CN112222410A - 一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，该工艺包括以下步骤：S1：选料，根据技术参数要求选择合适的金属粉末配方；S2：根据齿轮技术参数制作压制模具；S3：将调配好的技术粉末放入模具中在压力机上于震动环境下压制成型；S4：将压制成型的坯件进行烧结；S5：将烧结后的坯件进行退火处理；S6：修整退火后的坯件直至达到尺寸要求；S7：对齿轮坯件进行热处理；S8：对齿轮坯件的齿进行中频淬火。有益效果：通过在Fe粉末中加入C、Ni、Cr、Mn、Ti等金属，构成中碳合金钢，经过热处理之后能够具备良好的强度、硬度和韧性，表面耐磨而心部有良好的韧性耐冲击。

Description

一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺
技术领域
本发明涉及齿轮制造技术领域，具体来说，涉及一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺。
背景技术
粉末冶金技术是以一种金属粉末为原料，通过压制和烧结生产出各种零配件的加工技术。粉末冶金成形技术可分为：金属粉末压制成型和金属粉末注射成型两种，金属粉末压制成型作为一种应用广泛的精密成形技术，用来作为生产油泵主动齿轮，具有少无切屑加工、材料利用率高、制造过程清洁高效、生产成本低的优点，并可制造形状复杂和难以加工的产品。粉末冶金技术通过灵活可变的材料配方实现零件的独特性能，特别适用于复合材料的制备。目前齿轮的加工方法有铣齿、磨齿、插齿、剃齿及滚齿，在制造齿轮时，采用锻件或钢材作为原料，在实际生产时加工工序繁复，易造成遗漏，加工精度及齿轮的几何尺寸与性能一致性差。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，该工艺包括以下步骤：
S1：选料，根据技术参数要求选择合适的金属粉末配方；
S2：根据齿轮技术参数制作压制模具；
S3：将调配好的技术粉末放入模具中在压力机上于震动环境下压制成型；
S4：将压制成型的坯件进行烧结；
S5：将烧结后的坯件进行退火处理；
S6：修整退火后的坯件直至达到尺寸要求；
S7：对齿轮坯件进行热处理；
S8：对齿轮坯件的齿进行中频淬火，然后回火；
S9：检验入库。
进一步的，S1中的金属粉末配方包括C粉、Ni粉、Cr粉、Mn粉、Ti粉、Fe粉末及粘合剂；
其中各原料百分比为：
C粉：0.3～0.35％；
Cr粉：0.7～0.85％；
Ni粉：0.9～1.30％；
Mn粉：1.0～1.20％；
Ti粉：0.5～0.83％；
粘合剂：0.6～0.80％；
其余均为Fe粉，从而在Fe粉末中加入C、Ni、Cr、Mn、Ti等金属，构成中碳合金钢，经过热处理之后能够具备良好的强度、硬度和韧性，表面耐磨而心部有良好的韧性耐冲击。
进一步的，S3中金属粉末在压力机上压制过程中压力为0.8～1.2Mpa，振动环境的振动频率为200Hz/min，使金属粉从初始的相对密度0.4～0.5到最终相对密度0.8～1，进而在进行压制时使金属粉末压制更加的紧实，得到完整的坯件，提高了压制的质量。
进一步的，S4中在将压制成型的坯件进行烧结时的加热温度为1200～1400℃。
进一步的，S5中在将烧结后的坯件进行退火处理时，包括以下步骤：
将齿轮坯件安装在退火工装上；
将装夹后齿轮坯件于退火炉中匀速加热至250℃后均温一段时间，然后继续匀速加热至480℃，再均温一段时间后，匀速加热至550℃后等温一段时间；
最后进行冷却处理。
进一步的，均温时间均为2h，等温时间为4h。
进一步的，S7在对齿轮坯件进行热处理时，包括以下步骤：
将齿轮坯件放入密封多用炉或真空炉中进行淬火，然后冷却至室温；
继而将齿轮坯件放置与液氮中停留一定时间进行冷处理。
进一步的，对齿轮坯件冷处理时的保温时间为5～10min。
进一步的，S8中在对齿轮进行回火时，采用低温回火，温度为130℃～210℃之间，回火时间为1.5～2h，通过回火处理提高了齿轮坯件金相组织的稳定性，有助于保持齿轮坯件的几何尺寸与性能，同时有助于消除齿轮坯件淬火时产生的内应力提高韧性。
进一步的，S9中在检验入库时包括以下步骤：
检测齿轮的齿距、基圆直径、分度圆直径及表面粗糙度；
测量完毕后做防锈处理并编号入库。
本发明的有益效果为：通过在Fe粉末中加入C、Ni、Cr、Mn、Ti等金属，构成中碳合金钢，经过热处理之后能够具备良好的强度、硬度和韧性，表面耐磨而心部有良好的韧性耐冲击。可使粉末冶金产品达到很高的精度并兼有良好的尺寸一致性。经精整后的齿轮坯件精度达IT6-IT7级，经复压复烧精整后的零件精度可达IT5-IT6级。采用金属粉末压制的齿轮的精度可达滚齿加工的相同精度，同时可使齿轮零件的表面粗糙度达到Ra1.0-6.3。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺的工艺流程图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，该工艺包括以下步骤：
步骤S1：选料，根据技术参数要求选择合适的金属粉末配方；
步骤S2：根据齿轮技术参数制作压制模具；
步骤S3：将调配好的技术粉末放入模具中在压力机上于震动环境下压制成型；
步骤S4：将压制成型的坯件进行烧结；
步骤S5：将烧结后的坯件进行退火处理；
具体的，在将烧结后的坯件进行退火处理时，包括以下步骤：
将齿轮坯件安装在退火工装上；
将装夹后齿轮坯件于退火炉中匀速加热至250℃后均温一段时间，然后继续匀速加热至480℃，再均温一段时间后，匀速加热至550℃后等温一段时间；
最后进行冷却处理；
步骤S6：修整退火后的坯件直至达到尺寸要求；
步骤S7：对齿轮坯件进行热处理；
具体的，对齿轮坯件进行热处理时，包括以下步骤：
将齿轮坯件放入密封多用炉或真空炉中进行淬火，然后冷却至室温；
继而将齿轮坯件放置与液氮中停留一定时间进行冷处理。
步骤S8：对齿轮坯件的齿进行中频淬火，然后回火；
步骤S9：检验入库；
具体的，在检验入库时包括以下步骤：
检测齿轮的齿距、基圆直径、分度圆直径及表面粗糙度；
测量完毕后做防锈处理并编号入库。
在一个实施例中，S1中的金属粉末配方包括C粉、Ni粉、Cr粉、Mn粉、Ti粉、Fe粉末及粘合剂；
其中各原料百分比为：
C粉：0.3～0.35％；
Cr粉：0.7～0.85％；
Ni粉：0.9～1.30％；
Mn粉：1.0～1.20％；
Ti粉：0.5～0.83％；
粘合剂：0.6～0.80％；
其余均为Fe粉，从而在Fe粉末中加入C、Ni、Cr、Mn、Ti等金属，构成中碳合金钢，经过热处理之后能够具备良好的强度、硬度和韧性，表面耐磨而心部有良好的韧性耐冲击。
在一个实施例中，S3中金属粉末在压力机上压制过程中压力为0.8～1.2Mpa，振动环境的振动频率为200Hz/min，从而可以使金属粉从初始的相对密度0.4～0.5到最终相对密度0.8～1，进而在进行压制时使金属粉末压制更加的紧实，得到完整的坯件，提高了压制的质量。
在一个实施例中，S4中在将压制成型的坯件进行烧结时的加热温度为1200～1400℃。
在一个实施例中，均温时间均为2h，等温时间为4h。
在一个实施例中，对齿轮坯件冷处理时的保温时间为5～10min。
在一个实施例中，S8中在对齿轮进行回火时，采用低温回火，温度为130℃～210℃之间，回火时间为1.5～2h，通过回火处理提高了齿轮坯件金相组织的稳定性，有助于保持齿轮坯件的几何尺寸与性能，同时有助于消除齿轮坯件淬火时产生的内应力提高韧性。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过在Fe粉末中加入C、Ni、Cr、Mn、Ti等金属，构成中碳合金钢，经过热处理之后能够具备良好的强度、硬度和韧性，表面耐磨而心部有良好的韧性耐冲击。可使粉末冶金产品达到很高的精度并兼有良好的尺寸一致性。经精整后的齿轮坯件精度达IT6-IT7级，经复压复烧精整后的零件精度可达IT5-IT6级。采用金属粉末压制的齿轮的精度可达滚齿加工的相同精度，同时可使齿轮零件的表面粗糙度达到Ra1.0-6.3。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
S1：选料，根据技术参数要求选择合适的金属粉末配方；
S2：根据齿轮技术参数制作压制模具；
S3：将调配好的技术粉末放入模具中在压力机上于震动环境下压制成型；
S4：将压制成型的坯件进行烧结；
S5：将烧结后的坯件进行退火处理；
S6：修整退火后的坯件直至达到尺寸要求；
S7：对齿轮坯件进行热处理；
S8：对齿轮坯件的齿进行中频淬火，然后回火；
S9：检验入库。
2.根据权利要求1所述的一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，其特征在于，所述S1中的所述金属粉末配方包括C粉、Ni粉、Cr粉、Mn粉、Ti粉、Fe粉末及粘合剂；
其中各原料百分比为：
C粉：0.3～0.35％；
Cr粉：0.7～0.85％；
Ni粉：0.9～1.30％；
Mn粉：1.0～1.20％；
Ti粉：0.5～0.83％；
粘合剂：0.6～0.80％；
其余均为Fe粉。
3.根据权利要求1所述的一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，其特征在于，所述S3中金属粉末在压力机上压制过程中压力为0.8～1.2Mpa，所述振动环境的振动频率为200Hz/min。
4.根据权利要求1所述的一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，其特征在于，所述S4中在将压制成型的坯件进行烧结时的加热温度为1200～1400℃。
5.根据权利要求1所述的一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，其特征在于，所述S5中在将烧结后的坯件进行退火处理时，包括以下步骤：
将齿轮坯件安装在退火工装上；
将装夹后齿轮坯件于退火炉中匀速加热至250℃后均温一段时间，然后继续匀速加热至480℃，再均温一段时间后，匀速加热至550℃后等温一段时间；
最后进行冷却处理。
6.根据权利要求5所述的一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，其特征在于，所述均温时间均为2h，所述等温时间为4h。
7.根据权利要求1所述的一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，其特征在于，所述S7在对齿轮坯件进行热处理时，包括以下步骤：
将齿轮坯件放入密封多用炉或真空炉中进行淬火，然后冷却至室温；
继而将齿轮坯件放置与液氮中停留一定时间进行冷处理。
8.根据权利要求7所述的一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，其特征在于，对齿轮坯件冷处理时的保温时间为5～10min。
9.根据权利要求1所述的一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，其特征在于，所述S8中在对齿轮进行回火时，采用低温回火，温度为130℃～210℃之间，回火时间为1.5～2h。
10.根据权利要求1所述的一种基于粉末冶金压制成型的油泵主动齿轮的制备工艺，其特征在于，所述S9中在检验入库时包括以下步骤：
检测齿轮的齿距、基圆直径、分度圆直径及表面粗糙度；
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