动具有很大的经济效益；传递同等扭矩时需要的传动件传动副最省空间，比皮带、链传动所需的空间尺寸小；螺旋伞齿轮传动比永久稳定，传动比稳定往往是各类机械设备的传动中对传动性能的基本要求；螺旋伞齿轮工作可靠，寿命长。

液态模锻是介于液态成型和固态成型之间的一种比较新的工艺，集中了它们这两种工艺的优点。自60年代至今，液态模锻工艺在我国取得了较大发展。液态模锻工艺是对浇入模具内的液态金属施以较高的机械压力，使其凝固时消除铸造缺陷并产生一定塑性变形，从而获得高质量制件的一种方法。液态模锻是一种省力、节能、材料利用率高的先进工艺。

然而现有液态模锻技术中，大多为铝合金的液态模锻成型工艺，如：

专利公开号：CN103469024A，公开了一种重载汽车用铝合金车轮液态模锻成型专用铝合金材料及成型方法，方法生产工艺步骤为：(1)制备铝合金材料；(2)铝合金熔炼；(3)转液；(4)定量浇铸；(5)过滤；(6)液态模锻；(7)固溶处理；(8)时效强化；(9)机械加工；(10)表面处理。所用铝合金材料成分重量百分比为Si：6.5-7.5%，Mg：0.3-0.6%，Ti：0.02-0.20%，Sr：0.01-0.03%，Er：0.01-0.09%，Be：0.01-0.08%，其余为Al。采用本发明技术制造的铝合金车轮可以满足重载商用铝合金车轮性能要求，生产成本低、生产效率高、产品合格率高，可以替代锻造铝合金车轮，广泛应用于卡车、大巴等重载车辆。然而，对于材质为低碳钢的汽车变速箱用齿轮成型工艺而言，其采用液态模锻成型工艺较少。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供汽车手动变速箱螺旋伞齿轮材料及其液态模锻成型工艺，所述成型工艺具有易成型、组织致密度高、力学性能好、生产效率高、材料利用率高、生产成本低。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种汽车手动变速箱螺旋伞齿轮材料，其化学成分质量百分比为：C：0.25~0.48wt%，Si：0.18~0.24wt%，P：0.01~0.03wt%，Mn：0.8~1.1wt%，Cr：0.85~1.15wt%，Mo：0.04~0.15wt%，S：0.015~0.040wt%，Ni：0.8~1.0wt%，Alt：0.015~0.035wt%，Cu：0.5~0.8wt%，其余为Fe和不可避免的杂质。

进一步，C：0.25~0.40wt%，Si：0.20~0.24wt%，P：0.01~0.03wt%，Mn：0.8~1.0wt%，Cr：0.85~1.0wt%，Mo：0.04~0.10wt%，S：0.015~0.020wt%，Ni：0.8~1.0wt%，Alt：0.015~0.035wt%，Cu：0.5~0.8wt%，其余为Fe和不可避免的杂质。

优选地，C：0.30wt%，Si：0.23wt%，P：0.02wt%，Mn：1.0wt%，Cr：0.85wt%，Mo：0.10wt%，S：0.018wt%，Ni：1.0wt%，Alt：0.020wt%，Cu：0.5wt%，其余为Fe和不可避免的杂质。

另，所述材料中，1.8wt%≤Cr+Mo+Ni≤2.0wt%。

同时，本发明还提供一种汽车手动变速箱螺旋伞齿轮材料的液态模锻成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)冶炼