[發明專利]一種330MPa級電機力矩傳感器用力矩彈性體的精鍛成型工藝

在審

• 申請號: 202011237310.7
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112359180A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 李彬彬;吳燕
• 申請（專利權）人: 鹽城市明佳機械有限公司
• 主分類號: C21D1/32
• 分類號: C21D1/32;C21D1/773
• 代理公司: 鹽城市大豐區豐晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32454
• 代理人: 邵瓏;葛瀟敏

本發明公開一種330MPa級電機力矩傳感器用力矩彈性體的精鍛成型工藝，通過對鋼料進行四次球化退火，并將水冷與油冷結合，有利于鋼料晶粒的細化和均勻分布，同時，通過控制熱處理中加熱及冷卻的速度，克服了力矩彈性體精鍛件成品表層晶粒細小、中間組織粗大的問題，表層晶粒細化、晶格畸變、位錯密度降低，大大提高了精鍛件成品的高溫摩擦、抗磨損性能、硬度和表面強度，極大地降低了磨損率，有效延長了力矩彈性體的使用壽命。

技術領域

本發明屬于傳感器技術領域，特別涉及一種330MPa級電機力矩傳感器用力矩彈性體的精鍛成型工藝。

背景技術

電動助力自行車是以傳統自行車為基礎，搭載以力矩傳感器為核心的動力系統，并配有電機與電池，當使用者腳踩時即會啟動電機，腳停即斷電。電動助力自行車所采用的電機助力功率隨腳踏力的大小變化而變化，可根據騎行者的踩踏力度，提供相應的動力支持，從而減輕使用者的騎行負擔，使騎行舒適度與騎行里程大為增加。因此，對電動助力自行車腳踏力實時、準確的檢測技術，在電動自行車領域顯得非常迫切與重要。

力矩傳感器制造的核心是彈性體，彈性體的結構決定了其測量性能，因此目前對傳感器的研究主要集中在彈性體結構方面。而彈性體本身材料組織的細微差異及加工處理，特別是熱處理工藝對批量加工件的一致性的很難保證，因此傳感器的彈性體在受到主回路驅動力時極易產生自身形變及復位誤差，使工業化批量生產難以實現。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種330MPa級電機力矩傳感器用力矩彈性體的精鍛成型工藝，不僅具有良好的強度和韌性，同時還提高了成品的硬度和表面強度，能夠增加力矩彈性體的使用壽命。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種330MPa級電機力矩傳感器用力矩彈性體的精鍛成型工藝，包括如下步驟：

步驟1，下料：將鋼料切割備用；

步驟2，球化退火：將下料后的鋼料依次經過第一次退火、第二次退火、第三次退火和第四次退火，得到退火鋼料；

步驟3，磷皂化：將退火鋼料進行磷皂化處理；

步驟4，擠壓：將磷皂化處理后的鋼料送入擠壓設備進行擠壓，出料得到力矩彈性體；

所述第一次退火是將鋼料加熱至1100-1200℃，保溫3-5h，然后先用空氣吹冷至700-750℃，恒溫30-40min后加熱至800-850℃，保溫1-2h，再油冷至600-650℃，保溫30-40min，然后水冷至室溫；

所述第二次退火是將鋼料加熱至850-900℃，保溫40-50min，然后先用水冷冷卻至550-600℃，再用油冷冷卻至280-300℃，之后加熱至580-650℃，保溫1-2h，再用冷卻水冷卻至室溫；

所述第三次退火是將鋼料加熱至1200-1250℃，保溫2-4h，然后采用水冷和油冷循環的方法，先水冷至800-880℃，保溫30-40min，再用油冷至300-400℃，保溫20-30min，之后將鋼料加熱至500-550℃，保溫30-40min，水冷至300-350℃，保溫30-40min，最后用油冷冷卻至室溫；

所述第四次退火是將鋼料放入真空爐中，加熱至1000-1100℃，保溫1-2h，然后先用氮氣吹冷卻至700-750℃，再用油冷冷卻至450-520℃，保溫30-40min，之后將鋼料加熱至880-950℃，保溫1-2h，再水冷至620-680℃，保溫20-30min，最后空氣冷卻至室溫。

在第一次退火中，以50-70℃/min的速度加熱至1100-1200℃，油冷的冷卻速度為40-50℃/min，水冷的冷卻速度為50-60℃/min。