專利名稱:一種粉末冶金太陽齒輪及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及粉末冶金領(lǐng)域,具體涉及一種粉末冶金太陽齒輪及其制備方法。
背景技術(shù):
粉末冶金技術(shù),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。因此,粉末冶金制品作為各種機(jī)械、裝置的部件而利用在多方面?!愣?,向鐵基粉末中混合石墨粉等合金用粉末和硬脂酸、Cr粉等潤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(壓粉體)。其中,鐵基粉末根據(jù)成分可分為鐵粉(純鐵粉等)、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。鐵基粉末成形體的密度一般為6.6-7.1 mg/m3。對于這些鐵基粉末成形體進(jìn)一步實施燒結(jié)處理而形成燒結(jié)體,并且根據(jù)需要實施精整、切削加工而形成粉末冶金制品。需要提高拉伸強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度時,燒結(jié)后還實施滲碳熱處理、光亮熱處理。但是,現(xiàn)有的粉末冶金零件,由于配方中各種原料的比重不同,混合時很難保證混合均勻,導(dǎo)致壓制成的生坯的密度不均勻,通過熱處理,所得的零件的整體密度不均勻,導(dǎo)致各項力學(xué)性能不好
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種粉末冶金太陽齒輪及其制備方法,用特殊的原料配比和科學(xué)的工藝,生產(chǎn)出的的粉末冶金太陽齒輪具有耐磨性好,強(qiáng)度高、硬度高、切削性好,耐腐蝕、不易出現(xiàn)斷裂,使用壽命長的特點。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種粉末冶金太陽齒輪,其特征在于,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、Cr粉0.1_0.3、乙撐雙硬脂酸酰胺0.1-0.2、WS2
0.1-0.3、釔粉0.2-0.4、氮化硼0.2-0.4、硫化鑰0.4-0.5,所述的稀土硅鐵合金的的牌號為 FeSiRE23,粒度 5-20 mm。所述的粉末冶金太陽齒輪的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)首先將40-50%的基料鐵粉裝入高速混合機(jī)中,向其中加入基料鐵粉質(zhì)量0.3-0.6%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550,高速攪拌5-6分鐘,然后將銅粉、鑰粉、釩粉、鎳粉、石墨粉、改性樹木灰燼粉、Cr粉、乙撐雙硬脂酸酰胺和余下的鐵粉依次加入其中,邊高速混合邊加熱,當(dāng)溫度升到125-130°C時,在將配方中的其余組分全部加入其中,再繼續(xù)混合8-10分鐘,然后讓其冷卻,得到密度均勻的鐵基混合粉末;
(2)將步驟(I)獲得的鐵基混合粉末裝入模具中,在550-580Mpa壓力下壓制成形;
(3)壓制成形的生坯放在燒結(jié)爐中,在氫氣和氮氣混合氣體的保護(hù)氣氛中,首先在溫度為1000 1050°C,燒結(jié)時間為10-20分鐘,然后以10_20°C /分鐘的速度升高溫度到1150-1180°C,在此溫度下,再燒結(jié)10-15分鐘,然后冷卻降至室溫;
(4)熱處理壓制成形的生坯先在正火爐內(nèi)進(jìn)行正火處理,805 815°C下保溫1-2小時左右;取出后再進(jìn)行淬火處理,送入熱處理爐中加熱到650-700°C°C,并保溫2-3小時;然后,用淬火油冷卻,將淬火后的齒輪送入回火爐中加熱到500-520 V下進(jìn)行高溫回火處理,保溫1.5-2小時,再在155 165°C進(jìn)行低溫回火,保溫2_3小時;
(5)滲碳低溫回火后的粉末冶金太陽齒輪在滲碳爐中,在氣態(tài)的滲碳介質(zhì)中加熱到875-925°C,保溫處理3-5小時,冷卻至120°C,保溫5_8時,然后冷卻到室溫;
(6)蒸汽處理滲碳氮后的粉末冶金太陽齒輪送入蒸汽爐內(nèi),進(jìn)行蒸汽處理,蒸汽溫度600-700°C,保溫處理時間3-4小時,然后在200-250°C下保溫2_3小時,最后自然冷卻到室溫,即可。所述的粉末冶金太陽齒輪,其特征在于,所述的原料中各種金屬粉末的粒徑在200-400目范圍內(nèi)。所述的粉末冶金太陽齒輪的制備方法,其特征在于,所述的改性樹木灰燼粉通過以下方法制備而成:將樹木灰燼先用25%的鹽酸浸泡30-40分鐘,然后用堿液中和,再用去離子水沖洗去雜,再和用少量乙醇溶解稀釋NDZ-311鈦酸酯偶聯(lián)劑混合,NDZ-311鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為樹木灰燼重量·的1_2%,以噴霧形式加入高速混料機(jī)中,攪拌15-20min后出料,烘干研磨成300-400目粉末,得到改性樹木灰燼粉。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果:
1.本發(fā)明的粉末冶金太陽齒輪,進(jìn)行采用分步混合、保證了成品件的密度均勻一致,提高了太陽齒輪的綜合機(jī)械性能,加工時,在混合粉末料的工序中,首先用偶聯(lián)劑對部分鐵粉潤濕,然后再將合金粉和潤滑劑按比例添加到潤濕鐵粉中混合,最后在經(jīng)余下鐵粉加入其中,充分混合,所得的混合粉末在經(jīng)壓制、燒結(jié)、熱處理,表面處理,最后得到最終的產(chǎn)品,采用的粉末冶金加工工藝,大幅降低制造成本,提高了材料利用率和生產(chǎn)率。2.本發(fā)明的粉末冶金太陽齒輪,在原料配方中加入不同比例的金屬粉末,使得制備出的太陽齒輪達(dá)到高強(qiáng)度,高硬度和高耐磨的性能;在配方中添加適量的固體潤滑劑,增加了產(chǎn)品的自潤滑性能;添加了適量的釩粉、改性樹木灰燼粉,提高了產(chǎn)品的強(qiáng)度和耐磨性能和自潤滑性能。
具體實施例方式下面通過實施例,進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明,但是本發(fā)明不僅僅局限于以下實施例。實施例稱取下列原材料(kg)鐵粉100、銅粉1.9、鑰粉0.6、釩粉0.2、鎳粉1.0、石墨粉0.7、改性樹木灰燼0.2、稀土硅鐵合金0.5、Cr粉0.2、乙撐雙硬脂酸酰胺0.15、WS2
0.2、釔粉0.3、氮化硼0.3、硫化鑰0.45,所述的稀土硅鐵合金的的牌號為FeSiRE23,粒度
5-20 mm ,
制備方法,包括以下步驟:
(I)首先將40-50%的基料鐵粉裝入高速混合機(jī)中,向其中加入基料鐵粉質(zhì)量0.3-0.6%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550,高速攪拌5-6分鐘,然后將銅粉、鑰粉、釩粉、鎳粉、石墨粉、改性樹木灰燼粉、Cr粉、乙撐雙硬脂酸酰胺和余下的鐵粉依次加入其中,邊高速混合邊加熱,當(dāng)溫度升到125-130°C時,在將配方中的其余組分全部加入其中,再繼續(xù)混合8-10分鐘,然后讓其冷卻,得到密度均勻的鐵基混合粉末;
(2)將步驟(I)獲得的鐵基混合粉末裝入模具中,在550-580Mpa壓力下壓制成形;
(3)壓制成形的生坯放在燒結(jié)爐中,在氫氣和氮氣混合氣體的保護(hù)氣氛中,首先在溫度為1000 1050°C,燒結(jié)時間為10-20分鐘,然后以5_8°C /分鐘的速度升高溫度到1150-1180°C,在此溫度下,再燒結(jié)10-15分鐘,然后冷卻降至室溫,在進(jìn)行精加工;
(4)熱處理壓制成形的生坯先在正火爐內(nèi)進(jìn)行正火處理,805 815°C下保溫1-2小時左右;取出后再進(jìn)行淬火處理,送入熱處理爐中加熱到650-700°C°C,并保溫2-3小時;然后,用淬火油冷卻,將淬火后的齒輪送入回火爐中加熱到500-520°C下進(jìn)行高溫回火處理,保溫1.5-2小時,再在155 165°C進(jìn)行低溫回火,保溫2_3小時;
(5)滲碳低溫回火后的粉末冶金太陽齒輪在滲碳爐中,在氣態(tài)的滲碳介質(zhì)中加熱到875-925°C,保溫處理3-5小時,冷卻至120°C,保溫5_8時,然后冷卻到室溫;
(6)蒸汽處理滲碳氮氮后的粉末冶金太陽齒輪進(jìn)行蒸汽處理,蒸汽溫度600-700°C,處理時間3-4小時,然后在200-250°C下保溫2_3小時,最后自然冷卻到室溫,即可。原料中各種金屬粉末的粒徑在300-400目范圍內(nèi)。改性樹木灰燼粉通過以下方法制備而成:將樹木灰燼先用25%的鹽酸浸泡30-40分鐘,然后用堿液中和,再用去離子水沖洗去雜,再和用少量乙醇溶解稀釋NDZ-311鈦酸酯偶聯(lián)劑混合,NDZ-311鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為樹木灰燼重量的1_2%,以噴霧形式加入高速混料機(jī)中,攪拌15-20min后出料,烘干研磨成300-350粉末,得到改性樹木灰燼粉。本實施例制得的粉末冶金齒輪的性能檢測如下:
抗拉強(qiáng)度σ b (MPa): 790
屈服強(qiáng)度σ s (MPa): 485 伸長率 δ 5 (%): 16.6 斷面收縮率Ψ (%): 40。
權(quán)利要求
1.一種粉末冶金太陽齒輪,其特征在于,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、Cr粉0.1-0.3、乙撐雙硬脂酸酰胺0.1-0.2、WS20.1-0.3、釔粉0.2-0.4、氮化硼0.2-0.4、硫化鑰0.4-0.5,所述的稀土硅鐵合金的的牌號為 FeSiRE23,粒度 5-20 mm。
2.如權(quán)利要求1所述的粉末冶金太陽齒輪的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: (1)首先將40-50%的基料鐵粉裝入高速混合機(jī)中,向其中加入基料鐵粉質(zhì)量0.3-0.6%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550,高速攪拌5-6分鐘,然后將銅粉、鑰粉、釩粉、鎳粉、石墨粉、改性樹木灰燼粉、Cr粉、乙撐雙硬脂酸酰胺和余下的鐵粉依次加入其中,邊高速混合邊加熱,當(dāng)溫度升到125-130°C時,在將配方中的其余組分全部加入其中,再繼續(xù)混合8-10分鐘,然后讓其冷卻,得到密度均勻的鐵基混合粉末; (2)將步驟(I)獲得的鐵基混合粉末裝入模具中,在550-580Mpa壓力下壓制成形; (3)壓制成形的生坯放在燒結(jié)爐中,在氫氣和氮氣混合氣體的保護(hù)氣氛中,首先在溫度為1000 1050°C,燒結(jié)時間為10-20分鐘,然后以10_20°C /分鐘的速度升高溫度到1150-1180°C,在此溫度下,再燒結(jié)10-15分鐘,然后冷卻降至室溫; (4)熱處理燒結(jié)成形的齒輪先在正火爐內(nèi)進(jìn)行正火處理,805 815°C下保溫1-2小時左右;取出后再進(jìn)行淬火處理,送入熱處理爐中加熱到650-700°C°C,并保溫2-3小時;然后,用淬火油冷卻,將淬火后的齒輪送入回火爐中加熱到500-520°C下進(jìn)行高溫回火處理,保溫1.5-2小時,再在155 165°C進(jìn)行低溫回火,保溫2_3小時; (5)滲碳低溫回火后的粉末冶金太陽齒輪送入滲碳爐中,在氣態(tài)的滲碳介質(zhì)中加熱到875-925°C,保溫處理3-5小時,冷卻至120°C,保溫5_8時,然后冷卻到室溫; (6)蒸汽處理滲碳后的粉末冶金太陽齒輪送入蒸汽爐內(nèi),進(jìn)行蒸汽處理,蒸汽溫度600-700°C,保溫處理時間3-4小時,然后在200-250°C下保溫2_3小時,最后自然冷卻到室溫,即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金太陽齒輪,其特征在于,所述的原料中各種金屬粉末的粒徑在200-400目范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉末冶金太陽齒輪的制備方法,其特征在于,所述的改性樹木灰燼粉通過以下方法制備而成:將樹木灰燼先用25%的鹽酸浸泡30-40分鐘,然后用堿液中和,再用去離子水沖洗去雜,再和用少量乙醇溶解稀釋NDZ-311鈦酸酯偶聯(lián)劑混合,NDZ-311鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為樹木灰燼重量的1_2%,以噴霧形式加入高速混料機(jī)中,攪拌15-20min后出料,烘干研磨成300-400目粉末,得到改性樹木灰燼粉。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種粉末冶金太陽齒輪,由下列重量份的粉末原料壓制而成鐵粉100、銅粉1.8-2.0、鉬粉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、Cr粉0.1-0.3、乙撐雙硬脂酸酰胺0.1-0.2、WS20.1-0.3、釔粉0.2-0.4、氮化硼0.2-0.4、硫化鉬0.4-0.5。制備時先對粉末原料進(jìn)行分步混合,然后經(jīng)壓制、燒結(jié)、熱處理、表面處理后得到最終產(chǎn)品太陽齒輪,生產(chǎn)出的的粉末冶金太陽齒輪具有耐磨性好,強(qiáng)度高、硬度高、切削性好,耐腐蝕、不易出現(xiàn)斷裂,使用壽命長的特點。
文檔編號B22F1/00GK103231052SQ20131010761
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月30日
發(fā)明者丁邦順 申請人:安徽省恒宇粉末冶金有限公司