一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法与流程

一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法
1.技术领域
2.本发明涉及齿圈处理技术领域，更具体地说，它涉及一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法。


背景技术：

3.在热处理工艺中，齿圈类零件由于其特殊结构，处理后的变形量都极为难以控制。这几年通过对50f齿圈和30加强型齿圈淬火质量的改善，成品率得到较大的提升，鉴于此前积累的经验，现着手进行对一档/倒挡齿圈淬火质量的改善提升。
4.一档/倒挡齿圈淬火工序的一次交检合格率不到25％，由于变形量大，在校圆过程时常产生破裂，造成不必要的损失。一次交检合格率低，影响了备料库存，同时也影响装配质量。
5.因此，亟需开发研究一种提高一次交检合格率，降低破损风险，减少在制品库存的汽车驱动桥用齿圈的处理方法。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，其具有提高了一次交检合格率，降低了破损风险，减少了在制品库存的优点。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，包括如下步骤：s1、清洗：将待处理的驱动桥用齿圈浸入清洗液中进行搅拌清洗，然后用清水清洗冲洗干净后，在真空条件下进行干燥处理；s2、深冷处理：对液氮罐内的液氮进行超声波处理，然后将步骤s1中清洗处理后的齿圈置于液氮中，进行深冷处理；s3、激光冲击波：利用yag强激光试验装置对步骤s2中深冷处理后齿圈进行激光冲击波处理，完成后取出备用；s4、淬火处理：对步骤s3中激光冲击波处理后的齿圈进行淬火处理，冷却后置于清水中清洗；s5、回火处理：将步骤s4中淬火处理后的齿圈进行回火处理即可。
8.进一步优选为，步骤s1中所述的清洗液中各成分及对应重量百分比为：烷基磷酸酯 1～2％、酰胺磷酸酯0.4～0.8％、亚硝酸钠0.4～0.5％、硅酸钠2～3％、富里酸0.4～
0.8％，余量为水。
9.进一步优选为，步骤s1中所述的搅拌清洗时控制搅拌速度为90～120rpm。
10.进一步优选为，步骤s1中所述的真空干燥时真空度为1.6～2kpa。
11.通过采用上述技术方案，对待处理的驱动桥用齿圈进行搅拌清洗，提高清洗的效率，防止污渍对后续处理的干扰，在真空条件下进行干燥，一方面提高干燥效率，另一方面保护齿圈的表面性能不被破坏。
12.进一步优选为，步骤s2中所述的深冷处理的时间为2～3h。
13.通过采用上述技术方案，在超声波的辅助作用下进行深冷处理，过饱和马氏体的过饱和度降低，析出超细微碳化物，在材料塑性变形时可以阻碍位错运动，同时由于超细微的碳化物析出，均匀分布在马氏体基体上，减弱了晶界催化作用，发挥晶界强化作用，并且由于降温过程中使微孔或应力集中部位产生了塑性流变，而在升温过程中会在此类空位表面产生压应力，这种压应力可以大大减轻缺陷对工件局部性能的损害，从而有效地减少了齿圈工件产生变形、开裂的可能性。
14.进一步优选为，步骤s3中所述的激光冲击波处理时以水作为约束层。
15.进一步优选为，步骤s3中所述的激光冲击波处理的工艺参数为：能量10～12j，波长 1064nm，脉冲20～30ns。
16.进一步优选为，步骤s5中所述的回火温度为560～570℃。
17.通过采用上述技术方案，高能短脉冲激光束穿过透明约束层照射到涂覆在齿圈板料表面的能量吸收层上，能量吸收层吸收激光能量后温度升高而气化，气化后的蒸气吸收激光能量形成等离子体，等离子体继续吸收能量发生爆炸，形成动量脉冲，在约束层的作用下产生向齿圈内部传播的强冲击波，利用激光冲击产生的作用力作为板料塑性成形的变形力，从而实现齿圈板料的宏观塑性变形，在激光冲击过程中，由于激光诱导产生的冲击波峰值应力大于材料的动态屈服应力，从而使板料产生密集、均匀以及稳定的位错结构，进一步使齿圈表面发生塑性变形，并形成较深残余压应力，从而提高齿圈零件的强度、耐磨性、耐腐蚀性和疲劳寿命。
18.综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本技术提供了一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，一次交检合格率达到75％以上，降低了破损风险，减少了在制品库，加快生产节拍，缩短交货周期。
具体实施方式
19.下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
20.实施例1：一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，包括如下步骤：s1、清洗：将待处理的驱动桥用齿圈浸入清洗液中进行搅拌清洗，搅拌速度为90rpm，然后用清水清洗冲洗干净后，在真空条件下进行干燥处理，真空度为1.6kpa，清洗液中各成分及对应重量百分比为：烷基磷酸酯1％、酰胺磷酸酯0.4％、亚硝酸钠0.4％、硅酸钠2％、富里酸0.4％，余量为水；s2、深冷处理：
对液氮罐内的液氮进行超声波处理，然后将步骤s1中清洗处理后的齿圈置于液氮中，进行深冷处理2h；s3、激光冲击波：利用yag强激光试验装置对步骤s2中深冷处理后齿圈进行激光冲击波处理，激光冲击波处理时以水作为约束层，激光冲击波处理的工艺参数为：能量10j，波长1064nm，脉冲20ns，完成后取出备用；s4、淬火处理：对步骤s3中激光冲击波处理后的齿圈进行淬火处理，冷却后置于清水中清洗；s5、回火处理：将步骤s4中淬火处理后的齿圈进行回火处理即可，回火温度为560℃。
21.实施例2：一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，包括如下步骤：s1、清洗：将待处理的驱动桥用齿圈浸入清洗液中进行搅拌清洗，搅拌速度为105rpm，然后用清水清洗冲洗干净后，在真空条件下进行干燥处理，真空度为1.8kpa，清洗液中各成分及对应重量百分比为：烷基磷酸酯1.5％、酰胺磷酸酯0.6％、亚硝酸钠0.45％、硅酸钠2.5％、富里酸0.6％，余量为水；s2、深冷处理：对液氮罐内的液氮进行超声波处理，然后将步骤s1中清洗处理后的齿圈置于液氮中，进行深冷处理2.5h；s3、激光冲击波：利用yag强激光试验装置对步骤s2中深冷处理后齿圈进行激光冲击波处理，激光冲击波处理时以水作为约束层，激光冲击波处理的工艺参数为：能量11j，波长1064nm，脉冲25ns，完成后取出备用；s4、淬火处理：对步骤s3中激光冲击波处理后的齿圈进行淬火处理，冷却后置于清水中清洗；s5、回火处理：将步骤s4中淬火处理后的齿圈进行回火处理即可，回火温度为565℃。
22.实施例3：一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，包括如下步骤：s1、清洗：将待处理的驱动桥用齿圈浸入清洗液中进行搅拌清洗，搅拌速度为120rpm，然后用清水清洗冲洗干净后，在真空条件下进行干燥处理，真空度为2kpa，清洗液中各成分及对应重量百分比为：烷基磷酸酯2％、酰胺磷酸酯0.8％、亚硝酸钠0.5％、硅酸钠3％、富里酸0.8％，余量为水；s2、深冷处理：对液氮罐内的液氮进行超声波处理，然后将步骤s1中清洗处理后的齿圈置于液氮中，进行深冷处理3h；s3、激光冲击波：
利用yag强激光试验装置对步骤s2中深冷处理后齿圈进行激光冲击波处理，激光冲击波处理时以水作为约束层，激光冲击波处理的工艺参数为：能量12j，波长1064nm，脉冲30ns，完成后取出备用；s4、淬火处理：对步骤s3中激光冲击波处理后的齿圈进行淬火处理，冷却后置于清水中清洗；s5、回火处理：将步骤s4中淬火处理后的齿圈进行回火处理即可，回火温度为570℃。
23.对比例1：一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，包括如下步骤：s1、清洗：将待处理的驱动桥用齿圈浸入清洗液中进行搅拌清洗，搅拌速度为105rpm，然后用清水清洗冲洗干净后，在真空条件下进行干燥处理，真空度为1.8kpa，清洗液中各成分及对应重量百分比为：烷基磷酸酯1.5％、酰胺磷酸酯0.6％、亚硝酸钠0.45％、硅酸钠2.5％、富里酸0.6％，余量为水；s2、深冷处理：将步骤s1中清洗处理后的齿圈置于液氮中，进行深冷处理2.5h；s3、激光冲击波：利用yag强激光试验装置对步骤s2中深冷处理后齿圈进行激光冲击波处理，激光冲击波处理时以水作为约束层，激光冲击波处理的工艺参数为：能量11j，波长1064nm，脉冲25ns，完成后取出备用；s4、淬火处理：对步骤s3中激光冲击波处理后的齿圈进行淬火处理，冷却后置于清水中清洗；s5、回火处理：将步骤s4中淬火处理后的齿圈进行回火处理即可，回火温度为565℃。
24.对比例2：一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，包括如下步骤：s1、清洗：将待处理的驱动桥用齿圈浸入清洗液中进行搅拌清洗，搅拌速度为105rpm，然后用清水清洗冲洗干净后，在真空条件下进行干燥处理，真空度为1.8kpa，清洗液中各成分及对应重量百分比为：烷基磷酸酯1.5％、酰胺磷酸酯0.6％、亚硝酸钠0.45％、硅酸钠2.5％、富里酸0.6％，余量为水；s2、激光冲击波：利用yag强激光试验装置对步骤s1中清洗干燥后齿圈进行激光冲击波处理，激光冲击波处理时以水作为约束层，激光冲击波处理的工艺参数为：能量11j，波长1064nm，脉冲25ns，完成后取出备用；s3、淬火处理：对步骤s2中激光冲击波处理后的齿圈进行淬火处理，冷却后置于清水中清洗；s4、回火处理：将步骤s3中淬火处理后的齿圈进行回火处理即可，回火温度为565℃。
25.对比例3：一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，包括如下步骤：s1、清洗：将待处理的驱动桥用齿圈浸入清洗液中进行搅拌清洗，搅拌速度为105rpm，然后用清水清洗冲洗干净后，在真空条件下进行干燥处理，真空度为1.8kpa，清洗液中各成分及对应重量百分比为：烷基磷酸酯1.5％、酰胺磷酸酯0.6％、亚硝酸钠0.45％、硅酸钠2.5％、富里酸0.6％，余量为水；s2、深冷处理：对液氮罐内的液氮进行超声波处理，然后将步骤s1中清洗处理后的齿圈置于液氮中，进行深冷处理2.5h；s3、淬火处理：对步骤s2中深冷处理后的齿圈进行淬火处理，冷却后置于清水中清洗；s4、回火处理：将步骤s3中淬火处理后的齿圈进行回火处理即可，回火温度为565℃。
26.对比例4：申请号为：cn201811650849.8公开的一种内齿圈控制热处理变形的热处理方法。
27.试验样品及方法：选用同一批同一规格型号的汽车驱动桥用一档齿圈和倒挡齿圈各350个，将选取的齿圈随机分成等质等量的7组，每组各50个一档齿圈，50个倒挡齿圈，然后采用实施例1～3中方法处理的齿圈作为试验样品，采用对比例1～4中方法处理的齿圈作为对照样品，完成后统计一次交检合格率(％)。具体试验对比数据如下表1所示：表1表1由上表1可以得出，通过本技术处理方法处理后的齿圈，一次交检合格率，一档齿圈高达76％，倒挡齿圈高达74％，能显著缩短交货周期。

技术特征：
1.一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、清洗：将待处理的驱动桥用齿圈浸入清洗液中进行搅拌清洗，然后用清水清洗冲洗干净后，在真空条件下进行干燥处理；s2、深冷处理：对液氮罐内的液氮进行超声波处理，然后将步骤s1中清洗处理后的齿圈置于液氮中，进行深冷处理；s3、激光冲击波：利用yag强激光试验装置对步骤s2中深冷处理后齿圈进行激光冲击波处理，完成后取出备用；s4、淬火处理：对步骤s3中激光冲击波处理后的齿圈进行淬火处理，冷却后置于清水中清洗；s5、回火处理：将步骤s4中淬火处理后的齿圈进行回火处理即可。2.根据权利要求1所述一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，其特征在于，步骤s1中所述的清洗液中各成分及对应重量百分比为：烷基磷酸酯1~2%、酰胺磷酸酯0.4~0.8%、亚硝酸钠0.4~0.5%、硅酸钠2~3%、富里酸0.4~0.8%，余量为水。3.根据权利要求1所述一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，其特征在于，步骤s1中所述的搅拌清洗时控制搅拌速度为90~120rpm。4.根据权利要求1所述一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，其特征在于，步骤s1中所述的真空干燥时真空度为1.6~2kpa。5.根据权利要求1所述一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，其特征在于，步骤s2中所述的深冷处理的时间为2~3h。6.根据权利要求1所述一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，其特征在于，步骤s3中所述的激光冲击波处理时以水作为约束层。7.根据权利要求1所述一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，其特征在于，步骤s3中所述的激光冲击波处理的工艺参数为：能量10~12j，波长1064nm，脉冲20~30ns。8.根据权利要求1所述一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，其特征在于，步骤s5中所述的回火温度为560~570℃。

技术总结
本发明公开了一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，涉及齿圈处理技术领域，包括如下步骤：S1、清洗；S2、深冷处理；S3、激光冲击波；S4、淬火处理；S5、回火处理。本申请提供了一种改善汽车驱动桥用齿圈的处理方法，一次交检合格率达到75%以上，降低了破损风险，减少了在制品库，加快生产节拍，缩短交货周期。缩短交货周期。


技术研发人员：刘峰材 谢尚斌 范光华
受保护的技术使用者：厦门擎华智能传动有限公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/3/8