CN109967746A - 一种粉末冶金齿轮的制造方法及粉末冶金齿轮 - Google Patents

一种粉末冶金齿轮的制造方法及粉末冶金齿轮 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种粉末冶金齿轮的制造方法以及粉末冶金齿轮，其制造方法包括以下步骤：按照质量份将铁粉96.8‑99份、铜粉3‑4份、石墨粉0.6‑1份、聚醚改性硅油0.2‑0.8份、聚乙二醇0.5‑1份和润滑剂0.3‑0.6份混合均匀得到混合物料；将混合物料压制为毛坯件；将毛坯件在380‑560℃下预热2‑3小时；将预热后的毛坯件放入真空烧结炉中，加热至900‑1180℃烧结；将烧结好的毛坯件放入防护油浸泡，取出毛坯件晾去多余的防护油；按照齿轮要求对毛坯件的尺寸进行调整，以及倒角、毛刺处理、磨齿、压轴。本发明的有益效果：过程工序减少，加工周期缩短，耗费能源减少；制得的齿轮硬度大，抗磨损性能好。

Description

一种粉末冶金齿轮的制造方法及粉末冶金齿轮
技术领域
本发明涉及一种粉末冶金齿轮的制造方法以及通过该方法制得的齿轮，属于粉末冶金齿轮的制造技术领域。
背景技术
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。
粉末冶金包括制粉和制品。其中制粉主要是冶金过程，和字面吻合。而粉末冶金制品则常远远超出材料和冶金的范畴，往往是跨多学科(材料和冶金，机械和力学等)的技术。
粉末冶金在化学组成、机械和物理性能方面是传统的熔铸方法无法获得的。粉末冶金的原材料为金属粉末，金属粉末主要是由各种金属原料分解成细小颗粒而混合组成的粉末。粉末冶金制品有很多种类，包括粉末冶金齿轮，现有的粉末冶金材料的齿轮制造过程工序多，加工周期长。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种粉末冶金齿轮的制造方法，包括以下步骤：
(1)原料混合：按照质量份将铁粉96.8-99份、铜粉3-4份、石墨粉0.6-1份、聚醚改性硅油0.2-0.8份、聚乙二醇0.5-1份和润滑剂0.3-0.6份混合均匀得到混合物料；
(2)成型：把混合物料送入成型模具中，将混合物料压制为毛坯件；
(3)预热：将毛坯件在380-560℃下预热2-3小时；
(4)烧结：将预热后的毛坯件放入真空烧结炉中，加热至900-1180℃烧结；
(5)浸油：将烧结好的毛坯件放入防护油浸泡，取出毛坯件晾去多余的防护油；
(6)整形和精加工：按照齿轮要求对毛坯件的尺寸进行调整，以及倒角、毛刺处理、磨齿、压轴。
本发明进一步设置为，铁粉中按质量百分含量包括：Fe 96.2-98％，Si 0.11-0.13％，Mn 0.1-0.2％，P 0.01-0.03％，S 0.01-0.03％，O 0.07-0.1％，其余为杂质。
本发明进一步设置为，所述润滑剂为蜡粉或微粉蜡。
本发明进一步设置为，所述压制压力为150-180MPa。
本发明进一步设置为，在烧结步骤中，分为低温烧结和高温烧结，低温烧结温度为900-1010℃，烧结1-2小时，高温烧结温度为1010-1180℃，烧结1.5-2小时。
本发明进一步设置为，浸油的温度为60-70℃，时间为0.5-1.5小时。
本发明进一步设置为，压制后的毛坯件的密度在7.1-7.3g/cm3。
本发明还提供了一种根据上述的制造方法制得的齿轮。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的过程工序减少，加工周期缩短，耗费能源减少，生产效率提高；
(2)利用本发明制得的齿轮硬度大，抗磨损性能好，烧结后的产品密度可达7.35g/cm3以上，齿轮表面硬度可达HRC50-55，能应用于各种设备的使用环境中。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种粉末冶金齿轮的制造方法，包括以下步骤：
(1)原料混合：按照质量份将铁粉96.8份、铜粉3份、石墨粉0.8份、聚醚改性硅油0.7份、聚乙二醇0.6份和微粉蜡0.6份混合均匀得到混合物料；其中，铁粉中按质量百分含量包括：Fe 96.2％，Si 0.11％，Mn 0.2％，P 0.02％，S 0.02％，O 0.09％，其余为杂质。
(2)成型：把混合物料送入成型模具中，将混合物料压制为毛坯件，压制压力为165MPa，压制后的毛坯件的密度在7.1g/cm3；
(3)预热：将毛坯件在450℃下预热2小时；
(4)烧结：将预热后的毛坯件放入真空烧结炉中，先进行低温烧结温度为900℃，烧结2小时，高温烧结温度为1090℃，烧结1.9小时；
(5)浸油：将烧结好的毛坯件放入68℃防护油浸泡1.2小时，取出毛坯件晾去多余的防护油；
(6)整形和精加工：按照齿轮要求对毛坯件的尺寸进行调整，以及倒角、毛刺处理、磨齿、压轴。
实施例2
一种粉末冶金齿轮的制造方法，包括以下步骤：
(1)原料混合：按照质量份将铁粉99份、铜粉4份、石墨粉0.8份、聚醚改性硅油0.5份、聚乙二醇0.5份和微粉蜡0.3份混合均匀得到混合物料；其中，铁粉中按质量百分含量包括：Fe 98％，Si 0.12％，Mn 0.2％，P 0.01％，S 0.03％，O 0.07％，其余为杂质。
(2)成型：把混合物料送入成型模具中，将混合物料压制为毛坯件，压制压力为160MPa，压制后的毛坯件的密度在7.1g/cm3；
(3)预热：将毛坯件在500℃下预热2小时；
(4)烧结：将预热后的毛坯件放入真空烧结炉中，先进行低温烧结温度为1010℃，烧结1小时，高温烧结温度为1050℃，烧结2小时；
(5)浸油：将烧结好的毛坯件放入62℃防护油浸泡0.6小时，取出毛坯件晾去多余的防护油；
(6)整形和精加工：按照齿轮要求对毛坯件的尺寸进行调整，以及倒角、毛刺处理、磨齿、压轴。
实施例3
一种粉末冶金齿轮的制造方法，包括以下步骤：
(1)原料混合：按照质量份将铁粉97.9份、铜粉3.3份、石墨粉0.9份、聚醚改性硅油0.6份、聚乙二醇1份和微粉蜡0.4份混合均匀得到混合物料；其中，铁粉中按质量百分含量包括：Fe 97.6％，Si 0.13％，Mn 0.2％，P 0.03％，S 0.03％，O 0.09％，其余为杂质。
(2)成型：把混合物料送入成型模具中，将混合物料压制为毛坯件，压制压力为180MPa，压制后的毛坯件的密度在7.3g/cm3；
(3)预热：将毛坯件在420℃下预热2小时；
(4)烧结：将预热后的毛坯件放入真空烧结炉中，先进行低温烧结温度为930℃，烧结1.2小时，高温烧结温度为1100℃，烧结1.5小时；
(5)浸油：将烧结好的毛坯件放入68℃防护油浸泡1.5小时，取出毛坯件晾去多余的防护油；
(6)整形和精加工：按照齿轮要求对毛坯件的尺寸进行调整，以及倒角、毛刺处理、磨齿、压轴。
实施例4
一种粉末冶金齿轮的制造方法，包括以下步骤：
(1)原料混合：按照质量份将铁粉97.2份、铜粉3.6份、石墨粉1份、聚醚改性硅油0.8份、聚乙二醇0.7份和蜡粉0.5份混合均匀得到混合物料；其中，铁粉中按质量百分含量包括：Fe 96.7％，Si 0.12％，Mn 0.13％，P 0.02％，S 0.03％，O 0.08％，其余为杂质。
(2)成型：把混合物料送入成型模具中，将混合物料压制为毛坯件，压制压力为150MPa，压制后的毛坯件的密度在7.1g/cm3；
(3)预热：将毛坯件在460℃下预热2.5小时；
(4)烧结：将预热后的毛坯件放入真空烧结炉中，先进行低温烧结温度为960℃，烧结1.8小时，高温烧结温度为1080℃，烧结1.8小时；
(5)浸油：将烧结好的毛坯件放入65℃防护油浸泡1小时，取出毛坯件晾去多余的防护油；
(6)整形和精加工：按照齿轮要求对毛坯件的尺寸进行调整，以及倒角、毛刺处理、磨齿、压轴。
实施例5
一种粉末冶金齿轮的制造方法，包括以下步骤：
(1)原料混合：按照质量份将铁粉98.2份、铜粉3.8份、石墨粉0.7份、聚醚改性硅油0.3份、聚乙二醇0.9份和蜡粉0.5份混合均匀得到混合物料；其中，铁粉中按质量百分含量包括：Fe 97.7％，Si 0.13％，Mn 0.1％，P 0.03％，S 0.02％，O 0.1％，其余为杂质。
(2)成型：把混合物料送入成型模具中，将混合物料压制为毛坯件，压制压力为175MPa，压制后的毛坯件的密度在7.26g/cm3；
(3)预热：将毛坯件在560℃下预热2小时；
(4)烧结：将预热后的毛坯件放入真空烧结炉中，先进行低温烧结温度为970℃，烧结1.3小时，高温烧结温度为1180℃，烧结1.5小时；
(5)浸油：将烧结好的毛坯件放入70℃防护油浸泡0.5小时，取出毛坯件晾去多余的防护油；
(6)整形和精加工：按照齿轮要求对毛坯件的尺寸进行调整，以及倒角、毛刺处理、磨齿、压轴。
实施例6
一种粉末冶金齿轮的制造方法，包括以下步骤：
(1)原料混合：按照质量份将铁粉98.5份、铜粉3.2份、石墨粉0.6份、聚醚改性硅油0.2份、聚乙二醇0.6份和蜡粉0.6份混合均匀得到混合物料；其中，铁粉中按质量百分含量包括：Fe 97.1％，Si 0.13％，Mn 0.17％，P 0.01％，S 0.01％，O 0.07％，其余为杂质。
(2)成型：把混合物料送入成型模具中，将混合物料压制为毛坯件，压制压力为170MPa，压制后的毛坯件的密度在7.22g/cm3；
(3)预热：将毛坯件在380℃下预热3小时；
(4)烧结：将预热后的毛坯件放入真空烧结炉中，先进行低温烧结温度为910℃，烧结1.4小时，高温烧结温度为1010℃，烧结2小时；
(5)浸油：将烧结好的毛坯件放入60℃防护油浸泡0.5小时，取出毛坯件晾去多余的防护油；
(6)整形和精加工：按照齿轮要求对毛坯件的尺寸进行调整，以及倒角、毛刺处理、磨齿、压轴。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种粉末冶金齿轮的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料混合：按照质量份将铁粉96.8-99份、铜粉3-4份、石墨粉0.6-1份、聚醚改性硅油0.2-0.8份、聚乙二醇0.5-1份和润滑剂0.3-0.6份混合均匀得到混合物料；
(2)成型：把混合物料送入成型模具中，将混合物料压制为毛坯件；
(3)预热：将毛坯件在380-560℃下预热2-3小时；
(4)烧结：将预热后的毛坯件放入真空烧结炉中，加热至900-1180℃烧结；
(5)浸油：将烧结好的毛坯件放入防护油浸泡，取出毛坯件晾去多余的防护油；
(6)整形和精加工：按照齿轮要求对毛坯件的尺寸进行调整，以及倒角、毛刺处理、磨齿、压轴。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金齿轮的制造方法，其特征在于，铁粉中按质量百分含量包括：Fe 96.2-98％，Si 0.11-0.13％，Mn 0.1-0.2％，P 0.01-0.03％，S 0.01-0.03％，O0.07-0.1％，其余为杂质。
3.根据权利要求1所述的粉末冶金齿轮的制造方法，其特征在于，所述润滑剂为蜡粉或微粉蜡。
4.根据权利要求1所述的粉末冶金齿轮的制造方法，其特征在于，所述压制压力为150-180MPa。
5.根据权利要求1所述的粉末冶金齿轮的制造方法，其特征在于，在烧结步骤中，分为低温烧结和高温烧结，低温烧结温度为900-1010℃，烧结1-2小时，高温烧结温度为1010-1180℃，烧结1.5-2小时。
6.根据权利要求1所述的粉末冶金齿轮的制造方法，其特征在于，浸油的温度为60-70℃，时间为0.5-1.5小时。
7.根据权利要求1所述的粉末冶金齿轮的制造方法，其特征在于，压制后的毛坯件的密度在7.1-7.3g/cm3。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的制造方法制得的齿轮。
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