[发明专利]一种以高锰钢为材料的花键轴的加工制造工艺

摘要

本发明公开一种以高锰钢为材料的花键轴的加工制造工艺。该发明属于机械综合加工技术领域，花键轴的化学成分为：Si2.51％-2.87％，C0.89％-1.12％，Cr1.9％-2.2％，Mn8.8％-9.7％，Ni0.56％-0.87％，Ti0.045％-0.009％，S<0.05％，P<0.02％,Zn<0.03％,同时要求S含量小于0.05％，P含量小于0.03％，余量为Fe及其它不可避免的杂质，该材料抗腐蚀性好，不易开裂并且耐磨性好。该花键轴采用的制造方法为：砂型铸造+去应力处理+机加工+双液淬火法+回火+抛丸处理+碳氮共渗处理+抗腐蚀涂层处理，该加工制的花键轴使用过程中具有良好的散热性，热疲劳抗力明显提高，使其使用寿命长，生产成本低且加工简单方便，耗材少，生产效率高，生产成本低。

主权项

一种以高锰钢为材料的花键轴的加工制造工艺，高锰钢包括的下列元素重量百分比含量为：Si 2.51％‑2.87％，C 0.89％‑1.12％，Cr 1.9％‑2.2％，Mn8.8％‑9.7％，Ni 0.56％‑0.87％，Ti 0.045％‑0.089％，S<0.05％，P<0.02％,Zn<0.03％,余量为Fe及其它不可避免的杂质，其特征在于：(1)采用砂型铸造成型法，包括混制造型和造芯—烘干—合型—准备炉料—熔炼合金—浇注—落沙，采用电弧炉熔炼，先放锰铁，40‑50分钟后再分阶段加入其他合金成分，最后加入贵金属，熔炼温度为1340‑1510℃，控制温度为：890℃‑970℃，(2)对花键轴毛坯进行去应力处理，将其加热到820‑930℃，保温120‑150分钟，炉中缓慢冷却到620℃，再快速油冷，(3)对花键轴毛坯进行铣削机加工，在加工过程中引用一种由机械油、磺酸钠、高碳酸钾皂、三乙醇胺等组成的切削液，该切削液润滑性好，安全无毒，而且冷却效果好，可以很好的预防机械瘤的形成，(4)对铣削后工件进行时效处理，采用双液淬火法，先水冷，在600℃以上快速水冷，600‑350℃以100℃/h的冷却速度进行冷却，350℃一75℃/h时水冷，再进行回火处理，回火温度为170‑200℃，(5)对机加工后的花键轴进行抛丸处理，采用的是0.3～0.4mm的铸钢丸高速喷射最后电解酸洗，(6)对花键轴表面碳氮共渗处理，即把花键轴置于密封加热炉中通入丙酮等渗碳剂，将温度加热到1000‑1100℃使工件在此高温下进行渗碳氮共渗,然后进行沉积处理，以氢气为载体将CH₄带入反应器，将TiC沉积在花键轴表面，(7)对花键轴进行抗腐蚀涂层处理，将下列溶液高压涂喷于钢件表面，HNO₃ 1.7％‑3.2％,Hcl5％‑5％,CaCl₂ 2.7％‑4.2％,Ca(NO₃)₂6.1％‑7.5％,Ni(NO₃)₂ 1％‑3％,烷基醇酞胺3％‑5％,其余为水，涂层厚度为35‑46μm，空气中暴露30‑50分钟。