CN105149590A - 一种粉末冶金齿轮及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉末冶金齿轮及其制备方法，该齿轮由以下质量份的各组分组成：镍粉12-24份、铜粉1-13份、铝粉5-15份、锆英砂2-10份、锌粉8-19份、三氧化二铝4-11份、铁粉35-51份、硼粉3-10份、草酸钙2-16份。本发明制得的齿轮在齿部HRC高的同时，能够提高抗压和耐盐雾性能，制备工艺简单，具有良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种粉末冶金齿轮及其制备方法。
背景技术
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
齿轮传动是现代机械产品中应用最广的一种机械传动，这是因为它能保证恒定的传动比，具有传动功率范围大、效率高、寿命长等优点。采用冶金工艺制造的齿轮可以保证齿轮形位和尺寸公差的一致性，但由于齿轮的工作环境复杂，对其性能有了更高的要求。
授权公告号为CN102179519B的专利公开了一种粉末冶金转动齿轮，其抗压力和耐盐雾性能有待提高。
发明内容
为了克服以上现有技术的不足，本发明提供了一种粉末冶金齿轮及其制备方法，制得的齿轮在齿部HRC高的同时，能够提高抗压和耐盐雾性能，制备工艺简单，具有良好的市场前景。
本发明采用的技术方案是：一种粉末冶金齿轮，由以下质量份的各组分组成：镍粉12-24份、铜粉1-13份、铝粉5-15份、锆英砂2-10份、锌粉8-19份、三氧化二铝4-11份、铁粉35-51份、硼粉3-10份、草酸钙2-16份。
优选的，一种粉末冶金齿轮，由以下质量份的各组分组成：镍粉15-22份、铜粉4-11份、铝粉7-12份、锆英砂5-9份、锌粉10-16份、三氧化二铝7-10份、铁粉38-46份、硼粉4-8份、草酸钙5-13份。
更优选的，一种粉末冶金齿轮，由以下质量份的各组分组成：镍粉19份、铜粉8份、铝粉9份、锆英砂6份、锌粉13份、三氧化二铝8份、铁粉42份、硼粉6份、草酸钙10份。
一种粉末冶金齿轮的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述质量份，镍粉、铜粉、铝粉、锆英砂、锌粉、三氧化二铝、铁粉、硼粉、草酸钙粉碎后混合均匀，过筛，得到混合料；
(2)将步骤(1)所得混合料采用粉末冶金双向浮动压制工艺，单位压制压力为550-800MPa，压制成型得到毛坯；
(3)将步骤(2)所得毛坯烧结至1100-1300℃，保温2-4h后取出，随炉冷却后即得所述粉末冶金齿轮。
上述步骤(1)过筛过程中采用80-150目筛网。
上述步骤(3)烧结过程中烧结压力为8-11Kg/cm2。
有益效果：本发明制得的粉末冶金齿轮齿部抗压力在5920-6015N之间，齿部HRC均≥30，24小时盐雾试验后无红锈出现，由于组分之间的协同作用，在齿部HRC高的同时，能够提高抗压和耐盐雾性能，制备工艺简单，具有良好的市场前景。
具体实施方式
实施例1
一种粉末冶金齿轮，由以下质量份的各组分组成：镍粉12份、铜粉1份、铝粉5份、锆英砂2份、锌粉8份、三氧化二铝4份、铁粉35份、硼粉3份、草酸钙2份。
制备方法：
(1)按上述质量份，镍粉、铜粉、铝粉、锆英砂、锌粉、三氧化二铝、铁粉、硼粉、草酸钙粉碎后混合均匀，过80目筛网，得到混合料；
(2)将步骤(1)所得混合料采用粉末冶金双向浮动压制工艺，单位压制压力为550MPa，压制成型得到毛坯；
(3)将步骤(2)所得毛坯烧结至1100℃，烧结压力为8Kg/cm2，保温2h后取出，随炉冷却后即得所述粉末冶金齿轮。
实施例2
一种粉末冶金齿轮，由以下质量份的各组分组成：镍粉24份、铜粉13份、铝粉15份、锆英砂10份、锌粉19份、三氧化二铝11份、铁粉51份、硼粉10份、草酸钙16份。
制备方法：
(1)按上述质量份，镍粉、铜粉、铝粉、锆英砂、锌粉、三氧化二铝、铁粉、硼粉、草酸钙粉碎后混合均匀，过150目筛网，得到混合料；
(2)将步骤(1)所得混合料采用粉末冶金双向浮动压制工艺，单位压制压力为800MPa，压制成型得到毛坯；
(3)将步骤(2)所得毛坯烧结至1300℃，烧结压力为11Kg/cm2，保温4h后取出，随炉冷却后即得所述粉末冶金齿轮。
实施例3
一种粉末冶金齿轮，由以下质量份的各组分组成：镍粉15份、铜粉4份、铝粉7份、锆英砂5份、锌粉10份、三氧化二铝7份、铁粉38份、硼粉4份、草酸钙5份。
制备方法：
(1)按上述质量份，镍粉、铜粉、铝粉、锆英砂、锌粉、三氧化二铝、铁粉、硼粉、草酸钙粉碎后混合均匀，过100目筛网，得到混合料；
(2)将步骤(1)所得混合料采用粉末冶金双向浮动压制工艺，单位压制压力为600MPa，压制成型得到毛坯；
(3)将步骤(2)所得毛坯烧结至1150℃，烧结压力为9Kg/cm2，保温2.5h后取出，随炉冷却后即得所述粉末冶金齿轮。
实施例4
一种粉末冶金齿轮，由以下质量份的各组分组成：镍粉22份、铜粉11份、铝粉12份、锆英砂9份、锌粉16份、三氧化二铝10份、铁粉46份、硼粉8份、草酸钙13份。
制备方法：
(1)按上述质量份，镍粉、铜粉、铝粉、锆英砂、锌粉、三氧化二铝、铁粉、硼粉、草酸钙粉碎后混合均匀，过120目筛网，得到混合料；
(2)将步骤(1)所得混合料采用粉末冶金双向浮动压制工艺，单位压制压力为700MPa，压制成型得到毛坯；
(3)将步骤(2)所得毛坯烧结至1250℃，烧结压力为10Kg/cm2，保温3.5h后取出，随炉冷却后即得所述粉末冶金齿轮。
实施例5
一种粉末冶金齿轮，由以下质量份的各组分组成：镍粉19份、铜粉8份、铝粉9份、锆英砂6份、锌粉13份、三氧化二铝8份、铁粉42份、硼粉6份、草酸钙10份。
制备方法：
(1)按上述质量份，镍粉、铜粉、铝粉、锆英砂、锌粉、三氧化二铝、铁粉、硼粉、草酸钙粉碎后混合均匀，过120目筛网，得到混合料；
(2)将步骤(1)所得混合料采用粉末冶金双向浮动压制工艺，单位压制压力为650MPa，压制成型得到毛坯；
(3)将步骤(2)所得毛坯烧结至1200℃，烧结压力为9.5Kg/cm2，保温3h后取出，随炉冷却后即得所述粉末冶金齿轮。
对比例
授权公告号为CN102179519B的专利公开了一种粉末冶金转动齿轮，制备过程为：将配方比例的各组分原料进行均匀混合，通过压制成形，压制压力为550～650MPa；然后进行烧结，烧结温度为1120～1250℃，烧结时间为30～40分钟，然后冷却降至室温，再进行精加工；再进行热处理工序：先淬火，淬火温度为850～900℃，淬火时间2.8～3.2小时；再进行回火，回火温度为150～200℃，回火时间1.8～2.2小时，然后冷却到室温，得到粉末冶金传动齿轮；所述配方比例的各组分原料的重量百分比为：镍1％～5％，铜1％～3％，钼0.5％～2％，石墨0.5％～0.9％，润滑剂0.6％～0.9％，切削剂0.3％～0.5％，其余为铁。
性能测试：
实施例1-5和对比例制得的粉末冶金齿轮性能测试结果如下表所示：
| 齿部抗压力(N) | 齿部HRC | 24小时盐雾试验 | |
| 实施例1 | 5920 | ≥30 | 无红锈出现 |
| 实施例2 | 5978 | ≥30 | 无红锈出现 |
| 实施例3 | 5925 | ≥30 | 无红锈出现 |
| 实施例4 | 6002 | ≥30 | 无红锈出现 |
| 实施例5 | 6015 | ≥30 | 无红锈出现 |
| 对比例 | 4625 | ≥30 | 有部分红锈出现 |
从上表中可以看出：实施例1-5制得的粉末冶金齿轮齿部抗压力在5920-6015N之间，齿部HRC均≥30，24小时盐雾试验后无红锈出现；而对比例制得的粉末冶金齿轮齿部抗压力为4625N，24小时盐雾试验后出现部分红锈。由此可知，本发明制得的粉末冶金齿轮由于组分之间的协同作用，在齿部HRC高的同时，能够提高抗压和耐盐雾性能，制备工艺简单，具有良好的市场前景。
Claims (6)
1.一种粉末冶金齿轮，其特征在于，由以下质量份的组分组成：镍粉12-24份、铜粉1-13份、铝粉5-15份、锆英砂2-10份、锌粉8-19份、三氧化二铝4-11份、铁粉35-51份、硼粉3-10份、草酸钙2-16份。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金齿轮，其特征在于，由以下质量份的组分组成：镍粉15-22份、铜粉4-11份、铝粉7-12份、锆英砂5-9份、锌粉10-16份、三氧化二铝7-10份、铁粉38-46份、硼粉4-8份、草酸钙5-13份。
3.根据权利要求1所述的粉末冶金齿轮，其特征在于，由以下质量份的组分组成：镍粉19份、铜粉8份、铝粉9份、锆英砂6份、锌粉13份、三氧化二铝8份、铁粉42份、硼粉6份、草酸钙10份。
4.权利要求1至3任何一项所述的粉末冶金齿轮的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按上述质量份，镍粉、铜粉、铝粉、锆英砂、锌粉、三氧化二铝、铁粉、硼粉、草酸钙粉碎后混合均匀，过筛，得到混合料；
（2）将步骤（1）所得混合料采用粉末冶金双向浮动压制工艺，单位压制压力为550-800MPa，压制成型得到毛坯；
（3）将步骤（2）所得毛坯烧结至1100-1300℃，保温2-4h后取出，随炉冷却后即得所述粉末冶金齿轮。
5.根据权利要求4所述的粉末冶金齿轮的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）过筛过程中采用80-150目筛网。
6.根据权利要求4所述的粉末冶金齿轮的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）烧结过程中烧结压力为8-11Kg/cm2。
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