一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法，屬于粉末冶金齒輪【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的生產(chǎn)方法包括，步驟一：結(jié)合劑和粉末冶金基料制備；步驟二：混合攪拌；步驟三：壓制成形；步驟四：高溫?zé)Y(jié)；步驟五：齒輪熱處理；本發(fā)明加工的齒輪本體的中心處開設(shè)有軸孔，軸孔設(shè)置為倒錐形，且軸孔上開設(shè)有鍵槽，該齒輪本體的軸孔的周圍均勻分布有通孔。本發(fā)明的由于軸孔設(shè)置為倒錐形，軸孔孔徑由上端面至下端面逐漸減小，使得齒輪在與軸進(jìn)行裝配時(shí)簡(jiǎn)單方便，且通過(guò)特定的加工工藝，創(chuàng)造性的成分配比，使得生產(chǎn)的齒輪齒面硬度、強(qiáng)度得到提高。
【專利說(shuō)明】一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉末冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粉末冶金通過(guò)一次成形和精整工藝，不需要其他后處理工藝，可以完全達(dá)到尺寸精度要求。粉末冶金齒輪能夠以與制品形狀極其相近的形狀生產(chǎn)要求高尺寸精度、復(fù)雜的形狀的部件，能夠大幅度地減少切削成本。
[0003]一般而言，向鐵基粉末中混合石墨粉等合金用粉末和硬脂酸、硬脂酸鋅等潤(rùn)滑劑粉末而形成鐵基粉末混合粉體后，將該鐵基粉末混合粉體填充到金屬模具，加壓成形而制造粉末冶金用鐵基粉末成形體。其中，鐵基粉末根據(jù)成分可分為鐵粉、合金鋼粉等。并且，鐵基粉末根據(jù)制造方法還可分為霧化鐵粉、還原鐵粉等。
[0004]鐵基粉末成形體的密度一般為6.6-7.lmg/m3。對(duì)于這些鐵基粉末成形體進(jìn)一步實(shí)施燒結(jié)處理而形成燒結(jié)體，并且根據(jù)需要實(shí)施精整、切削加工而形成粉末冶金制品。
[0005]齒輪是輪緣上有齒能連續(xù)嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)械元件，是能互相嚙合的有齒的機(jī)械零件，齒輪通過(guò)與其它齒狀機(jī)械零件傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)改變轉(zhuǎn)速與扭矩、改變運(yùn)動(dòng)方向和改變運(yùn)動(dòng)形式等功能。目前齒輪傳動(dòng)已成為應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)方式。但是，現(xiàn)有的齒輪在與齒輪軸進(jìn)行裝配時(shí)，必須要將齒輪軸放的很正的才能進(jìn)行裝配，使得裝配困難；而且，現(xiàn)有齒輪的軸孔與齒圈間的部分為實(shí)心結(jié)構(gòu)，因此齒輪的重量較大，用料也較多，成本較高，此問(wèn)題有待解決。在齒輪制造領(lǐng)域，粉末冶金法制造齒輪是一種高效、精密、靈活的金屬加工工藝，適于大批量低成本生產(chǎn)高強(qiáng)度、高精度公差的齒輪。大大減少了傳統(tǒng)鋼材機(jī)加工所導(dǎo)致的質(zhì)量、性能差的不足。
[0006]但是，現(xiàn)有的粉末冶金零件，由于配方不夠完善、混料不均勻，導(dǎo)致壓制成的生坯的不均勻，通過(guò)熱處理所得的零件的整體密度不均勻，耐磨性、強(qiáng)度和硬度較差，達(dá)不到使用的目標(biāo)，該一系列的問(wèn)題亟待解決。
[0007]經(jīng)專利檢索，已有相關(guān)的技術(shù)方案公開。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201310107609.4，申請(qǐng)公布日為:2013-07-31，發(fā)明創(chuàng)造的名稱為:一種粉末冶金雙聯(lián)齒輪，由下列重量份的粉末原料壓制而成:鐵粉100、銅粉1.8-2.0、鑰粉0.5-0.8、釩粉0.1-0.3、鎳粉0.8-1.2、石墨粉0.5-0.8、改性樹木灰燼0.1-0.3、稀土硅鐵合金0.2-0.6、硬脂酸鋅0.1-0.3、乙撐雙硬脂酸酰胺 0.1-0.2、二硫化鑰 0.1-0.3、三氧化二鋁 0.2-0.4、氮化硼 0.2-0.4、LiF0.4-0.5 ;該申請(qǐng)案雖然提高了粉末冶金齒輪的耐磨性，具有硬度高、切削性好，耐腐蝕的性能，但是該申請(qǐng)案生產(chǎn)的齒輪成本較高，沒(méi)有資源化應(yīng)用工業(yè)廢棄物，有待進(jìn)一步降低成本。
[0008]此外，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201210493191.0,申請(qǐng)公布日為:2013-03_27，發(fā)明創(chuàng)造的名稱為:一種粉末冶金齒輪，其組成按重量百分比包括，0.5-1.0 %的碳、1.0-1.2%的銅、0.3-0.5%的錳、0.3-0.5%的鉻、0.1-0.3%的硼、0.5-1.0 %的硬脂酸鋅，余量為鐵；該申請(qǐng)案雖然提高了生產(chǎn)效率、節(jié)省材料，但其生產(chǎn)的齒輪的強(qiáng)度和硬度有待提高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0010]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有的粉末冶金齒輪的不易裝配、耐磨性、強(qiáng)度和硬度較差的不足，提供了一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法，該粉末冶金齒輪，不但將冶金行業(yè)的廢棄物重新利用，而且通過(guò)特定的成分配比和處理，使得生產(chǎn)得到的粉末冶金齒輪的性能得到了改善，而且便于裝配，節(jié)省原料。
[0011]2.技術(shù)方案
[0012]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0013]本發(fā)明的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法，其步驟為:
[0014]步驟一:結(jié)合劑和粉末冶金基料制備；
[0015]步驟二:混合攪拌；
[0016]步驟三:壓制成形；
[0017]步驟四:高溫?zé)Y(jié)；
[0018]步驟五:齒輪熱處理。
[0019]更進(jìn)一步地，其具體的生產(chǎn)方法如下:
[0020]步驟一:結(jié)合劑和粉末冶金基料制備
[0021](I)結(jié)合劑制備
[0022]按質(zhì)量比稱取聚乙二醇1-2份、糠醇樹脂2-3份、羥丙基甲基纖維素1-2份、浙青I份、淀粉1_3份、酌.醒樹脂3-4份、蘇州土 1-2份和環(huán)燒酸鈷I份加入到攪拌機(jī)中，并在35-40°C溫度下攪拌混合40min,攪拌速度為180r/min,混合均勻即得結(jié)合劑；
[0023](2)粉末冶金基料制備
[0024](A)按質(zhì)量比稱取硬脂酸鋅2-4份、燒結(jié)礦3-5份和合金粉230-250份加入攪拌機(jī)中，攪拌40min,攪拌速度為250r/min,混合均勻得混合物A ；
[0025](B)按質(zhì)量比稱取碳粉2份、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣4-6份、瓦斯灰6_8份、廢棄砼1_2份和硼砂2-3份加入攪拌機(jī)中，攪拌30min,攪拌速度為200r/min,混合均勻得混合物B ；
[0026](C)將步驟⑷中得到的混合物A與步驟⑶中得到的混合物B，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，即得粉末冶金基料；
[0027]步驟二:混合攪拌
[0028]將步驟一得到的結(jié)合劑加入到粉末冶金基料中，其中:粉末冶金基料與結(jié)合劑的質(zhì)量比為200: 3.0，在攪拌機(jī)內(nèi)充分混合，混合均勻后即得到粉末冶金混合料；
[0029]步驟三:壓制成形
[0030]將步驟二混合好的粉末冶金混合料放入壓機(jī)，由壓機(jī)完成將所述混合料末送入預(yù)設(shè)的產(chǎn)品模具，并在500MPa壓力下壓制成生坯件，壓制成形的齒輪本體的中心處開設(shè)有軸孔，軸孔設(shè)置為倒錐形，且軸孔上開設(shè)有鍵槽，所述的齒輪本體的軸孔的周圍均勻分布有通孔；
[0031]步驟四:高溫?zé)Y(jié)
[0032]將步驟三壓制成形的生坯件放在燒結(jié)爐中，在氫氣和氮?dú)饣旌蠚怏w的保護(hù)氣氛中；先在500-600°C下，預(yù)燒結(jié)30-50min ;而后:
[0033](I)首先，從 500_600°C升溫至 700°C，并保溫 30min ；
[0034](2)其二，從 700°C升溫至 900°C，并保溫 1min ；
[0035](3)其三，從 900°C升溫至 1050°C，并保溫 15min ；
[0036](4)最后，從1050°C升溫至1250°C，并在此溫度下燒結(jié)120_140min ；
[0037]步驟五:齒輪熱處理
[0038](I)淬火:將上步得到的工件進(jìn)行淬火；
[0039](2)升溫:將淬火后的工件升溫至920°C，并保溫50min ；
[0040](3)回火:將升溫后的工件進(jìn)行回火,回火保溫時(shí)間70min ；
[0041](4)滲碳:將回火后工件在滲碳爐中850°C碳氮?dú)夥障鹿矟B60min，而后冷卻至120°C，保溫180min ;最后冷卻至室溫，精加工，即得成品。
[0042]更進(jìn)一步地，所述的燒結(jié)礦和瓦斯灰的平均粒徑為30-40微米。
[0043]更進(jìn)一步地,所述的轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬洛的平均粒徑為0.2-1.0_。
[0044]3.有益效果
[0045]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0046]本發(fā)明的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法，由于軸孔設(shè)置為倒錐形，軸孔孔徑由上端面至下端面逐漸減小，使得齒輪在與軸進(jìn)行裝配時(shí)簡(jiǎn)單方便，降低了裝備難度，且軸孔上開設(shè)有鍵槽，便于將齒輪定位在軸上，防止齒輪發(fā)生偏移，另外，齒輪本體的軸孔的均勻分布有通孔，即節(jié)省原料，也減小齒輪自身重量；此外，本發(fā)明混合料時(shí)分步混合，使得混合料的密度和成分更均勻，并通過(guò)合理的燒結(jié)、熱處理，使得粉末冶金齒輪的強(qiáng)度和硬度都得到了提高，另外，將廢棄的轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣、瓦斯灰和廢棄砼作為粉末冶金齒輪的特定組分使用，資源化利用了冶金廢棄物；
[0047]本發(fā)明通過(guò)創(chuàng)造性的組分配比，使得生產(chǎn)的齒輪齒面硬度高、強(qiáng)度大，耐磨性得到提高，且適于大批量快速生產(chǎn)高性能齒輪。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0048]圖1為本發(fā)明的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖2為本發(fā)明的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖3為本發(fā)明的生產(chǎn)方法的流程圖。
[0051]示意圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0052]1、齒輪本體；2、軸孔；3、鍵槽；4、通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0053]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0054]實(shí)施例1
[0055]結(jié)合圖1、圖2和圖3，本實(shí)施例的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪，齒輪本體I的中心處開設(shè)有軸孔2，軸孔2設(shè)置為倒錐形，軸孔2孔徑由上端面至下端面逐漸減小，使得齒輪在與軸進(jìn)行裝配時(shí)簡(jiǎn)單方便，降低了裝備難度，且軸孔2上開設(shè)有鍵槽3，便于將齒輪定位在軸上，防止齒輪發(fā)生偏移；另外，齒輪本體I的軸孔2的周圍均勻分布有通孔4，通孔4位于齒輪的軸孔2與齒圈之間，即節(jié)省原料，也減小齒輪自身重量。
[0056]本實(shí)施例的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪是由結(jié)合劑和粉末冶金基料制成，其中:結(jié)合劑各組分按如下質(zhì)量份組成:聚乙二醇1kg，糠醇樹脂2kg，羥丙基甲級(jí)纖維素Ikg,浙青Ikg,淀粉2kg,酹醒樹脂3kg,蘇州土 Ikg,環(huán)燒酸鈷1kg。
[0057]本發(fā)明的粉末冶金基料各組分按如下質(zhì)量份組成:硬脂酸鋅3kg，燒結(jié)礦4kg，合金粉240kg,碳粉2kg,轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬洛5kg,瓦斯灰7kg,廢棄輪1kg,硼砂2kg。
[0058]值得說(shuō)明的是，聚乙二醇為PEG-3000，分子量在2700至3300之間，熔點(diǎn)為51-53°C，常溫下為乳白色固體粉末；上述的羥丙基甲基纖維素又稱為羥丙甲纖維素，是非離子型纖維素醚，常溫時(shí)為白色的粉末狀，采用高度純凈的棉纖維素作為原料，在堿性條件下醚化而制得，且羥丙基甲基纖維素加入到200目篩的通過(guò)率為80%。
[0059]另外，本實(shí)施例的淀粉為馬鈴薯淀粉、酯化淀粉和小麥淀粉的混合物，其中各組分的質(zhì)量百分含量為:馬鈴薯淀粉:28.9 %，酯化淀粉:37.7 %，小麥淀粉:33.4%，且馬鈴薯淀粉、酯化淀粉和小麥淀粉加入到200目篩的通過(guò)率為75%。本實(shí)施例中的蘇州土為中低溫?zé)嵋何g變殘余型高嶺土，其成分的質(zhì)量百分含量為=Al2O3:38.8%, S12:46.5%，其余雜質(zhì):14.7!%。
[0060]所述的燒結(jié)礦為燒結(jié)礦篩分時(shí)篩下的細(xì)料，并將細(xì)料細(xì)磨，其成分的質(zhì)量百分含量為:TFe:56.5%, FeO:9.1%, CaO:9.8%, S12:8.4 %, MgO: 1.5 %, Al2O3:1.1%, S:
0.05%,其余為不可避免的雜質(zhì)。
[0061]本實(shí)施例的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪，所采用的合金粉成分的質(zhì)量百分含量為:鐵粉:95.8 %，銅粉:1.39 %，鎳粉:0.85 %，鑰粉:0.72 %，鋁粉:0.74 %，鉻粉:
0.25%，鈦粉:0.25% ;本發(fā)明的上述的轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣是轉(zhuǎn)爐渣在風(fēng)淬工位，液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣從渣罐車的中間罐流出，通過(guò)拉瓦爾噴嘴噴出的空氣吹散，將轉(zhuǎn)爐渣破碎成顆粒狀，同時(shí)在罩式鍋爐內(nèi)捕集的渣粒，所述的轉(zhuǎn)爐渣的粒徑為0.2-1.0mm，且是由不同粒徑的轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣組成，其質(zhì)量百分比組成如下:20%^ 0.2-0.5mm，50% 的 0.5-0.8mm，30% 的 0.8-1.0mm0
[0062]本實(shí)施例所采用的酚醛樹脂即為電木。另外，煉鐵高爐的煤氣除塵系統(tǒng)由重力除塵和精細(xì)除塵兩段組成，本實(shí)施例所采用的瓦斯灰是第二段精細(xì)除塵器中，干式除塵得到的干式細(xì)粒粉塵。上述的廢棄砼即為廢棄的混泥土。
[0063]本實(shí)施例的燒結(jié)礦和瓦斯灰分別在研磨機(jī)中研磨成平均粒徑為30-40微米的粉末。
[0064]本發(fā)明的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法，其步驟為:
[0065]步驟一:結(jié)合劑和粉末冶金基料制備
[0066](I)結(jié)合劑制備
[0067]按質(zhì)量比稱取聚乙二醇1kg、糠醇樹脂2kg、羥丙基甲級(jí)纖維素1kg、浙青1kg、淀粉2kg、酚醛樹脂3kg、蘇州土 Ikg和環(huán)烷酸鈷Ikg加入到攪拌機(jī)中，并在38°C溫度下攪拌混合40min，攪拌速度為180r/min，混合均勻即得結(jié)合劑；
[0068](2)粉末冶金基料制備
[0069](A)按質(zhì)量比稱取硬脂酸鋅3kg、燒結(jié)礦4kg和合金粉240kg加入攪拌機(jī)中，攪拌40min,攪拌速度為250r/min,混合均勻得混合物A ；
[0070](B)按質(zhì)量比稱取碳粉2kg、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬洛5kg、瓦斯灰7kg、廢棄輪Ikg和硼砂2kg加入攪拌機(jī)中，攪拌30min,攪拌速度為200r/min,混合均勻得混合物B ；
[0071](C)將步驟(A)中得到的混合物A與步驟(B)中得到的混合物B，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，即得粉末冶金基料；
[0072]步驟二:混合攪拌
[0073]將步驟一得到的結(jié)合劑加入到粉末冶金基料中，其中:粉末冶金基料與結(jié)合劑的質(zhì)量比為200: 2.5，在攪拌機(jī)內(nèi)充分混合，混合均勻后即得到粉末冶金混合料；
[0074]步驟三:壓制成形
[0075]將步驟二混合好的粉末冶金混合料放入壓機(jī)，由壓機(jī)完成將所述混合料末送入預(yù)設(shè)的產(chǎn)品模具，并在500MPa壓力下壓制成生坯件，壓制成形的齒輪本體I的中心處開設(shè)有軸孔2，軸孔2設(shè)置為倒錐形，且軸孔2上開設(shè)有鍵槽3，所述的齒輪本體I的軸孔2的周圍均勻分布有通孔4;
[0076]步驟四:高溫?zé)Y(jié)
[0077]將步驟三壓制成形的生坯件放在燒結(jié)爐中，在氫氣和氮?dú)饣旌蠚怏w的保護(hù)氣氛中，其中氫氣占混合氣體的3%，氮?dú)庹蓟旌蠚怏w的97% ;先在550°C下，預(yù)燒結(jié)40min ;而后:
[0078](I)首先，以升溫速率10°C /min，從550°C升溫至700°C，并保溫30min ；
[0079](2)其二，以升溫速率20°C /min，從700°C升溫至900°C，并保溫1min ；
[0080](3)其三，以升溫速率25°C /min，從900°C升溫至1050°C，并保溫15min ；
[0081](4)最后，以升溫速率15°C /min,從1050°C升溫至1250°C，并在此溫度下燒結(jié)130min ；
[0082]步驟五:齒輪熱處理
[0083](I)淬火:將上步得到的工件進(jìn)行淬火，淬火溫度為820°C，淬火時(shí)間40min ；
[0084](2)升溫:將淬火后的工件先以10°C /min的升溫速率升溫至900°C，保溫30min，再以5°C /min的升溫速率升溫至920°C，并保溫50min ；
[0085](3)回火:將升溫后的工件進(jìn)行回火，回火溫度為220°C,回火保溫時(shí)間70min ；
[0086](4)滲碳:將回火后工件在滲碳爐中850°C碳氮?dú)夥障鹿矟B60min，而后冷卻至120°C，保溫180min ;最后冷卻至室溫，精加工，即得成品。
[0087]實(shí)施例2
[0088]本實(shí)施例的基本內(nèi)容同實(shí)施例1，其不同之處在于:結(jié)合劑各組分按如下質(zhì)量份組成:聚乙二醇2kg，糠醇樹脂3kg，羥丙基甲基纖維素2kg，浙青1kg，淀粉3kg，酚醛樹脂4kg,蘇州土 2kg,環(huán)燒酸鈷1kg。
[0089]本發(fā)明的粉末冶金基料各組分按如下質(zhì)量份組成:硬脂酸鋅4kg，燒結(jié)礦5kg，合金粉250kg,碳粉2kg,轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬洛6kg,瓦斯灰8kg,廢棄輪2kg,硼砂3kg。
[0090]本發(fā)明的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法，其步驟為:
[0091]步驟一:結(jié)合劑和粉末冶金基料制備
[0092](I)結(jié)合劑制備
[0093]按質(zhì)量比稱取聚乙二醇2kg、糠醇樹脂3kg、羥丙基甲基纖維素2kg、浙青l(xiāng)kg、淀粉3kg、酚醛樹脂4kg、蘇州土 2kg和環(huán)烷酸鈷Ikg加入到攪拌機(jī)中，并在40°C溫度下攪拌混合40min，攪拌速度為180r/min，混合均勻即得結(jié)合劑；
[0094](2)粉末冶金基料制備
[0095](A)按質(zhì)量比稱取硬脂酸鋅4kg、燒結(jié)礦5kg和合金粉250kg加入攪拌機(jī)中，攪拌40min,攪拌速度為250r/min,混合均勻得混合物A ；
[0096](B)按質(zhì)量比稱取碳粉2kg、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬洛6kg、瓦斯灰8kg、廢棄輪2kg和硼砂3kg加入攪拌機(jī)中，攪拌30min,攪拌速度為200r/min,混合均勻得混合物B ；
[0097](C)將步驟⑷中得到的混合物A與步驟⑶中得到的混合物B，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，即得粉末冶金基料；
[0098]步驟二:混合攪拌
[0099]將步驟一得到的結(jié)合劑加入到粉末冶金基料中，其中:粉末冶金基料與結(jié)合劑的質(zhì)量比為200: 3.0，在攪拌機(jī)內(nèi)充分混合，混合均勻后即得到粉末冶金混合料；
[0100]步驟三:壓制成形
[0101]將步驟二混合好的粉末冶金混合料放入壓機(jī)，由壓機(jī)完成將所述混合料末送入預(yù)設(shè)的產(chǎn)品模具，并在500MPa壓力下壓制成生坯件，壓制成形的齒輪本體I的中心處開設(shè)有軸孔2，軸孔2設(shè)置為倒錐形，且軸孔2上開設(shè)有鍵槽3，所述的齒輪本體I的軸孔2的周圍均勻分布有通孔4 ；
[0102]步驟四:高溫?zé)Y(jié)
[0103]將步驟三壓制成形的生坯件放在燒結(jié)爐中，在氫氣和氮?dú)饣旌蠚怏w的保護(hù)氣氛中，其中氫氣占混合氣體的3%，氮?dú)庹蓟旌蠚怏w的97% ;先在600°C下，預(yù)燒結(jié)30min ;而后:
[0104](I)首先，以升溫速率10°C /min，從600°C升溫至700°C，并保溫30min ；
[0105](2)其二，以升溫速率20°C /min，從700°C升溫至900°C，并保溫1min ；
[0106](3)其三，以升溫速率25°C /min，從900°C升溫至1050°C，并保溫15min ；
[0107](4)最后，以升溫速率15°C /min,從1050°C升溫至1250°C，并在此溫度下燒結(jié)120min ；
[0108]步驟五:齒輪熱處理
[0109](I)淬火:將上步得到的工件進(jìn)行淬火，淬火溫度為820°C，淬火時(shí)間40min ；
[0110](2)升溫:將淬火后的工件先以10°C /min的升溫速率升溫至900°C，保溫30min，再以5°C /min的升溫速率升溫至920°C，并保溫50min ；
[0111](3)回火:將升溫后的工件進(jìn)行回火,回火溫度為220°C,回火保溫時(shí)間70min ；
[0112](4)滲碳:將回火后工件在滲碳爐中850°C碳氮?dú)夥障鹿矟B60min，而后冷卻至120°C，保溫180min ;最后冷卻至室溫，精加工，即得成品。
[0113]實(shí)施例3
[0114]本實(shí)施例的基本內(nèi)容同實(shí)施例1，其不同之處在于:結(jié)合劑各組分按如下質(zhì)量份組成:聚乙二醇1kg，糠醇樹脂2kg，羥丙基甲基纖維素1kg，浙青1kg，淀粉1kg，酚醛樹脂3kg,蘇州土 Ikg,環(huán)燒酸鈷lkg。
[0115]本發(fā)明的粉末冶金基料各組分按如下質(zhì)量份組成:硬脂酸鋅2kg，燒結(jié)礦3kg，合金粉230kg,碳粉2kg,轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬洛4kg,瓦斯灰6kg,廢棄輪lkg,硼砂2kg。
[0116]本發(fā)明的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法，其步驟為:
[0117]步驟一:結(jié)合劑和粉末冶金基料制備
[0118](I)結(jié)合劑制備
[0119]按質(zhì)量比稱取聚乙二醇lkg、糠醇樹脂2kg、羥丙基甲基纖維素lkg、浙青l(xiāng)kg、淀粉lkg、酚醛樹脂3kg、蘇州土 Ikg和環(huán)烷酸鈷Ikg加入到攪拌機(jī)中，并在35°C溫度下攪拌混合40min，攪拌速度為180r/min，混合均勻即得結(jié)合劑；
[0120](2)粉末冶金基料制備
[0121](A)按質(zhì)量比稱取硬脂酸鋅2kg、燒結(jié)礦3kg和合金粉230kg加入攪拌機(jī)中，攪拌40min,攪拌速度為250r/min,混合均勻得混合物A ；
[0122](B)按質(zhì)量比稱取碳粉2kg、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬洛4kg、瓦斯灰6kg、廢棄輪Ikg和硼砂2kg加入攪拌機(jī)中，攪拌30min,攪拌速度為200r/min,混合均勻得混合物B ；
[0123](C)將步驟⑷中得到的混合物A與步驟⑶中得到的混合物B，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，即得粉末冶金基料；
[0124]步驟二:混合攪拌
[0125]將步驟一得到的結(jié)合劑加入到粉末冶金基料中，其中:粉末冶金基料與結(jié)合劑的質(zhì)量比為200: 2.0，在攪拌機(jī)內(nèi)充分混合，混合均勻后即得到粉末冶金混合料；
[0126]步驟三:壓制成形
[0127]將步驟一混合好的粉末冶金混合料放入壓機(jī)，由壓機(jī)完成將所述混合料末送入預(yù)設(shè)的產(chǎn)品模具，并在500MPa壓力下壓制成生坯件，壓制成形的齒輪本體I的中心處開設(shè)有軸孔2，軸孔2設(shè)置為倒錐形，且軸孔2上開設(shè)有鍵槽3，所述的齒輪本體I的軸孔2的周圍均勻分布有通孔4;
[0128]步驟四:高溫?zé)Y(jié)
[0129]將步驟三壓制成形的生坯件放在燒結(jié)爐中，在氫氣和氮?dú)饣旌蠚怏w的保護(hù)氣氛中，其中氫氣占混合氣體的3%，氮?dú)庹蓟旌蠚怏w的97% ;先在500°C下，預(yù)燒結(jié)50min ;而后:
[0130](I)首先，以升溫速率10°C /min，從500°C升溫至700°C，并保溫30min ；
[0131](2)其二，以升溫速率20°C /min，從700°C升溫至900°C，并保溫1min ；
[0132](3)其三，以升溫速率25°C /min，從900°C升溫至1050°C，并保溫15min ；
[0133](4)最后，以升溫速率15°C /min,從1050°C升溫至1250°C，并在此溫度下燒結(jié)120min ；
[0134]步驟五:齒輪熱處理
[0135](I)淬火:將上步得到的工件進(jìn)行淬火，淬火溫度為820°C，淬火時(shí)間40min ；
[0136](2)升溫:將淬火后的工件先以10°C /min的升溫速率升溫至900°C，保溫30min，再以5°C /min的升溫速率升溫至920°C，并保溫50min ；
[0137](3)回火:將升溫后的工件進(jìn)行回火,回火溫度為220°C,回火保溫時(shí)間70min ；
[0138](4)滲碳:將回火后工件在滲碳爐中850°C碳氮?dú)夥障鹿矟B60min，而后冷卻至120°C，保溫180min ;最后冷卻至室溫，精加工，即得成品。
[0139]表I為實(shí)施例1-3制得的粉末冶金齒輪的性能檢測(cè)，并與市售的粉末冶金齒輪進(jìn)行性能對(duì)比。通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明生產(chǎn)的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪，齒面硬度、抗彎曲疲勞強(qiáng)度均超過(guò)市售的粉末冶金齒輪；另外本發(fā)明的粉末冶金齒輪的耐磨性得到提高，將廢棄的轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣、瓦斯灰和廢棄砼作為粉末冶金齒輪的特定組分使用，資源化利用了工業(yè)廢棄物。
[0140]表I實(shí)施例1-3制得的粉末冶金齒輪的性能檢測(cè)及性能對(duì)比
[0141]
j抗彎曲疲勞強(qiáng)度(Kgf)~j硬度(HRC)
實(shí)施例1 95374
實(shí)施例2 930Tl
實(shí)施例3 91173
市售 600-80058-68
[0142]本實(shí)施例的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪，軸孔2設(shè)置為倒錐形，軸孔2孔徑由上端面至下端面逐漸減小，使得齒輪在與軸進(jìn)行裝配時(shí)簡(jiǎn)單方便，降低了裝備難度，且軸孔2上開設(shè)有鍵槽3，便于將齒輪定位在軸上，防止齒輪發(fā)生偏移，另外，齒輪本體I的軸孔2的周圍均勻分布有通孔4，既節(jié)省原料，也減小齒輪自身重量。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法，其步驟為: 步驟一:結(jié)合劑和粉末冶金基料制備； 步驟二:混合攪拌； 步驟三:壓制成形； 步驟四:高溫?zé)Y(jié)； 步驟五:齒輪熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法，其具體的生產(chǎn)方法如下: 步驟一:結(jié)合劑和粉末冶金基料制備 (1)結(jié)合劑制備 按質(zhì)量比稱取聚乙二醇1-2份、糠醇樹脂2-3份、羥丙基甲基纖維素1-2份、浙青I份、淀粉1_3份、酌.醒樹脂3-4份、蘇州土 1-2份和環(huán)燒酸鈷I份加入到攪拌機(jī)中，并在35-40°C溫度下攪拌混合40min,攪拌速度為180r/min,混合均勻即得結(jié)合劑； (2)粉末冶金基料制備 (A)按質(zhì)量比稱取硬脂酸鋅2-4份、燒結(jié)礦3-5份和合金粉230-250份加入攪拌機(jī)中，攪拌40min,攪拌速度為250r/min,混合均勻得混合物A ； (B)按質(zhì)量比稱取碳粉2份、轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣4-6份、瓦斯灰6-8份、廢棄砼1-2份和硼砂2-3份加入攪拌機(jī)中，攪拌30min,攪拌速度為200r/min,混合均勻得混合物B ； (C)將步驟(A)中得到的混合物A與步驟(B)中得到的混合物B，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，即得粉末冶金基料； 步驟二:混合攪拌 將步驟一得到的結(jié)合劑加入到粉末冶金基料中，其中:粉末冶金基料與結(jié)合劑的質(zhì)量比為200: 3.0，在攪拌機(jī)內(nèi)充分混合，混合均勻后即得到粉末冶金混合料； 步驟三:壓制成形 將步驟二混合好的粉末冶金混合料放入壓機(jī)，由壓機(jī)完成將所述混合料末送入預(yù)設(shè)的產(chǎn)品模具，并在500MPa壓力下壓制成生坯件，壓制成形的齒輪本體(I)的中心處開設(shè)有軸孔(2)，的軸孔(2)設(shè)置為倒錐形，且軸孔(2)上開設(shè)有鍵槽(3)，所述的齒輪本體(I)的軸孔⑵的周圍均勻分布有通孔⑷； 步驟四:高溫?zé)Y(jié) 將步驟三壓制成形的生坯件放在燒結(jié)爐中，在氫氣和氮?dú)饣旌蠚怏w的保護(hù)氣氛中；先在500-600°C下，預(yù)燒結(jié)30-50min ;而后: (1)首先，從500-600°C升溫至700°C，并保溫30min； (2)其二，從700°C升溫至900°C，并保溫1min； (3)其三，從900°C升溫至1050°C，并保溫15min； (4)最后，從1050°C升溫至1250°C，并在此溫度下燒結(jié)120_140min； 步驟五:齒輪熱處理 (1)淬火:將上步得到的工件進(jìn)行淬火； (2)升溫:將淬火后的工件升溫至920°C，并保溫50min； (3)回火:將升溫后的工件進(jìn)行回火，回火保溫時(shí)間70min； (4)滲碳:將回火后工件在滲碳爐中850°C碳氮?dú)夥障鹿矟B60min，而后冷卻至120°C，保溫180min ;最后冷卻至室溫，精加工，即得成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的燒結(jié)礦和瓦斯灰的平均粒徑為30-40微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種便于裝配的高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)爐風(fēng)淬渣的平均粒徑為0.2-1.0mm。
【文檔編號(hào)】B22F3/16GK104174850SQ201410392558
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】吳雪健, 簡(jiǎn)秋生, 吳雯雯, 王海鵬, 端飛 申請(qǐng)人:吳雯雯