CN102071354A - 一种制造齿轮的材料 - Google Patents

Abstract

一种制造齿轮的材料，包括0.3％～0.8％的P，以及余量的Fe，所述的材料为粉末状混合物；本发明提供的制造齿轮用的材料，由于在铁中加入了适量的磷，因此制造出来的齿轮性能得以改善，尤其适合在高精度产品例如工业打印机产品上齿轮的制造。

Description

一种制造齿轮的材料

技术领域

本发明涉及一种制造齿轮的材料，尤其涉及一种制造工业打印机用齿轮的材料。

背景技术

为满足煤矿严酷的工况条件，国外煤矿机械重载齿轮多采用含镍及钼的齿轮材料。近年来，我国多数国产煤矿机械的重载齿轮大都采用18Cr2Ni4WA钢。该钢种的采用基本上消除了断齿等早期失效现象，但这种材料价格偏高，且热处理工艺复杂。

中国矿业大学对现无镍齿轮钢15CrMn2SiMo及低镍齿轮钢18CrMnNiMo进行了试验研究，结果表明，上述无镍和低镍齿轮钢的静强度及渗碳淬火后的静弯性能与18Cr2Ni4WA相接近；前者的冲击韧性值甚至优于18Cr2Ni4WA；无镍基低镍钢的疲劳性能也可与18Cr2Ni4WA相媲美。目前，18CrMnNiMo钢已在160kW减速器上使用，效果良好。

煤炭科学研究总院太原分院在采掘机械重载齿轮材料的选择方面也就无镍齿轮钢15CrMn2SiMo及低镍齿轮钢18CrMnNiMo代替18Cr2Ni4WA问题进行了深入的研究，结果表明，18CrMnNiMo完全可以代替18Cr2Ni4WA。

天津盛昌齿轮有限公司和天津热处理研究所联合对低碳贝氏体钢及其渗碳工艺在轿车齿轮上的应用进行了深入研究，结果表明，低碳空冷贝氏体钢经930℃渗碳2h，强渗与扩散时间比为1比1。工件表面含碳量为0.85％。对比试验表明，低碳贝氏体钢经过渗碳气淬后，工件变形量明显小于20CrMnTi钢。低碳贝氏体钢不但渗碳工艺性能良好，力学性能优良，而且可采用渗碳气冷淬火从而减少小轿车齿轮渗碳淬火变形量，并可较经济的提高其制造精度和性能，对轿车变速器齿轮、后桥齿轮等零件具有重要推广应用价值。

西北工业大学研制成功的系列准贝氏体钢，具有高强高韧、工艺简单、成本低廉等优点，已得到广泛应用。为了将其用于渗碳零件，又设计出准贝氏体渗碳钢BZ18Q，其具有优异的综合力学性能。将BZ18Q准贝氏体钢用于某汽车输出轴五档齿轮，渗碳油冷后根据汽车齿轮相关标准，对随炉试样进行评定检测，结果符合有关技术要求。将准贝氏体钢齿轮装车路试，行车一定历程后拆下进行检验，发现齿轮跨球距在跑车前后基本无变化，啮合齿面光滑无麻点。试验表明，BZ18Q准贝氏体渗碳钢可用于制造汽车齿轮，并可替代一些含镍较多的优质合金渗碳钢。

在齿轮的设计制造中，常采用含碳量约0.4％的碳钢或合金钢，如：ZG310～570、ZG340～640、ZG35SiMn及ZG42SiMn等。铸钢的机械性能不及锻轧制钢材，但流动性较好，铸钢的强度虽与球墨铸铁相近，但其冲击韧性和疲劳强度均比球墨铸铁高得多。因此，铸钢常用于制造对强度要求不很高，但形状复杂、直径较大的齿轮。

发明内容

针对上述因素，本发明的目的在于提供一种制造齿轮的材料，能适合于制造工业打印机内使用的齿轮。

本发明的技术方案是，一种制造齿轮的材料，包括0.3％～0.8％的P，以及余量的Fe，所述的材料为粉末状混合物。

在本发明一个较佳实施例中，所述的材料包括0.4％～0.6％的P，以及余量的Fe，所述的材料为粉末状混合物。

在本发明一个较佳实施例中，所述的材料包括0.5％的P，以及余量的Fe，所述的材料为粉末状混合物。

在本发明一个较佳实施例中，所述的粉末状混合为用于制造适合于打印机用的齿轮。

本发明提供的制造齿轮用的材料，由于在铁中加入了适量的磷，因此制造出来的齿轮性能得以改善。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例中，以工业打印机内的齿轮制造为例说明本发明材料的设计和应用，但本发明并不限于此，也可以应用在其他相关设备上，尤其对于齿轮精度和技术等级要求比较高的产品领域。

在本发明实施例中，制造齿轮的材料包括0.3％～0.8％的磷，以及余量的铁，其中磷的含量优选为0.4％～0.6％，本发明实施例中磷的含量为0.5％，其余铁的含量为95.5％。所述的材料为粉末状混合物，通过粉末冶金技术，将粉末混合物在加工设备上压制成预先设计的齿轮，完成齿轮的第一步加工。之后对齿轮进行后续工序处理，包括热处理、退火、渗碳等。

高频感应加热技术作为对齿轮制造后的后续工序进行使用，利用高频电流对零件局部电阻加热淬火。通高频电流时，试样、电触头和感应器连成一回路，感应器下方的试样表面既是受感导体，又是高频电路中的一段导体。这样，试样局部表面不仅被感应加热，而且还被电阻加热。更换不同的感应器，可以加热不同形状的试样表面。与传统的高频加热相比，试样表面加热电流更集中，密度更大，加热速度更快。用这种方法加热工件表面的功率密度使传统感应加热的数倍，可对试样表面实施高能率热处理。

该工艺加热设备简单，操作和传统感应加热一样方便。用于齿条齿面淬火，通过分析齿条的外观，表面硬度、组织、淬硬层深度及硬度分布得出，有了功率足够的高频机和合理的夹具，调整好工艺，就能淬出合格的零件，而且效率高，无需回火，是一种节省能源，降低成本的好办法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种制造齿轮的材料，包括0.3％～0.8％的P，以及余量的Fe，所述的材料为粉末状混合物。

2.根据权利要求1所述的制造齿轮的材料，其特征在于，所述的材料包括0.4％～0.6％的P，以及余量的Fe，所述的材料为粉末状混合物。

3.根据权利要求2所述的制造齿轮的材料，其特征在于，所述的材料包括0.5％的P，以及余量的Fe，所述的材料为粉末状混合物。

4.根据权利要求3所述的制造齿轮的材料，其特征在于所述的粉末状混合为用于制造适合于打印机用的齿轮。