1.一種汽車發(fā)動機用凸輪軸齒輪液態(tài)模鍛工藝,其特征在于,所述工藝包括如下步驟:
1)冶煉
按下述化學(xué)成分采用電爐進行冶煉、精煉得鋼液,鋼液出爐溫度為1100~1200℃;其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C:0.25~0.3%,Si:0.3~0.45%,Mn:0.80~1.15%,Cr:1.20~2.5%,P:0.015~0.018%,Al:0.05~0.07%,Ni:0.8~1.25%,Mo:0.3~0.35%,B:0.01~0.08,W:0.08~0.15%,Nb:0.08~0.15%,余量為Fe和不可避免的雜質(zhì);
2)設(shè)計模具
根據(jù)凸輪軸齒輪的形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計液態(tài)模鍛模具,包括凹模和凸模,模具凹模內(nèi)腔直徑為150~210mm,凹模高度180~200mm,凸、凹模單邊間隙0.5~1mm;
3)液態(tài)模鍛
將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機上,先將模具預(yù)熱至100~200℃,在所述液態(tài)模鍛模具凹模內(nèi)依次涂覆脫模劑和潤滑劑,然后將模具升溫至800~900℃,然后將1100~1200℃的鋼液澆注到所述液態(tài)模鍛模具中,澆筑時間5~10s,然后將模具升溫至1250~1300℃,凸模以20~30mm/s的速度下行加壓充型,以100~120MPa的壓力繼續(xù)推動凸模對鋼液持續(xù)施壓,保持壓力,直至鋼液完全凝固,以130~150MPa的壓力保壓50~60s,出模冷卻,得凸輪軸齒輪坯件,將坯件冷卻至300~400℃,保溫10~15小時;
4)正火
將所述坯件置于正火爐中,以1.5~2℃/min的速率升溫至680~700℃,再以1.0~1.5℃/min的速率升溫至960~1050℃,保溫2~2.5小時出爐,空冷至室溫,冷卻速度10~15℃/min;
5)車削加工
采用數(shù)控車床對正火處理后的毛坯進行車削加工,進行切邊、沖孔,同步完成坯件孔徑、端面及外圓的加工,孔徑、端面及外圓分別預(yù)留1~2mm的加工余量,整體表面粗造度為Ra5~6μm;
6)滲碳、淬火
將車削加工后的坯件置于加熱爐內(nèi),在滲碳劑中以15~20℃/min的速率升溫至900~950℃進行滲碳,滲碳時間2~4小時,將滲碳后的齒輪冷卻至810~850℃,均溫1~1.5小時,然后在80~100℃淬火油中淬火;
7)回火
將淬火后的坯件送入回火爐中進行回火處理,回火溫度500~550℃,保溫2~4h后,以10℃/min的速度冷卻至室溫;
8)磨削加工
對回火處理后的坯件的孔徑、端面及外圓進行磨削加工,磨削去除外圓加工余量至表面粗造度為Ra0.6~0.8μm,磨削去除孔徑加工余量至表面粗糙度為Ra0.6~0.8μm,磨削去除端面加工余量至表面粗糙度為Ra0.6~0.8μm;
9)拋丸、探傷
將磨削加工后的坯件送入履帶式拋丸機進行拋丸處理,用熒光磁粉進行磁粉探傷、超聲波探傷處理;
10)磷皂化處理、清理、拋光、涂防銹油
將磨削加工處理后的坯件進行磷皂化處理,清理去除表面氧化皮,送入齒輪拋光機拋光,涂覆防銹油,干燥,得所述汽車發(fā)動機用凸輪軸齒輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車發(fā)動機用凸輪軸齒輪液態(tài)模鍛工藝,其特征在于,步驟6)所用滲碳劑為煤油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車發(fā)動機用凸輪軸齒輪液態(tài)模鍛工藝,其特征在于,步驟6)所述滲碳步驟中,滲碳分為起始階段、強滲階段和擴散階段,起始階段的碳勢CP為0.8~0.9C%,強滲階段的碳勢CP為0.9~1.02C%;擴散階段的碳勢0.75~0.5C%,起始階段的時間為0.5~0.8小時,強滲階段的時間1.2~2.5小時,擴散階段的時間為0.3~0.7小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車發(fā)動機用凸輪軸齒輪液態(tài)模鍛工藝,其特征在于,所述磷皂化處理時間為1~2小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車發(fā)動機用凸輪軸齒輪液態(tài)模鍛工藝,其特征在于,步驟3)所用潤滑劑為玻璃潤滑劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車發(fā)動機用凸輪軸齒輪液態(tài)模鍛工藝,其特征在于,步驟3)所用脫模劑包括如下重量份的成分:石蠟:20~30份,亞油酸甲酯:10~20份,硅藻土:10~15份,滑石粉:5~10份,聚丙烯酸鈉:5~10份,EDTA二鈉:1~5份,苯甲酸鈉:1~5份,氫氧化鉀:1~5份,十二烷基苯磺酸鈉:0.5~1份,去離子水適量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車發(fā)動機用凸輪軸齒輪液態(tài)模鍛工藝,其特征在于,步驟3)所用脫模劑包括如下重量份的成分:石蠟:25~30份,亞油酸甲酯:10~15份,硅藻土:10~13份,滑石粉:7~10份,聚丙烯酸鈉:5~8份,EDTA二鈉:2~5份,苯甲酸鈉:3~5份,氫氧化鉀:1~3份,十二烷基苯磺酸鈉:0.5~0.8份,去離子水適量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車發(fā)動機用凸輪軸齒輪液態(tài)模鍛工藝,其特征在于,步驟3)所用脫模劑包括如下重量份的成分:石蠟:25份,亞油酸甲酯:15份,硅藻土:12份,滑石粉:8份,聚丙烯酸鈉:6份,EDTA二鈉:3份,苯甲酸鈉:4份,氫氧化鉀:2份,十二烷基苯磺酸鈉:0.7份,去離子水適量。
9.根據(jù)權(quán)利要求6~8中任一項所述的一種汽車發(fā)動機用凸輪軸齒輪液態(tài)模鍛工藝,其特征在于,所述脫模劑的制備方法包括如下步驟:將石蠟、亞油酸甲酯、硅藻土、滑石粉、聚丙烯酸鈉、EDTA二鈉、苯甲酸鈉、氫氧化鉀及十二烷基苯磺酸鈉依次加入去離子水,攪拌30~40min,得到混合液,利用高速乳化機在200~300r/min的轉(zhuǎn)速下高速乳化至均勻,乳化時間為10~15min,得乳液,將乳液進行研磨分散10~15min,得所述脫模劑。