CN101474674A - 内螺旋齿轮的一种粉末冶金生产方法 - Google Patents

内螺旋齿轮的一种粉末冶金生产方法 Download PDF

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陈家军
官劲松
胡云峰
马华荣
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Abstract

本发明涉及内螺旋齿轮的一种粉末冶金生产方法，其包括以下步骤：1)按比例配制金属粉末原料；2)将配制完毕的金属粉末原料投入粉末挤压成形机的模具中旋转挤压成形，形成成形生坯；3)将成形生坯置于高温网带炉中进行烧结处理；4)将烧结品置于渗C炉中进行渗C处理。借助于上述粉末冶金生产方法生产内螺旋齿轮易于生产操作，利于节约成本，生产效率高，材料利用率高，产品精度高。

Description

内螺旋齿轮的一种粉末冶金生产方法
技术领域
本发明涉及内螺旋齿轮的一种粉末冶金生产方法。
背景技术
内螺旋齿轮的传统生产方法采用机加工制作，这种生产方法的缺点是效率低，成本高，材料利用率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供内螺旋齿轮的一种粉末冶金生产方法，该粉末冶金生产方法易于生产操作，利于节约成本，生产效率高，材料利用率高，产品精度高。
本发明包括以下步骤：1)按比例配制金属粉末原料；2)将配制完毕的金属粉末原料投入粉末挤压成形机的模具中旋转挤压成形，形成成形生坯；3)将成形生坯置于高温网带炉中进行烧结处理；4)将烧结品置于渗C炉中进行渗C处理。
优选地，按照以下比例配制金属粉末原料，Fe：86.0～98.0％(重量)、C：0～1.0％(重量)、Ni：1.0～7.0％(重量)、Mo：0～1.0％(重量)、Cu：1.0～5.0％(重量)。
优选地，在上述烧结过程中，成形生坯首先在高温网带炉中经过5～10分钟的预热，然后在1100～1300℃下保温20～45分钟，最后在保护气氛下逐步冷却至室温；烧结气氛的CO2含量控制在0.3～0.5％；预热阶段的温度区间是600～800℃。
优选地，在上述渗C处理过程中，烧结品在700～900℃下保温100～120分钟后，再经过淬火、回火处理。
与传统的机加工制作相比，本发明采用粉末冶金的旋转挤压方法制作内螺旋齿轮，该粉末冶金生产方法易于生产操作，利于节约成本，生产效率高，材料利用率高，产品精度高。
按照上述比例配制的金属粉末原料具有压制性能好，产品烧结后尺寸稳定，精度高，强度高，耐磨损等优点，成品具有与普通机加工金属零件同样的机械性能。
整个烧结过程经过预热、保温、冷却三个阶段；经过预热可去除为了方便压制生坯添加的润滑剂；坯体在接近融化状态经保温阶段后，完成金相组织生成，合金扩散化合等化学变化，最终形成真正意义上的金属零件。合理的烧结时间和烧结温度可保证坯体完成金相组织的生成及合金化。CO2的含量可保证坯体中的C含量能够足够参与金相组织生成及合金化。
经过渗C处理后，零件表层的含碳量提高，由此大大提高表层硬度，增强零件的抗磨损能力，能承受较大冲击载荷，有较好的防腐蚀性能，同时保持心部的良好韧性。
具体实施方式
实施例1
将86gFe，1gC，7gNi，1g Mo和5gCu的混合金属粉末原料投入粉末挤压成形机的模具中旋转挤压成形，形成一成形生坯；接下来，将上述成形生坯置于高温网带炉中烧结，成形生坯经过5分钟的预热阶段后，高温网带炉逐步升温至1100℃，在1100℃下保温20分钟，并在保护气氛下逐步冷却至室温；烧结气氛的CO2含量控制在0.3～0.5％；预热阶段的温度区间是600～800℃。最后，烧结品置于渗C炉中进行渗C处理，烧结品在700℃下保温100分钟后，再经过淬火、回火处理。
本实施例中产品的关键技术指标如下表所示：
 
分割密度 螺旋角 齿轮精度
6.80g/cm3 20° JIS7级
实施例2
将89gFe，0.75gC，5.5gNi，0.75g Mo和4gCu的混合金属粉末原料投入粉末挤压成形机的模具中旋转挤压成形，形成一成形生坯；接下来，将上述成形生坯置于高温网带炉中烧结，成形生坯经过6分钟的预热阶段后，高温网带炉逐步升温至1150℃，在1150℃下保温27分钟，并在保护气氛下逐步冷却至室温；烧结气氛的CO2含量控制在0.3～0.5％；预热阶段的温度区间是600～800℃。最后，烧结品置于渗C炉中进行渗C处理，烧结品在750℃下保温105分钟后，再经过淬火、回火处理。
本实施例中产品的关键技术指标如下表所示：
 
分割密度 螺旋角 齿轮精度
6.82g/cm3 20° JIS7级
实施例3
将92g Fe，0.5gC，4gNi，0.5g Mo和3gCu的混合金属粉末原料投入粉末挤压成形机的模具中旋转挤压成形，形成一成形生坯；接下来，将上述成形生坯置于高温网带炉中烧结，成形生坯经过7分钟的预热阶段后，高温网带炉逐步升温至1200℃，在1200℃下保温33分钟，并在保护气氛下逐步冷却至室温；烧结气氛的CO2含量控制在0.3～0.5％；预热阶段的温度区间是600～800℃。最后，烧结品置于渗C炉中进行渗C处理，烧结品在800℃下保温110分钟后，再经过淬火、回火处理。
本实施例中产品的关键技术指标如下表所示：
 
分割密度 螺旋角 齿轮精度
6.86g/cm3 20° JIS7级
实施例4
将95gFe，0.25gC，2.5gNi，0.25g Mo和2gCu的混合金属粉末原料投入粉末挤压成形机的模具中旋转挤压成形，形成一成形生坯；接下来，将上述成形生坯置于高温网带炉中烧结，成形生坯经过8分钟的预热阶段后，高温网带炉逐步升温至1250℃，在1250℃下保温40分钟，并在保护气氛下逐步冷却至室温；烧结气氛的CO2含量控制在0.3～0.5％；预热阶段的温度区间是600～800℃。最后，烧结品置于渗C炉中进行渗C处理，烧结品在850℃下保温115分钟后，再经过淬火、回火处理。
本实施例中产品的关键技术指标如下表所示：
 
分割密度 螺旋角 齿轮精度
6.90g/cm3 20° JIS7级
实施例5
将98g Fe，1gNi和1gCu的混合金属粉末原料投入粉末挤压成形机的模具中旋转挤压成形，形成一成形生坯；接下来，将上述成形生坯置于高温网带炉中烧结，成形生坯经过10分钟的预热阶段后，高温网带炉逐步升温至1300℃，在1300℃下保温45分钟，并在保护气氛下逐步冷却至室温；烧结气氛的CO2含量控制在0.3～0.5％；预热阶段的温度区间是600～800℃。最后，烧结品置于渗C炉中进行渗C处理，烧结品在900℃下保温120分钟后，再经过淬火、回火处理。
本实施例中产品的关键技术指标如下表所示：
 
分割密度 螺旋角 齿轮精度
6.88g/cm3 20° JIS7级

Claims (4)

1、内螺旋齿轮的一种粉末冶金生产方法，其特征在于包括以下步骤：
1)按比例配制金属粉末原料；
2)将配制完毕的金属粉末原料投入粉末挤压成形机的模具中旋转挤压成形，形成成形生坯；
3)将成形生坯置于高温网带炉中进行烧结处理；
4)将烧结品置于渗C炉中进行渗C处理。
2、根据权利要求1所述的内螺旋齿轮的一种粉末冶金生产方法，其特征在于：按照以下比例配制金属粉末原料，Fe：86.0～98.0％(重量)、C：0～1.0％(重量)、Ni：1.0～7.0％(重量)、Mo：0～1.0％(重量)、Cu：1.0～5.0％(重量)。
3、根据权利要求2所述的内螺旋齿轮的一种粉末冶金生产方法，其特征在于：在上述烧结过程中，成形生坯首先在高温网带炉中经过5～10分钟的预热，然后在1100～1300℃下保温20～45分钟，最后在保护气氛下逐步冷却至室温；烧结气氛的CO2含量控制在0.3～0.5％；预热阶段的温度区间是600～800℃。
4、根据权利要求2或3所述的内螺旋齿轮的一种粉末冶金生产方法，其特征在于：在上述渗C处理过程中，烧结品在700～900℃下保温100～120分钟后，再经过淬火、回火处理。
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