CN106064238A - 粉末冶金汽车齿轮及其制备方法 - Google Patents

粉末冶金汽车齿轮及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种粉末冶金汽车齿轮，本发明由下列重量份的原料组成：90‑95份铁粉、1.1‑1.9份钼粉、1.2‑2.8份铜粉、2.4‑4.2份镍粉、0.6‑0.8份铬粉、1.2‑2.2份石墨、2.1‑2.3份氧化钨、0.1‑0.2份氧化铋、1‑3份钒钛磁铁精粉、0.1‑0.4份聚乙烯蜡、1‑2份添加剂本发明中的粉末冶金汽车齿轮具有硬度和强度大，韧性好，抗拉能力强、抗磨损和使用寿命长的优点。

Description

粉末冶金汽车齿轮及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种粉末冶金汽车齿轮及其制备方法。
背景技术
粉末冶金技术制取金属粉末或利用金属粉末或非金属粉末作为原料，经过成型和烧结来制备工业制品的技术，由于其高效、无切削加工、节材、节能、环保而被广泛使用于各种行业。粉末冶金结构件制品材料成分不受熔炼限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它结构组分，并且看根据需求在一定的范围内调整成分，从而在力学性能上能达到所需的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种粉末冶金汽车齿轮及其制备方法。
本发明提出的一种粉末冶金汽车齿轮，由下列重量份的原料组成：90-95份铁粉、1.1-1.9份钼粉、1.2-2.8份铜粉、2.4-4.2份镍粉、0.6-0.8份铬粉、1.2-2.2份石墨、2.1-2.3份氧化钨、0.1-0.2份氧化铋、1-3份钒钛磁铁精粉、0.1-0.4份聚乙烯蜡、1-2份添加剂。
上述技术方案中，所述粉末冶金汽车齿轮由下列重量份的原料组成：92-94份铁粉、1.3-1.5份钼粉、2.2-2.5份铜粉、3-3.3份镍粉、0.6-0.8份铬粉、1.5-1.9份石墨、2.1-2.3份氧化钨、0.1-0.2份氧化铋、2-2.5份钒钛磁铁精粉、0.1-0.4份聚乙烯蜡、1-2份添加剂。
上述技术方案中，所述添加剂由下列重量份的原料组成：2-4份芥酸酰胺、3-6份硬脂酸锌、3-6份微晶蜡、1-2份硅烷偶联剂KH-858、2-4份偏磷酸钠、1-2份氟化钙、2-3份氮化硼、1-2份碳化硅。
上述技术方案中，所述钒钛磁铁精粉中铁含量为52-54％，五氧化二钒含量为0.2-0.3％，二氧化钛含量为1.8-2.1％。
本发明还公开了上述粉末冶金汽车齿轮的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将芥酸酰胺、硬脂酸锌、微晶蜡、硅烷偶联剂KH-858、偏磷酸钠、氟化钙、氮化硼、碳化硅混合后研磨均匀制成添加剂，将铁粉、钼粉、铜粉、镍粉、铬粉、氧化钨、氧化铋、钒钛磁铁精粉、聚乙烯蜡放入球磨机中使用刚玉球球磨至200目-100目制成混合料；
步骤二、将步骤一中制成的添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀，随后放入模具进行模压成型得到毛坯件，模压压力为550-650MPa；
步骤三、将步骤二得到的毛坯件在氮气气氛下进行热处理，先以升温到1150-1180℃下烧结 30-60分钟，随后冷却至室温；
步骤四、对烧结后齿轮进行淬火-回火处理，首先进行淬火，淬火温度为725-815℃，淬火时间1.5-2.5小时；随后进行回火，回火温度为110-125℃，回火时间0.75-1.25小时，最后冷却到室温取出。
上述技术方案中，所述步骤三中的烧结温度为1075-1125℃，烧结时间为45-75分钟。
上述技术方案中，所述步骤四中淬火温度为775-795℃，淬火时间2-2.1小时。
上述技术方案中，所述步骤四中回火温度为115-120℃，回火时间1-1.25小时。
本发明配方，通过不同比例的合金配方和添加剂的相互配合，烧结后进行淬火和回火处理，从而使制成的齿轮致密度高，孔隙率低，强度、硬度、抗拉强度、耐疲劳性能优良，抗磨损和使用寿命也大大增加。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
实施例1
本发明中粉末冶金汽车齿轮，由下列重量份的原料组成：95份铁粉、1.8份钼粉、2.5份铜粉、3份镍粉、0.8份铬粉、2.1份石墨、2.3份氧化钨、0.1份氧化铋、2.5份钒钛磁铁精粉、0.3份聚乙烯蜡、2份添加剂；所述添加剂由下列重量份的原料组成：3份芥酸酰胺、4份硬脂酸锌、3份微晶蜡、2份硅烷偶联剂KH-858、3份偏磷酸钠、2份氟化钙、2.5份氮化硼、1.5份碳化硅，所述钒钛磁铁精粉中铁含量为52-54％，五氧化二钒含量为0.2-0.3％，二氧化钛含量为1.8-2.1％。
上述粉末冶金汽车齿轮的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将芥酸酰胺、硬脂酸锌、微晶蜡、硅烷偶联剂KH-858、偏磷酸钠、氟化钙、氮化硼、碳化硅混合后研磨均匀制成添加剂，将铁粉、钼粉、铜粉、镍粉、铬粉、氧化钨、氧化铋、钒钛磁铁精粉、聚乙烯蜡放入球磨机中使用刚玉球球磨至200目制成混合料；
步骤二、将步骤一中制成的添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀，随后放入模具进行模压成型得到毛坯件，模压压力为550MPa；
步骤三、将步骤二得到的毛坯件在氮气气氛下进行热处理，先以升温到1160℃下烧结45分钟，随后冷却至室温；
步骤四、对烧结后齿轮进行淬火-回火处理，首先进行淬火，淬火温度为815℃，淬火时间2小时；随后进行回火，回火温度为120℃，回火时间1小时，最后冷却到室温取出。
实施例2
本发明中粉末冶金汽车齿轮，由下列重量份的原料组成：92份铁粉、1.3份钼粉、2.4份铜粉、2.8份镍粉、0.6份铬粉、1.9份石墨、2.1份氧化钨、0.1份氧化铋、1.5份钒钛磁铁精粉、0.2份聚乙烯蜡、2份添加剂；所述添加剂由下列重量份的原料组成：2份芥酸酰胺、6份硬脂酸锌、5份微晶蜡、1份硅烷偶联剂KH-858、4份偏磷酸钠、1.5份氟化钙、3份氮化硼、2份碳化硅，所述钒钛磁铁精粉中铁含量为52-54％，五氧化二钒含量为0.2-0.3％，二氧化钛含量为1.8-2.1％。
上述粉末冶金汽车齿轮的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将芥酸酰胺、硬脂酸锌、微晶蜡、硅烷偶联剂KH-858、偏磷酸钠、氟化钙、氮化硼、碳化硅混合后研磨均匀制成添加剂，将铁粉、钼粉、铜粉、镍粉、铬粉、氧化钨、氧化铋、钒钛磁铁精粉、聚乙烯蜡放入球磨机中使用刚玉球球磨至100目制成混合料；
步骤二、将步骤一中制成的添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀，随后放入模具进行模压成型得到毛坯件，模压压力为625MPa；
步骤三、将步骤二得到的毛坯件在氮气气氛下进行热处理，先以升温到1150℃下烧结60分钟，随后冷却至室温；
步骤四、对烧结后齿轮进行淬火-回火处理，首先进行淬火，淬火温度为800℃，淬火时间2小时；随后进行回火，回火温度为125℃，回火时间0.75小时，最后冷却到室温取出。
实施例3
本发明中粉末冶金汽车齿轮，由下列重量份的原料组成：由下列重量份的原料组成：94份铁粉、1.5份钼粉、2.2份铜粉、3.3份镍粉、0.8份铬粉、1.8份石墨、2.1份氧化钨、0.2份氧化铋、2份钒钛磁铁精粉、0.3份聚乙烯蜡、2份添加剂；所述添加剂由下列重量份的原料组成：3份芥酸酰胺、6份硬脂酸锌、6份微晶蜡、2份硅烷偶联剂KH-858、3份偏磷酸钠、2份氟化钙、2份氮化硼、1份碳化硅；所述钒钛磁铁精粉中铁含量为52-54％，五氧化二钒含量为0.2-0.3％，二氧化钛含量为1.8-2.1％。
上述粉末冶金汽车齿轮的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将芥酸酰胺、硬脂酸锌、微晶蜡、硅烷偶联剂KH-858、偏磷酸钠、氟化钙、氮化硼、碳化硅混合后研磨均匀制成添加剂，将铁粉、钼粉、铜粉、镍粉、铬粉、氧化钨、氧化铋、钒钛磁铁精粉、聚乙烯蜡放入球磨机中使用刚玉球球磨至150目制成混合料；
步骤二、将步骤一中制成的添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀，随后放入模具进行模压成型得到毛坯件，模压压力为600MPa；
步骤三、将步骤二得到的毛坯件在氮气气氛下进行热处理，先以升温到1180℃下烧结35分钟，随后冷却至室温；
步骤四、对烧结后齿轮进行淬火-回火处理，首先进行淬火，淬火温度为775℃，淬火时间2.5小时；随后进行回火，回火温度为125℃，回火时间1小时，最后冷却到室温取出。
实施例4
本发明中粉末冶金汽车齿轮，由下列重量份的原料组成：由下列重量份的原料组成：93份铁粉、1.4份钼粉、2.4份铜粉、3份镍粉、0.6份铬粉、1.7份石墨、2.1份氧化钨、0.1份氧化铋、2份钒钛磁铁精粉、0.2份聚乙烯蜡、1.5份添加剂；所述添加剂由下列重量份的原料组成：2份芥酸酰胺、3份硬脂酸锌、3份微晶蜡、2份硅烷偶联剂KH-858、4份偏磷酸钠、2份氟化钙、2份氮化硼、1.5份碳化硅，所述钒钛磁铁精粉中铁含量为52-54％，五氧化二钒含量为0.2-0.3％，二氧化钛含量为1.8-2.1％。
上述粉末冶金汽车齿轮的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将芥酸酰胺、硬脂酸锌、微晶蜡、硅烷偶联剂KH-858、偏磷酸钠、氟化钙、氮化硼、碳化硅混合后研磨均匀制成添加剂，将铁粉、钼粉、铜粉、镍粉、铬粉、氧化钨、氧化铋、钒钛磁铁精粉、聚乙烯蜡放入球磨机中使用刚玉球球磨至125目制成混合料；
步骤二、将步骤一中制成的添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀，随后放入模具进行模压成型得到毛坯件，模压压力为650MPa；
步骤三、将步骤二得到的毛坯件在氮气气氛下进行热处理，先以升温到1160℃下烧结50分钟，随后冷却至室温；
步骤四、对烧结后齿轮进行淬火-回火处理，首先进行淬火，淬火温度为780℃，淬火时间2.1小时；随后进行回火，回火温度为119℃，回火时间1.2小时，最后冷却到室温取出。
对上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4中的产品进行检测，性能如下表所示：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
硬度 51HRC 58HRC 57HRC 61HRC
抗拉强度 850MP 880MP 920MP 910MP
屈服强度 530MP 545MP 580MP 585MP
由上表可知，本发明中粉末冶金汽车齿轮的硬度在50HRC以上，且其抗拉强度可达850MP以上制作的汽车齿轮具有较高的硬度和强度，能够满足使用的需要。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种粉末冶金汽车齿轮，其特征在于，由下列重量份的原料组成：90-95份铁粉、1.1-1.9份钼粉、1.2-2.8份铜粉、2.4-4.2份镍粉、0.6-0.8份铬粉、1.2-2.2份石墨、2.1-2.3份氧化钨、0.1-0.2份氧化铋、1-3份钒钛磁铁精粉、0.1-0.4份聚乙烯蜡、1-2份添加剂。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金汽车齿轮，其特征在于，由下列重量份的原料组成：92-94份铁粉、1.3-1.5份钼粉、2.2-2.5份铜粉、3-3.3份镍粉、0.6-0.8份铬粉、1.5-1.9份石墨、2.1-2.3份氧化钨、0.1-0.2份氧化铋、2-2.5份钒钛磁铁精粉、0.1-0.4份聚乙烯蜡、1-2份添加剂。
3.根据权利要求2所述的粉末冶金汽车齿轮，其特征在于，所述添加剂由下列重量份的原料组成：2-4份芥酸酰胺、3-6份硬脂酸锌、3-6份微晶蜡、1-2份硅烷偶联剂KH-858、2-4份偏磷酸钠、1-2份氟化钙、2-3份氮化硼、1-2份碳化硅。
4.根据权利要求3所述的粉末冶金汽车齿轮的制备方法，其特征在于：所述钒钛磁铁精粉中铁含量为52-54％，五氧化二钒含量为0.2-0.3％，二氧化钛含量为1.8-2.1％。
5.权利要求1-4中任一项所述的粉末冶金汽车齿轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将芥酸酰胺、硬脂酸锌、微晶蜡、硅烷偶联剂KH-858、偏磷酸钠、氟化钙、氮化硼、碳化硅混合后研磨均匀制成添加剂，将铁粉、钼粉、铜粉、镍粉、铬粉、氧化钨、氧化铋、钒钛磁铁精粉、聚乙烯蜡放入球磨机中使用刚玉球球磨至200目-100目制成混合料；
步骤二、将步骤一中制成的添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀，随后放入模具进行模压成型得到毛坯件，模压压力为550-650MPa；
步骤三、将步骤二得到的毛坯件在氮气气氛下进行热处理，先以升温到1150-1180℃下烧结30-60分钟，随后冷却至室温；
步骤四、对烧结后齿轮进行淬火-回火处理，首先进行淬火，淬火温度为725-815℃，淬火时间1.5-2.5小时；随后进行回火，回火温度为110-125℃，回火时间0.75-1.25小时，最后冷却到室温取出。
6.根据权利要求5所述的粉末冶金汽车齿轮的制备方法，其特征在于：所述步骤三中的烧结温度为1075-1125℃，烧结时间为45-75分钟。
7.根据权利要求6所述的粉末冶金汽车齿轮的制备方法，其特征在于：所述步骤四中淬火温度为775-795℃，淬火时间2-2.1小时。
8.根据权利要求7所述的粉末冶金汽车齿轮的制备方法，其特征在于：所述步骤四中回火温度为115-120℃，回火时间1-1.25小时。
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