CN101856722B - 一种纳米晶镁合金粉末齿轮的制造方法 - Google Patents

一种纳米晶镁合金粉末齿轮的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101856722B
CN101856722B CN2010102056785A CN201010205678A CN101856722B CN 101856722 B CN101856722 B CN 101856722B CN 2010102056785 A CN2010102056785 A CN 2010102056785A CN 201010205678 A CN201010205678 A CN 201010205678A CN 101856722 B CN101856722 B CN 101856722B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnesium alloy
gear
nano
alloy powder
ball milling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010102056785A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101856722A (zh
Inventor
郭洪鑫
王辛
刘凯
王珩
穆祥贞
张银铃
周穆洁
阿衍学
郭宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HEILONGJIANG MACHINERY INDUSTRY INSTITUTE
Original Assignee
HEILONGJIANG MACHINERY INDUSTRY INSTITUTE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HEILONGJIANG MACHINERY INDUSTRY INSTITUTE filed Critical HEILONGJIANG MACHINERY INDUSTRY INSTITUTE
Priority to CN2010102056785A priority Critical patent/CN101856722B/zh
Publication of CN101856722A publication Critical patent/CN101856722A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101856722B publication Critical patent/CN101856722B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

一种纳米晶镁合金粉末齿轮的制造方法属于机械产品加工方法；在惰性气体的保护下，在室温环境中，采用机械球磨设备将镁合金直接细化成具有纳米晶结构的粉末；机械球磨时间80-100小时、球料比10∶1-30∶1、转速300-400转/分、惰性气体的压力为0.5-1MPa，生成物的晶粒尺寸60-150nm；将得到的镁合金粉末生成物置于齿轮模具中，采用热等静压技术压制成镁合金纳米晶粉末齿轮，其中热等静压压力为300-400MPa，保压时间10-30分钟，模具加热温度300-350℃，保温10-30分钟；镁合金作为最轻的金属工程材料，在航空航天、汽车等领域，具有极其重要的应用价值与广阔的应用前景。

Description

一种纳米晶镁合金粉末齿轮的制造方法
技术领域
本发明属于机械产品加工方法，主要涉及一种基于纳米晶镁合金粉末制造齿轮的方法。
背景技术
齿轮为机械传动系统中重要的零部件，具有传动效率高、结构紧凑、传动比稳定、工作可靠、等优点，使其应用广泛，一直是机械工业的重要基础件，但齿轮在应用过程中，常常出现一些问题，其中包括齿的磨损、齿形变形、齿的断裂，尤其是铸造齿轮，由于铸造合金的晶粒尺寸粗大、合金成分偏析，所以这类合金生产出来的齿轮性能差、不稳定，不能满足性能特定环境下使用性能的要求，而且常规材料制造的齿轮重量大，不能满足轻质的要求。对于镁合金齿轮，由于镁是密排六方晶体结构，常温下镁合金的滑移系较少，目前镁合金零件主要采用铸造方法成形，较少采用锻压、挤压、轧制等塑性加工方法成形，由于在铸造过程中铸件不可避免地要产生气孔、组织疏松等缺陷，影响产品性能，且有些零件采用铸造成形的方法已经不能满足使用性能要求，从而在很大程度上限制了镁合金的应用。而近年来对轻质材料的需求越来越大，镁合金作为最轻的金属工程材料，具有密度小、比强度高和比刚度高、导热和导电性好、切削加工性好、优良的阻尼性和电磁屏蔽性、易于加工成型和回收等优点。经过塑性加工的镁合金产品具有更高的强度、更好的延展性和更多样化的机械性能。因此，研究镁合金的成形工艺具有重要的实际意义。
近年来，随着工业水平的不断提高，对齿轮综合性能的要求也越来越苛刻，尤其对于镁合金而言，镁合金在室温下的塑性极差，很难通过常规的方法来制备齿轮，由于镁合金重量轻在航空航天、汽车、通讯等国防和国民经济主要工业领域，具有极其重要的应用价值与广阔的应用前景，因此这个问题急需解决。
发明内容
本发明目的在于针对上述已有技术存在的问题，提出一种纳米晶镁合金粉末齿轮的制造方法，达到在满足同等性能要求的前提下，大幅度地降低重量的目的，同时提高齿轮的承载能力，延长齿轮的服役寿命，满足在航空航天上的使用性能要求。
本发明是这样实现的：在纯度为99.99％以上的惰性气体的保护下，在室温环境中，采用机械球磨设备将镁合金直接细化成具有纳米晶结构的粉末；机械球磨时间80-100小时，机械球磨的球料比10∶1-30∶1，机械球磨的转速300-400转/分，机械球磨过程中惰性气体的压力为0.5-1MPa，机械球磨生成物的晶粒尺寸60-150nm；将制备得到的纳米晶纯镁粉末放入齿轮模具中，然后将模具整体移至热等静压设备中去，用密封材料将整个模具密封，将热等静压设备进行抽真空，然后向内部注入惰性气体，如此进行三次，在完成以上步骤后，将模具加热到300-350℃，保温10-30分钟，使设备内部的温度均匀，采用300-400MPa的压力进行压制并保压10-30分钟，使齿轮内部的压力均匀达到完全的致密化，得到纳米晶镁合金齿轮。
惰性气体包括：氦气、氖气、氩气、氪气、氙气。
镁合金包括：纯镁、AZ31镁合金、AZ61镁合金等
本发明采用室温机械球磨制备纳米晶镁合金，同时采用热等静压来固结成型镁合金齿轮，其主要优点为：
(1)设备简单，工艺易实现；
(2)靠机械力驱动的作用，直接生成具有纳米结构的镁合金粉末。
(3)热等静压在真空的条件下进行，不污染原材料，同时热等静压制备的镁合金齿轮不再需要进行烧结，减少加工工序，降低生产成本。
(4)热等静压制备出来的镁合金齿轮致密度高，重量轻，完全满足各项性能的要求，不再需要进行二次加工。
附图说明
图1为本发明制备的纳米晶镁合金粉末的XRD图谱。
图2为本发明制备的纳米晶镁合金粉末的TEM图谱
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
具体实施方式一：
称纯镁粉末5克，不锈钢球50克，其中直径为10mm的不锈钢球15克，直径为5mm的不锈钢球35克，以球料比为10∶1的比例放入球磨罐内。往球磨罐内冲入纯度为99.99％的氩气，充放氩气的过程反复进行3遍以保证球磨罐内完全是氢气不含有其他气体杂质，氩气压力为0.5MPa。将球磨罐放到QM-ISP4行星式球磨机中，牢固固定后，以300转/分钟的转速进行球磨，其中每1个小时停止球磨10分钟，防止球磨罐内的温度过高影响球磨效果。球磨80小时得到晶粒尺寸为75纳米的纯镁粉末。将制备得到的纳米晶纯镁粉末放入齿轮模具中，然后将模具整体移至热等静压设备中去，用密封材料将整个模具密封。将密封后的装置进行抽真空，然后向内部注入氩气，如此进行三次防止内部存在易于镁合金粉末发生反应的气体存在。在完成以上步骤后，将模具加热到300℃并保温10分钟，使装置内部的温度均匀。采用300Mpa的压力进行压制并保压10分钟使齿轮内部的压力均匀达到完全的致密化，最后得到的纳米晶镁合金齿轮。
具体实施方式二：
称AZ31镁合金粉末5克，不锈钢球50克(其中直径为10mm的不锈钢球15克，直径为5mm的不锈钢球35克)，以球料比为10∶1的比例放入球磨罐内。往球磨罐内冲入纯度为99.99％的氦气，充放氦气的过程反复进行3遍以保证球磨罐内完全是氢气不含有其他气体杂质，氦气压力为1MPa。将球磨罐放到QM-ISP4行星式球磨机中，牢固固定后，以400转/分钟的转速进行球磨，其中每1个小时停止球磨10分钟，防止球磨罐内的温度过高影响球磨效果。球磨100小时得到晶粒尺寸为110纳米的纯镁粉末。将制备得到的纳米晶纯镁粉末放入齿轮模具中，然后将模具整体移至热等静压设备中去，用密封材料将整个模具密封。将密封后的装置进行抽真空，然后向内部注入氦气，如此进行三次防止内部存在易于镁合金粉末发生反应的气体存在。在完成以上步骤后，将模具加热到350℃并保温30分钟，使装置内部的温度均匀。采用400Mpa的压力进行压制并保压30分钟使齿轮内部的压力均匀达到完全的致密化，最后得到的纳米晶镁合金齿轮。
具体实施方式三：
称AZ61镁合金粉末5克，不锈钢球50克(其中直径为10mm的不锈钢球15克，直径为5mm的不锈钢球35克)，以球料比为10∶1的比例放入球磨罐内。往球磨罐内冲入纯度为99.99％的氩气，充放氩气的过程反复进行3遍以保证球磨罐内完全是氢气不含有其他气体杂质，氩气压力为1MPa。将球磨罐放到QM-ISP4行星式球磨机中，牢固固定后，以375转/分钟的转速进行球磨，其中每1个小时停止球磨10分钟，防止球磨罐内的温度过高影响球磨效果。球磨90小时得到晶粒尺寸为93纳米的纯镁粉末。将制备得到的纳米晶纯镁粉末放入齿轮模具中，然后将模具整体移至热等静压设备中去，用密封材料将整个模具密封。将密封后的装置进行抽真空，然后向内部注入氖气，如此进行三次防止内部存在易于镁合金粉末发生反应的气体存在。在完成以上步骤后，将模具加热到320℃并保温20分钟，使装置内部的温度均匀。采用350Mpa的压力进行压制并保压20分钟使齿轮内部的压力均匀达到完全的致密化，最后得到的纳米晶镁合金齿轮。

Claims (1)

1.一种纳米晶镁合金粉末齿轮的制造方法，其特征在于：
①在纯度为99.99％以上的惰性气体的保护下，在室温环境中，采用机械球磨设备将镁合金直接细化成具有纳米晶结构的粉末；机械球磨时间80-100小时，机械球磨的球料比10∶1-30∶1，机械球磨的转速300-400转/分，机械球磨过程中惰性气体的压力为0.5-1MPa，机械球磨纳米晶镁合金粉末的晶粒尺寸60-150nm；
②将制备得到的纳米晶镁合金粉末放入齿轮模具中，然后将模具整体移至热等静压设备中去，用密封材料将整个模具密封，将热等静压设备进行抽真空，然后向内部注入惰性气体，如此进行三次，在完成以上步骤后，将模具加热到300-350℃，保温10-30分钟，使设备内部的温度均匀，采用300-400MPa的压力进行压制并保压10-30分钟，使齿轮内部的压力均匀达到完全的致密化，得到纳米晶镁合金粉末齿轮。
CN2010102056785A 2010-06-22 2010-06-22 一种纳米晶镁合金粉末齿轮的制造方法 Expired - Fee Related CN101856722B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102056785A CN101856722B (zh) 2010-06-22 2010-06-22 一种纳米晶镁合金粉末齿轮的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102056785A CN101856722B (zh) 2010-06-22 2010-06-22 一种纳米晶镁合金粉末齿轮的制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101856722A CN101856722A (zh) 2010-10-13
CN101856722B true CN101856722B (zh) 2011-08-03

Family

ID=42943010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102056785A Expired - Fee Related CN101856722B (zh) 2010-06-22 2010-06-22 一种纳米晶镁合金粉末齿轮的制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101856722B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102995314A (zh) * 2012-11-26 2013-03-27 珠海市钧兴机电有限公司 一种新型缝纫机
CN105525119A (zh) * 2014-09-28 2016-04-27 南京工程学院 一种制备纳米晶镁合金粉末固结成型的方法
CN114100784B (zh) * 2021-12-02 2023-08-22 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种用于PVT法生长CdS单晶的原料处理方法
CN114669744A (zh) * 2022-03-07 2022-06-28 广东盈峰材料技术股份有限公司 一种高精度高强度输出齿轮及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1556868A (zh) * 2001-09-25 2004-12-22 ��ʽ���綫����ѧTLO 镁复合材料
CN1757563A (zh) * 2005-10-19 2006-04-12 哈尔滨工业大学 电动童车镁合金齿轮减速箱及其批量生产制造工艺
CN101116913A (zh) * 2007-09-07 2008-02-06 哈尔滨工业大学 一种制备纳米晶镁合金粉末的方法
CN101480691A (zh) * 2009-01-08 2009-07-15 上海交通大学 镁合金直齿锥齿轮热锻方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008146794A1 (ja) * 2007-05-29 2008-12-04 Ykk Corporation 相手部材との摺接面を有する金属／樹脂複合物品及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1556868A (zh) * 2001-09-25 2004-12-22 ��ʽ���綫����ѧTLO 镁复合材料
CN1757563A (zh) * 2005-10-19 2006-04-12 哈尔滨工业大学 电动童车镁合金齿轮减速箱及其批量生产制造工艺
CN101116913A (zh) * 2007-09-07 2008-02-06 哈尔滨工业大学 一种制备纳米晶镁合金粉末的方法
CN101480691A (zh) * 2009-01-08 2009-07-15 上海交通大学 镁合金直齿锥齿轮热锻方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王珩等.高能球磨制备纳米晶镁合金粉末的研究.《粉末冶金技术》.2008,第26卷(第6期),第403-412页. *
王珩等.高能球磨制备纳米晶镁合金粉末的研究.<<粉末冶金技术>>.2008,第26卷(第6期),第403-412页.

Also Published As

Publication number Publication date
CN101856722A (zh) 2010-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102717086B (zh) 一种短流程制备高铌钛铝合金球形微粉的方法
CN103215467B (zh) 一种高性能钕铁硼稀土永磁材料的制造方法
CN105710378B (zh) 一种类球形金属软磁合金粉末的制备方法
CN100567530C (zh) 一种高性能粉末冶金Mo-Ti-Zr钼合金的制备方法
CN103572087B (zh) 碳化硼颗粒增强铝基复合材料的制备方法
CN101856722B (zh) 一种纳米晶镁合金粉末齿轮的制造方法
CN102703756B (zh) 一种双尺度晶粒Ti-6Al-4V材料的制备方法
CN108580819B (zh) 一种真空感应熔炼铸片炉、合金铸片制造方法及合金铸片
CN104911380A (zh) 一种超细晶Ti-6Al-4V合金的制备方法
CN105081314B (zh) 一种利用氢化钛粉末制备钛制品的方法
CN114622119B (zh) 一种高铝含量的轻质高强高熵合金及其制备方法
CN102554215B (zh) 一种纳米级钽粉的热处理方法
CN103537688B (zh) 一种用纳米粉体制备Fe-Al合金的方法
CN104014795B (zh) 制备铁铜双金属密封螺母用摆辗模具及该螺母的制备方法
CN103572088A (zh) 具有纳米晶组织的钛基多孔烧结复合材料及其制备方法
CN103426623A (zh) 一种各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法
CN104550967A (zh) 一种粉末冶金工艺
CN104232961B (zh) 一种高强高硬Cu-Cr复合材料及其制备方法和应用
CN104593572B (zh) 一种全致密纳米晶纯铁块体材料制备方法
CN110983152B (zh) 一种Fe-Mn-Si-Cr-Ni基形状记忆合金及其制备方法
CN105039797A (zh) 一种可用于手机电池壳封口板铝合金带材的制造方法
CN104294070B (zh) 一种低温烧结制备含Mg铝合金的方法
CN101288876A (zh) 一种高强超细晶铜带材的制备方法
CN110819917A (zh) 热等静压原位合成高长径比晶须增强铝基复合材料的方法
CN104357738A (zh) 一种用纳米材料制备Fe-Al合金的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110803

Termination date: 20120622