長壽命小齒輪軸及其制造方法

長壽命小齒輪軸及其制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種通過以高碳合金鋼形成外徑部并以中碳鋼形成內徑部而具有改善的耐久性的長壽命小齒輪軸。具體地，高碳合金鋼選自高碳鉻軸承鋼；高速工具鋼；合金工具鋼；和/或碳合金鋼。
【專利說明】長壽命小齒輪軸及其制造方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請根據35U.S.C.§ 119要求于2012年7月4日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2012-72608號的優先權，其公開的全部內容并入本申請以供參考。
【技術領域】
[0003]本發明涉及一種小齒輪軸及其制造方法，更具體地，涉及一種插入小齒輪的中心并與承載器(carrier)結合 的小齒輪軸。該小齒輪軸具有改良的耐久性(“長壽命”)，具體地，其通過由包括一些附加原子的高碳合金鋼形成小齒輪軸的外徑部并且由中碳鋼形成小齒輪軸的內徑部而提供。
【背景技術】
[0004]行星齒輪一般是包括一對彼此嚙合的齒輪從而當一個齒輪圍繞另一齒輪的軸旋轉時使兩個齒輪的每一個分別轉動的齒輪系統。
[0005]這些行星齒輪主要用于工程機械或車輛的自動傳動器的齒輪傳動裝置中，并且它們一般包括:恒星齒輪；圍繞所述恒星齒輪同軸地安置的環形齒輪；兩個或更多個小齒輪，它們與所述恒星齒輪和所述環形齒輪嚙合并圍繞所述恒星齒輪旋轉；和承載器，它圍繞所述恒星齒輪和環形齒輪同軸地安置并支撐所述小齒輪的旋轉。
[0006]此外，與所述承載器相連的小齒輪軸插入所述小齒輪的中心。由多個滾動元件組成的滾針軸承進一步安裝在所述小齒輪與所述小齒輪軸之間。所述滾針軸承是指使用細而長的圓柱形輥的軸承。
[0007]在本文中，小齒輪軸起到支撐小齒輪的作用。因而，需要高尺寸穩定性、高耐久性和長壽命。通常進行使用軸承鋼的熱處理來制作小齒輪軸。在熱處理過程中，馬氏體結構和殘留奧氏體結構在材料的內部形成。
[0008]由于頻繁使用小齒輪軸，其尺寸會改變。這種由于小齒輪軸的使用而產生的尺寸改變是由其體積逐漸膨脹而引起的，因為包含在材料中的殘留奧氏體通過外力和熱量而分解。只要材料中存在奧氏體，這就是不可避免的現象。
[0009]特別地，因為小齒輪軸固定在承載器上，在其中間沒有任何轉動，所以當承載器轉動時施加到它的力(比如離心力)朝向特定的方向。結果，小齒輪軸能夠通過殘留奧氏體的局部分解(即體積膨脹)而彎曲。
[0010]當小齒輪軸彎曲時，在滾針軸承與小齒輪軸之間的不均勻接觸導致邊緣荷載的產生。這能夠導致小齒輪軸的表面的損壞和脫落。
[0011 ] 盡管減少包含在材料中的殘留奧氏體的數量可以防止小齒輪軸的彎曲，殘留奧氏體對于小齒輪軸是不可或缺的結構，因為它通過為材料提供韌性并對接觸疲勞抑制裂紋擴展而改善耐久性并延長壽命。
[0012]基于對殘留奧氏體的數量與小齒輪軸的壽命之間的相關性的分析，發現在小齒輪軸的深處部分中殘留奧氏體的數量越少并且在小齒輪軸的外層中殘留奧氏體的數量越多，小齒輪軸的壽命越長。
[0013]在這種相關性的基礎上，已經研究了許多通過提高其耐久性來延長小齒輪軸的壽命的方法。一種已提出的方法涉及應用多個熱處理過程以便為外層提供15%?40%的殘留奧氏體，并且使小齒輪軸的深處部分的殘留奧氏體的數量最小化。
[0014]然而，由于復雜的制造過程，這種方法具有低生產率的問題，并且進一步增加了生產成本。
[0015]除了對于克服小齒輪軸的彎曲問題的需求以外，小齒輪軸也必須由高耐久性的材料制成。然而，已經使用在小齒輪軸中的軸承鋼沒有滿足這些需求。這特別是由于在汽車工業中需要制造重量輕和燃料效率高的車輛，它們具有小型和高性能的并且使用低粘度傳動器油的自動傳動器。
[0016]于是，添加有硅、鎳、鑰、釩等的材料已經被提出以便提高強度和耐久性。然而，這種方法由于使用這些昂貴的附加原子而增加了生產成本。
[0017]作為本發明的相關技術而在上面提供的描述僅用來幫助理解本發明的【背景技術】，并不應該被解釋為包括在本領域技術人員已知的相關技術中。

【發明內容】

[0018]本發明提供具有更加持久壽命(更長壽命)的小齒輪軸及其制造方法。具體地，本發明通過以高碳合金鋼形成小齒輪軸的外徑部并以中碳鋼形成小齒輪軸的內徑部，確保耐久性和尺寸穩定性，并同時抑制小齒輪軸的彎曲。優選地，整個外徑部(外層，沿著小齒輪軸的整個長度)由高碳合金鋼形成，并且整個內徑部(內層，沿著小齒輪軸的整個長度)由中碳鋼形成。然而，也有可能但不是優選的，僅以指定的材料形成外徑部和/或內徑部的一部分(例如，通過以中碳鋼僅沿著小齒輪軸的一部分長度形成內徑部)。
[0019]根據本發明的實施方式，提供小齒輪軸及其制造方法，這通過以中碳鋼形成小齒輪軸的內徑部增加了注油孔等的處理效率，并同時減少了生產成本。盡管為了改善持久的壽命而通過在制造過程中應用靜液力擠壓步驟和單獨熱處理步驟而可能添加原子，本發明仍進一步保持了低材料成本。
[0020]本發明將要解決的技術問題不限于上述技術問題，并且本領域技術人員從以下描述中可以明白其他技術問題。
[0021]根據一個方面，本發明提供與承載器結合并且穿過小齒輪的中心插入的長壽命小齒輪軸。該小齒輪軸形成為具有由高碳合金鋼形成的外徑部和由中碳鋼形成的內徑部。
[0022]根據各種實施方式，高碳合金鋼從選自以下的任何一種或更多種材料制成:高碳鉻軸承鋼，比如 SUJ1、SUJ2、SUJ3、SUJ4 和 SUJ5 ;高速工具鋼，比如 SKH2、SKH3、SKH4、SKHlO和 SKH51 到 SKH59 ;合金工具鋼，比如 SKS2、SKS3、SKS4、SKS5、SKS7、SKS8、SKSl1、SKS21、SKS31、SKS41、SKS43、SKS44、SKS51、SKS93、SKS94、SKS95、SKD1、SKDll 和 SKD12 ;和碳合金鋼，其包括約0.8?1.3重量％的碳、約0.5?2.0重量％的錳、約1.0?3.0重量％的硅、約
0.5?3.0重量％的鉻、約0.3?2.0重量％的鎳、約0.05?0.3重量％的鑰和約0.05?
1.0重量％的釩。
[0023]根據示例性的實施方式，中碳鋼包括約0.45重量％到約0.55重量％的碳。
[0024]根據另一方面，本發明提供用于插入小齒輪的中心的長壽命小齒輪軸的制造方法，其包括以下步驟:使中碳鋼圓棒插入高碳合金鋼管，然后焊接和密封以便形成鋼坯；靜液力擠壓所述鋼坯以便使其材料(中和高碳材料)在高溫和高壓下結合；使所述靜液力擠壓的鋼坯球化退火；切割和加工所述退火的鋼坯；熱處理所述切割和加工的鋼坯；以及拋光所述熱處理的鋼坯以便形成小齒輪軸。
[0025]根據示例性的實施方式，熱處理步驟是經由使切割和加工的鋼坯淬火或碳氮共滲然后對其回火的單獨熱處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]本發明的上述和其他特征現在將參考其在附圖中示出的某些示例性的實施方式詳細描述，這些實施方式僅以舉例說明的方式在以下給出，因此并不限制本發明，并且其中:
[0027]圖1是根據本發明的實施方式的行星齒輪和小齒輪的平面圖。
[0028]圖2是根據本發明的實施方式的小齒輪的橫截面圖。
[0029]圖3是示出殘留奧氏體的量與小齒輪軸的持久壽命之間的相關性的曲線圖。
[0030]圖4是根據本發明的實施方式的長壽命小齒輪軸的透視圖。
[0031]圖5是示出根據本發明的實施方式的長壽命小齒輪軸的制造步驟的流程圖。
[0032]圖6是示出根據本發明的實施方式的靜液力擠壓的示例圖。
[0033]附圖標記說明
[0034]100:行星齒輪
[0035]110:恒星齒輪
[0036]120:環形齒輪
[0037]200:小齒輪
[0038]210:滾針軸承
[0039]300:小齒輪軸
[0040]310:外徑部
[0041]320:內徑部
[0042]330:注油孔
[0043]400:鋼坯
[0044]410:高碳合金鋼管
[0045]420:中碳鋼圓棒
[0046]A:負載區域
[0047]B:離心力
[0048]C:本發明的理想區域
[0049]應當理解到，所附的附圖并非必然是按比例的，其說明了本發明基本原理的各種優選特征的一定程度上簡化的代表。本文公開的本發明的具體設計特征，包括，例如，具體大小、方向、位置和形狀將部分取決于具體的既定用途和使用環境。
[0050]在附圖中，附圖標記在附圖的幾張圖中通篇指代本發明的相同或等同部件。
【具體實施方式】[0051 ] 在下文，現在將參考所述附圖詳細描述本發明的優選實施方式。
[0052]應理解，本文使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語包括通常的機動車，例如，包括多功能運動車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商務車的客車，包括各種船只和船舶的水運工具，飛行器等等，并且包括混合動力車、電動車、插入式混合電動車、氫動力車和其它代用燃料車(例如，來源于石油以外的資源的燃料)。如本文所提到的，混合動力車是具有兩種或多種動力源的車輛，例如，具有汽油動力和電動力的車輛。
[0053]本文使用的術語僅僅是為了說明【具體實施方式】的目的而不是意在限制本發明。如本文所使用的，單數形式“一個”、“一種”和“該”也意在包括復數形式，除非上下文中清楚指明。還可以理解的是，當本說明書中使用術語“包括”和/或“含有”時，是指存在所述特征、整數、步驟、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一個或多個其它特征、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其群組。如本文所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。
[0054]除非特別說明或從上下文中明顯看出，本文所用的術語“約”被理解為在本領域中的正常容限范圍內，例如在平均值標準偏差2之內。“約”能夠理解為在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%的范圍內。除非從上下文中明顯看出，本文所提供的所有數值都由術語“約”修飾。
[0055]圖1示出根據本發明的實施方式的行星齒輪和小齒輪的平面圖。具體地，圖1的左部示出行星齒輪100,其包括:恒星齒輪110 ;圍繞所述恒星齒輪110同軸地安置的環形齒輪120 ;以及兩個或多個小齒輪200，它們與所述恒星齒輪110和所述環形齒輪120嚙合并經配置以便圍繞所述恒星齒輪110旋轉。在該圖中，示出四個小齒輪200。然而，應該明白在本發明中能夠恰當地使用任何其他數量的小齒輪200。
[0056]這些行星齒輪100包括經配置以使一個齒輪圍繞另一齒輪的軸線旋轉的齒輪系統。行星齒輪主要應用在自動傳動器的齒輪傳動器裝置中，尤其是在工程機械和車輛中。
[0057]圖1的右部示出小齒輪200。所述小齒輪200與恒星齒輪110和環形齒輪120通過沿著它們外周的配合齒嚙合，并且圍繞所述恒星齒輪110轉動。
[0058]如圖1所示，小齒輪200包括:小齒輪軸300，它在其中心布置；和滾針軸承210，它圍繞所述小齒輪軸300的圓周布置。
[0059]在本文中，小齒輪軸300起到支撐小齒輪200的作用。根據傳統方法，小齒輪軸300經形成以使馬氏體結構和殘留奧氏體結構在熱處理過程中在其材料中形成。這種奧氏體的殘留體積在使用過程中膨脹，因為它由外力和熱所分解。也就是說，因為小齒輪軸300在旋轉過程中沒有固定到承載器，由承載器的旋轉生成離心力B (參見圖1和2)，并且隨著殘留奧氏體的分解而發生體積膨脹。結果，小齒輪軸300彎曲。
[0060]在這種傳統的小齒輪軸中，在外力被施加到小齒輪軸300的部分處局部形成負載區域A，并且滾針軸承210圍繞該部分。
[0061]圖2是根據本發明的一個實施方式的小齒輪200的橫截面圖。虛線描繪了傳統的小齒輪軸如何通過使用而典型地彎曲。具體地，當外力(即離心力B)局部地施加到傳統的小齒輪軸的負載區域A時，小齒輪軸的殘留奧氏體的體積由所述殘留奧氏體的分解而膨脹。這導致小齒輪軸彎曲。
[0062]圖3是殘留奧氏體的量與小齒輪軸的持久壽命之間的相關性的曲線圖。[0063]如圖3所示，在小齒輪軸300的深處部分中殘留奧氏體的量越少，并且在小齒輪軸300的外層中殘留奧氏體的量越多，小齒輪軸300的壽命越長。
[0064]因此，所述曲線圖的區域“C”描繪了本發明的理想區域，其中殘留奧氏體的量在小齒輪軸300的深處部分少并且在小齒輪軸300的外層多。
[0065]圖4是根據本發明的一個實施方式的長壽命小齒輪軸的透視圖。
[0066]根據本發明，為了控制殘留奧氏體的量以便延長小齒輪軸300的壽命，小齒輪軸300的外徑部310由高碳合金鋼制成；并且小齒輪軸300的內徑側320由中碳鋼制成。根據本發明的實施方式，高碳合金鋼可以包括選自以下的一種或多種材料:碳、硅、錳、磷、硫、鉻、鎳、鑰、釩和鎢。通過為小齒輪軸300提供這種結構和組成，改善了小齒輪軸300的耐久性。
[0067]此外，根據本發明的實施方式，滾動接觸疲勞性能通過以高碳合金鋼形成小齒輪軸300的外徑部310而改善，該高碳合金鋼還包括用來提高耐久性的附加原子。根據本發明，小齒輪軸300的耐久性得到提高，同時材料成本的增加最小化。
[0068]如本文所提到的，用于形成外徑部310的材料的高碳合金鋼可為選自以下的任何一種或多種材料:高碳鉻軸承鋼，比如SUJl、SUJ2、SUJ3、SUJ4和SUJ5 ;高速工具鋼，比如 SKH2、SKH3、SKH4、SKHlO 和 SKH51 到 SKH59 ;合金工具鋼，比如 SKS2、SKS3、SKS4、SKS5、SKS7、SKS8、SKS11、SKS21、SKS31、SKS41、SKS43、SKS44、SKS51、SKS93、SKS94、SKS95、SKD1、SKDll和SKD12 ;和碳合金鋼，其包括約0.8?1.3重量％的碳、約0.5?2.0重量％的錳、約1.0?3.0重量％的硅、約0.5?3.0重量％的鉻、約0.3?2.0重量％的鎳、約0.05?0.3重量％的鑰和約0.05?1.0重量％的釩。
[0069]SUJ是高碳鉻軸承鋼，并且它的JIS標準代號是G4805。
[0070]SUJl是高碳鉻軸承鋼，其包括約0.95?1.10重量％的碳、約0.15?0.35重量％的硅、約0.50重量％或更少的錳、約0.025重量％或更少的磷、約0.025重量％或更少的硫、約0.90?1.20重量％的鉻、約0.08重量％或更少的鑰、約0.025重量％或更少的銅和約
0.025重量％或更少的鎳。應該注意的是上述重量％，當提到重量％ “或更少”時，通常是指
大于O重量％的量。
[0071]SUJ2是高碳鉻軸承鋼，其包括約0.95?1.10重量％的碳、約0.15?0.35重量％的硅、約0.50重量％或更少的錳、約0.025重量％或更少的磷、約0.025重量％或更少的硫、約1.30?1.60重量％的鉻、約0.08重量％或更少的鑰、約0.025重量％或更少的銅和約0.025重量％或更少的鎳。再次，應該注意的是上述重量％，當提到重量％ “或更少”時，通常是指大于O重量％的量。
[0072]SUJ3是高碳鉻軸承鋼，其包括約0.95?1.10重量％的碳、約0.40?0.70重量％的硅、約0.90?1.15重量％的錳、約0.025重量％或更少的磷、約0.025重量％或更少的硫、約0.90?1.20重量％的鉻、約0.08重量％或更少的鑰、約0.025重量％或更少的銅和
約0.025重量％或更少的鎳。再次，應該注意的是上述重量％，當提到重量％ “或更少”時，通常是指大于O重量％的量。
[0073]SUJ4是高碳鉻軸承鋼，其包括約0.95?1.10重量％的碳、約0.15?0.35重量％的硅、約0.50重量％或更少的錳、約0.025重量％或更少的磷、約0.025重量％或更少的硫、約1.30?1.60重量％的鉻、約0.10?0.25重量％的鑰、約0.025重量％或更少的銅和約0.025重量％或更少的鎳。再次，應該注意的是上述重量％，當提到重量％ “或更少”時，通常是指大于O重量％的量。
[0074]SUJ5是高碳鉻軸承鋼，其包括約0.95?1.10重量％的碳、約0.40?0.70重量％的硅、約0.90?1.15重量％的錳、約0.025重量％或更少的磷、約0.025重量％或更少的硫、約0.90?1.20重量％的鉻、約0.10?0.25重量％的鑰、約0.025重量％或更少的銅和
約0.025重量％或更少的鎳。再次，應該注意的是上述重量％，當提到重量％ “或更少”時，通常是指大于O重量％的量。
[0075]作為可以用來形成外徑部310的進一步的材料，SKH是具有JIS標準代號G4403的高速工具鋼，并且SKS和SKD是具有JIS標準代號G4404的合金工具鋼。全部所述SKH、SKS和SKD的特征在于包括約0.75重量％或更多的碳，其余為鉻、鎳、鑰、鎢和釩。
[0076]也有可能添加除了上述列出的原子以外的其他原子。然而，優選以約0.25重量％或更少的量添加所述原子。盡管有可能不添加所述原子(并因此提供O重量％)，優選原子的量大于O重量％。
[0077]根據本發明的實施方式，小齒輪軸300的內徑部320以中碳鋼形成。這減少了在小齒輪軸300的深處部分中殘留奧氏體的量，并由此抑制變形。另外，通過使用中碳鋼材料，能夠提高加工注油孔330等的效率，并且能夠減少生產成本。
[0078]在本文中，優選用作內徑部320的材料的中碳鋼包括約0.45重量％到約0.55重
量％的碳。
[0079]圖5是示出根據本發明的一個實施方式的長壽命小齒輪軸300的制造步驟的流程圖。
[0080]如圖所示，該方法包括以下步驟:將中碳鋼圓棒420插入高碳合金鋼管410，然后焊接和密封以便形成鋼坯400S1 ;靜液力擠壓鋼坯400以便使其材料在高溫和高壓下結合S2 ;使靜液力擠壓的鋼坯400球化退火S3 ;切割和加工退火的鋼坯400S4、S5、S6 ;熱處理切割和加工的鋼坯400S7 ;以及拋光熱處理的鋼坯400以便形成小齒輪軸300S8。
[0081]如圖6所示，中碳鋼圓棒420被插入高碳合金鋼管410，然后焊接和密封以由此形成鋼坯400S1。如本文所提到的，鋼坯400在其軋制成型鋼以前是指扁鋼，并且在本發明中是隨后靜液力擠壓的材料。
[0082]接著，以本文所述的材料形成的鋼坯400被靜液力擠壓以便其在高溫和高壓下結合(具體地，用來結合由中碳鋼圓棒形成的部分和由高碳合金鋼管形成的部分；即用來結合中碳鋼和高碳鋼)S2。靜液力擠壓通常是在高壓下對含有金屬材料的特定類型和尺寸的容器施加壓力，并擠出所述材料的過程。靜液力擠壓具有防止材料之間界面強度減少的效果。根據本發明的一個實施方式的靜液力擠壓在圖6中示出。應當注意靜液力擠壓是本領域中公知的，因此其細節在本文中將不進一步描述。
[0083]接著，實施球化退火S3。退火通常是金屬材料被加熱到適當的溫度然后緩慢冷卻到室溫的過程。這種過程通過加工或淬火等消除硬化材料的內部殘余應力，并且通過精煉晶粒增加其柔軟性。此外，球化處理是鋼材中的碳化物變化成球形的過程。當鋼材受到球化退火處理時，它的韌性增加，它的可加工性提高并且它作為工具的性能增強。
[0084]根據各種實施方式，球化退火步驟S3能夠依據所希望的最終結果而省略。
[0085]已處理的鋼坯400接著被切割和加工。根據所示的實施方式，加工步驟包括形成注油孔330、車床加工、切割加工和鉆孔加工S4、S5、S6。
[0086]在切割和加工以后，將鋼坯熱處理。如示例性實施方式所示，熱處理O是經由淬火或碳氮共滲然后回火的單獨熱處理S7。這與經由淬火或碳氮共滲、回火、高頻熱處理然后回火的傳統的結合熱處理形成對比。通過應用根據本示例性實施方式的單獨熱處理，能夠簡化制造過程并且能夠減少生產成本。通過這種熱處理，大約20?40%的殘留奧氏體能夠在小齒輪軸300的表面(外部)形成。
[0087]最后，可以拋光該熱處理的鋼坯400以完成小齒輪軸300的制造S8。
[0088]由本發明的示例性實施方式所制備的長壽命小齒輪軸300的耐久性經測試并且結果如下。
[0089]進行基于圓柱的滾動接觸疲勞測試，其中接觸應力是5.88GPa，測試速度是46240次/分鐘，并且測試潤滑油是透平油VG56。結果，耐久性比傳統小齒輪軸增加了至少三倍。具體地，由SUJ2制成的傳統小齒輪軸顯示6.3X IO7循環的Bltl壽命，而根據本發明的小齒輪軸顯不15.8 X IO7循環的Bltl壽命。(Bltl壽命:可靠性90%的壽命)
[0090]本發明的小齒輪軸300，其中它的外徑部310以高碳合金鋼(可以對其進一步添加原子以提高耐久性)形成且它的內徑部320以中碳鋼形成，通過確保耐久性和尺寸穩定性并通過抑制彎曲而有利地提供延長的持久壽命。
[0091]此外，本發明提高了加工效率，簡化了制造過程，并且減少了其材料成本和生產成本。
[0092]本發明提供了具有以高碳合金鋼形成的外徑部和以中碳鋼形成的內徑部的改良的小齒輪軸，該高碳合金鋼可以包括添加的原子以提高耐久性，并且該小齒輪軸具有改善的持久壽命。特別地，本發明確保小齒輪軸的耐久性和尺寸穩定性，并進一步抑制彎曲，因為少量的殘留奧氏體在小齒輪軸的深處(內部)部分形成而更大量的殘留奧氏體在小齒輪軸的外部部件/層形成。
[0093]此外，本發明通過以高碳合金鋼形成小齒輪軸的外徑部提高了滾動接觸疲勞性能，并且通過以中碳鋼形成小齒輪軸的內徑部增加了注油孔等的加工效率。而且，本發明在形成內徑部和外徑部的材料之間提供了高界面強度。
[0094]本發明還通過以比較便宜的材料中碳鋼形成內徑部和通過在制造過程中使用靜液力擠壓步驟和單獨熱處理步驟減少了小齒輪軸的材料成本和生產成本。
[0095]本發明已參考其優選的實施方式詳細描述。然而，本領域技術人員應該明白，在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施方式作出改變或修改，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種用來插入小齒輪的中心并與承載器結合的小齒輪軸，所述小齒輪軸包括: 由高碳合金鋼制成的外徑部；和 由中碳鋼制成的內徑部。
2.根據權利要求1所述的長壽命小齒輪軸，其中所述高碳合金鋼選自以下一種或多種材料:高碳鉻軸承鋼；高速工具鋼；合金工具鋼；以及碳合金鋼。
3.根據權利要求1所述的長壽命小齒輪軸，其中所述高碳鉻軸承鋼選自SUJ1、SUJ2、SUJ3、SUJ4和/或SUJ5 ;所述高速工具鋼選自SKH2、SKH3、SKH4、SKHlO和/或SKH51到SKH59 ;所述合金工具鋼選自 SKS2、SKS3、SKS4、SKS5、SKS7、SKS8、SKSlU SKS21、SKS31、SKS41、SKS43、SKS44、SKS51、SKS93、SKS94、SKS95、SKD1、SKDll 和 / 或 SKD12 ;且所述碳合金鋼包括約0.8?1.3重量％的碳、約0.5?2.0重量％的錳、約1.0?3.0重量％的硅、約0.5?3.0重量％的鉻、約0.3?2.0重量％的鎳、約0.05?0.3重量％的鑰和約0.05?1.0重量％的釩。
4.根據權利要求1所述的長壽命小齒輪軸，其中所述中碳鋼包括約0.45重量％到約0.55重量%的碳。
5.一種用來制造插入小齒輪的中心的小齒輪軸的方法，包括以下步驟: 在高碳合金鋼管內布置中碳鋼圓棒，然后焊接和密封以形成鋼坯； 靜液力擠壓所述鋼坯以使所述中碳鋼圓棒和高碳合金鋼管在高溫和高壓下結合； 使所述鋼坯球化退火； 切割和加工所述鋼坯； 熱處理所述鋼坯；和 拋光所述鋼坯以形成小齒輪軸。
6.根據權利要求5所述的方法，其中所述熱處理步驟是經由淬火或碳氮共滲然后回火的單獨熱處理。
【文檔編號】C22C38/46GK103527612SQ201210592702
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年12月31日 優先權日:2012年7月4日
【發明者】姜旻佑 申請人:現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社