CN105734556A - 粉末冶金件的表面致密化加工方法 - Google Patents

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胡云峰
邬全
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/08—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of toothed articles, e.g. gear wheels; of cam discs

Abstract

本发明公开了粉末冶金件的表面致密化加工方法，粉末冶金件在进行成形、烧结、热处理工序后，直接进行激光熔覆工序，然后进行磨齿，制备成产品；使得粉末冶金齿轮的齿面致密化。与现有通过碾压技术达到齿面致密化加工方法相比，本发明具有节省简化生产工艺，降低制造成本的优势：在材料选择上，粉末冶金制品可根据客户的不同需求，选择或搭配不同的配方；齿面的致密化深度可根据需求在0.1~1.0毫米之间调节；外形轮廓可根据需求通过滚齿或磨齿来实现，当然也不仅限于齿轮，凸轮、链轮等也都可以采取本专利的方法来实现表面致密化。

Description

粉末冶金件的表面致密化加工方法
技术领域
本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及粉末冶金件的表面致密化加工方法。
背景技术
粉末冶金齿轮是各种汽车发动机中普遍使用的粉末冶金零件，通过传统粉末冶金工艺可以完全达到尺寸要求，尤其是齿形精度。但是对于部分高负载的齿轮，粉末冶金的常规密度显然就达不到强度的要求，目前最常用的是采用选择性表面致密化的方法来提高齿面强度，外表面横向碾压是选择性表面致密化的最佳生产工艺。现有的齿面碾压技术，是通过专门的齿轮碾压机来完成的，两个根据样品齿轮的几何形状而专门设计的主动碾压齿轮将“预齿轮”夹在中间。碾压齿轮在高速旋转的同时又将压力施于“预齿轮”的齿面及齿根处，产生表面碾压的效果。缺点在于该工艺需要专门的齿轮碾压机，设备本身比较昂贵，且专一性太强。主动碾压齿轮要根据不同的被加工齿轮定制，价格不菲。加工效率低，制造成本高。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种粉末冶金件的表面致密化加工方法，具有工艺简单，制造成本低等优点。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
粉末冶金件的表面致密化加工方法，粉末冶金件在进行成形、烧结、热处理工序后，直接进行激光熔覆工序，然后进行磨齿，制备成产品；使得粉末冶金齿轮的齿面致密化。
所述的粉末冶金件的原料组成：铁：余量，铜：1~5%，镍：1~5%，钼：0~0.6%，碳：0~0.8%，杂质不超过2%。
所述的粉末冶金件的表面致密化加工方法，致密化深度为0.1~1.0毫米。
粉末冶金件为齿轮，凸轮、链轮。
有益效果：与现有通过碾压技术达到齿面致密化加工方法相比，本发明具有节省简化生产工艺，降低制造成本的优势：在材料选择上，粉末冶金制品可根据客户的不同需求，选择或搭配不同的配方；齿面的致密化深度可根据需求在0.1~1.0毫米之间调节；外形轮廓可根据需求通过滚齿或磨齿来实现，当然也不仅限于齿轮，凸轮、链轮等也都可以采取本专利的方法来实现表面致密化。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
粉末冶金件的表面致密化加工方法，包括以下步骤：
齿轮基体的粉末冶金原料组成：铁：余量，铜：1~5%，镍：1~5%，钼：0~0.6%，碳：0~0.8%，杂质不超过2%。
按照齿轮的制备工艺进行成形、烧结、热处理（根据产品实际需求选用），完成后进行激光熔覆，激光功率2~8KW，熔覆速度4~20mm/s，氩气或氮气保护气氛，然后进行磨齿，制备成产品。齿面的致密化深度为0.1~1.0毫米。
对产品进行检测，与未进行激光熔覆的齿轮进行性能比较，其数据如下：
1）硬度：表面硬度：HV10400~650；0.1~0.5深度硬度：HV0.2550最小；0.9深度硬度：HV0.2520最小；心部硬度：HV10370最小。
2）强度：较未进行激光熔覆的齿轮强度提升20~30%。
3）耐磨性：将通过本方法制造的齿轮装成总成进行试验，结果较未进行激光熔覆的齿轮耐磨试验时间提升40~50%。
实施例2
粉末冶金件的表面致密化加工方法，包括以下步骤：
凸轮基体的粉末冶金原料组成：铁：余量，铜：1~5%，镍：1~5%，钼：0~0.6%，碳：0~0.8%，杂质不超过2%。
按照凸轮的制备工艺进行成形、烧结、热处理（根据产品实际需求选用），完成后进行激光熔覆，激光功率2~8KW，熔覆速度4~20mm/s，氩气或氮气保护气氛，然后进行磨外形轮廓（根据产品精度需求选用），制备成产品。表面的致密化深度为0.1~1.0毫米。
对产品进行检测，与未进行激光熔覆的凸轮进行性能比较，其数据如下：
1）硬度：表面硬度：HV10400~650；0.1~0.5深度硬度：HV0.2550最小；0.9深度硬度：HV0.2520最小；心部硬度：HV10370最小。
2）强度：较未进行激光熔覆的凸轮强度提升20~30%。
3）耐磨性：将通过本方法制造的凸轮装成总成进行试验，结果较未进行激光熔覆的凸轮耐磨试验时间提升40~50%。
实施例3
粉末冶金件的表面致密化加工方法，包括以下步骤：
链轮基体的粉末冶金原料组成：铁：余量，铜：1~5%，碳：0~0.8%，杂质不超过2%。
按照链轮的制备工艺进行成形、烧结、激光熔覆，激光功率2~8KW，熔覆速度4~20mm/s，氩气或氮气保护气氛，高频淬火（根据产品强度需求选用，部分强度要求较低的产品，可用激光熔覆取代高频淬火工序），制备成产品。表面的致密化深度为0.1~1.0毫米。
对产品进行检测，与未进行激光熔覆的链轮进行性能比较，其数据如下：
1）硬度：表面硬度：HV10400~650；0.1~0.5深度硬度：HV0.2550最小；0.8深度硬度：HV0.2520最小；心部硬度：HV10200最小。
2）强度：较未进行激光熔覆的链轮强度提升10~20%。
3）耐磨性：将通过本方法制造的链轮装成总成进行试验，结果较未进行激光熔覆的链轮耐磨试验时间提升30~40%。

Claims (4)

1.粉末冶金件的表面致密化加工方法，其特征在于，粉末冶金件在进行成形、烧结、热处理工序后，直接进行激光熔覆工序，然后进行磨齿，制备成产品；使得粉末冶金齿轮的齿面致密化。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金件的表面致密化加工方法，其特征在于：所述的粉末冶金件的原料组成：铁：余量，铜：1~5%，镍：1~5%，钼：0~0.6%，碳：0~0.8%，杂质不超过2%。
3.根据权利要求1所述的粉末冶金件的表面致密化加工方法，其特征在于：致密化深度为0.1~1.0毫米。
4.根据权利要求1所述的粉末冶金件的表面致密化加工方法，其特征在于：粉末冶金件为齿轮，凸轮或链轮。
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