CN113290238A - 一种抗压粉末冶金齿轮材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗压粉末冶金齿轮材料及其制备方法，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为10份‑20份，所述钨钴钛粉的占比设为15份‑23份。本发明通过以铜粉等金属粉末为主，并在此基础上添加了硬质合金粉，具体的是以三种难熔碳化物的粉末成分混合在一起，并结合多种金属粉末混合而成制成的齿轮材料，使得成品齿轮具备了硬度高、热硬性高、耐磨性好、抗压强度高等优点，同时该齿轮在后续使用的过程中，还提高了耐腐蚀性和抗氧化性，大大提高了该粉末冶金出来的齿轮的性能，较好的满足了使用者的需求，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮生产加工技术领域，尤其是一种抗压粉末冶金齿轮材料及其制备方法。
背景技术
粉末冶金是一种金属材料的加工方式，它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，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一，粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。
现市面上的粉末冶金齿轮大多数在生产加工时都是采用传统的工艺材料进行生产，这样就导致了生产出来的成品齿轮抗压程度不高，且本身的硬度也不够强，无法满足使用者的多种需求，在应用时存在一定的局限性。
发明内容
本发明针对背景技术中的不足，提供了一种抗压粉末冶金齿轮材料及其制备方法。
本发明为解决上述现象，采用以下技术方案，一种抗压粉末冶金齿轮材料，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为10份-20份，所述钨钴钛粉的占比设为15份-23份，所述钨钛钽粉的占比设为13份-25份，所述铜粉的占比设为20份-35份，所述陶瓷粉的占比设为8份-15份，所述石墨粉的占比设为5份-11份，所述铁粉的占比设为16份-21份，所述碳粉的占比设为28份-36份，所述镍粉的占比设为10份-15份，所述碳化钨粉的占比设为3份-6份，所述铝粉的占比设为13份-19份。
作为本发明的进一步优选方式，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为20份，所述钨钴钛粉的占比设为23份，所述钨钛钽粉的占比设为25份，所述铜粉的占比设为35份，所述陶瓷粉的占比设为15份，所述石墨粉的占比设为11份，所述铁粉的占比设为21份，所述碳粉的占比设为36份，所述镍粉的占比设为15份，所述碳化钨粉的占比设为6份，所述铝粉的占比设为19份。
作为本发明的进一步优选方式，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为10份，所述钨钴钛粉的占比设为15份，所述钨钛钽粉的占比设为13份，所述铜粉的占比设为20份，所述陶瓷粉的占比设为8份，所述石墨粉的占比设为5份，所述铁粉的占比设为16份，所述碳粉的占比设为28份，所述镍粉的占比设为10份，所述碳化钨粉的占比设为3份，所述铝粉的占比设为13份。
作为本发明的进一步优选方式，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为15份，所述钨钴钛粉的占比设为19份，所述钨钛钽粉的占比设为19份，所述铜粉的占比设为26份，所述陶瓷粉的占比设为11份，所述石墨粉的占比设为8份，所述铁粉的占比设为18份，所述碳粉的占比设为32份，所述镍粉的占比设为12份，所述碳化钨粉的占比设为4份，所述铝粉的占比设为16份。
制作方法包括如下：
S1，首先准备好需要制备齿轮的原料，按照配料单上的原料，依次取出相应的原料并用密封的容器装好，接着即可放置在一旁等待备用；
S2，将所有的粉末混合在一起，并将其投入在混料机的内部，然后启动混料机进行混料工作；
S3，混合后的粉末原料转运到粉末冶金压制设备内部，然后经过粉末冶金压制设备的压制，即可形成相应的齿轮样式；
S4，将压制后的齿轮半成品放置到烧结炉的内部，经过烧结炉的高温烧结即可形成相应的齿轮结构；
S5，最后再对齿轮进行多道工序的精加工处理，即可获得成品齿轮。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S1中，在对原材料进行备料的过程中，需要用高精度秤对每一种原料进行称量，从而称取出相应原料分量，并将相应的原材料数据记录好留待后续查验。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S2中，在混料过程中，混料的时间为10min-15min，且混料机的转速为300r/min。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S4中，在烧结过程中，烧结炉的温度处于800℃-100℃区间，同时烧结时间为1.3h-2.1h。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S5中，最后在精加工过程中，需要依次进行精压、滚压、挤压、淬火、浸油等步骤，从而起到提高成品齿轮的精度、硬度和抗压性能的目的。
本发明通过以铜粉等金属粉末为主，并在此基础上添加了硬质合金粉，具体的是以三种难熔碳化物的粉末成分混合在一起，并结合多种金属粉末混合而成制成的齿轮材料，使得成品齿轮具备了硬度高、热硬性高、耐磨性好、抗压强度高等优点，同时该齿轮在后续使用的过程中，还提高了耐腐蚀性和抗氧化性，大大提高了该粉末冶金出来的齿轮的性能，较好的满足了使用者的需求，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明的制备流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，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。
本发明提供一种技术方案：一种抗压粉末冶金齿轮材料及其制备方法，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为10份-20份，所述钨钴钛粉的占比设为15份-23份，所述钨钛钽粉的占比设为13份-25份，所述铜粉的占比设为20份-35份，所述陶瓷粉的占比设为8份-15份，所述石墨粉的占比设为5份-11份，所述铁粉的占比设为16份-21份，所述碳粉的占比设为28份-36份，所述镍粉的占比设为10份-15份，所述碳化钨粉的占比设为3份-6份，所述铝粉的占比设为13份-19份。
制作方法包括如下：
S1，首先准备好需要制备齿轮的原料，按照配料单上的原料，依次取出相应的原料并用密封的容器装好，接着即可放置在一旁等待备用；
S2，将所有的粉末混合在一起，并将其投入在混料机的内部，然后启动混料机进行混料工作；
S3，混合后的粉末原料转运到粉末冶金压制设备内部，然后经过粉末冶金压制设备的压制，即可形成相应的齿轮样式；
S4，将压制后的齿轮半成品放置到烧结炉的内部，经过烧结炉的高温烧结即可形成相应的齿轮结构；
S5，最后再对齿轮进行多道工序的精加工处理，即可获得成品齿轮。
步骤S1中，在对原材料进行备料的过程中，需要用高精度秤对每一种原料进行称量，从而称取出相应原料分量，并将相应的原材料数据记录好留待后续查验。
步骤S2中，在混料过程中，混料的时间为10min-15min，且混料机的转速为300r/min。
步骤S4中，在烧结过程中，烧结炉的温度处于800℃-100℃区间，同时烧结时间为1.3h-2.1h。
步骤S5中，最后在精加工过程中，需要依次进行精压、滚压、挤压、淬火、浸油等步骤，从而起到提高成品齿轮的精度、硬度和抗压性能的目的。
实例一
本发明提供一种技术方案：一种抗压粉末冶金齿轮材料及其制备方法，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为20份，所述钨钴钛粉的占比设为23份，所述钨钛钽粉的占比设为25份，所述铜粉的占比设为35份，所述陶瓷粉的占比设为15份，所述石墨粉的占比设为11份，所述铁粉的占比设为21份，所述碳粉的占比设为36份，所述镍粉的占比设为15份，所述碳化钨粉的占比设为6份，所述铝粉的占比设为19份。
制作方法包括如下：
S1，首先准备好需要制备齿轮的原料，按照配料单上的原料，依次取出相应的原料并用密封的容器装好，接着即可放置在一旁等待备用；
S2，将所有的粉末混合在一起，并将其投入在混料机的内部，然后启动混料机进行混料工作；
S3，混合后的粉末原料转运到粉末冶金压制设备内部，然后经过粉末冶金压制设备的压制，即可形成相应的齿轮样式；
S4，将压制后的齿轮半成品放置到烧结炉的内部，经过烧结炉的高温烧结即可形成相应的齿轮结构；
S5，最后再对齿轮进行多道工序的精加工处理，即可获得成品齿轮。
S1，首先准备好需要制备齿轮的原料，按照配料单上的原料，依次取出相应的原料并用密封的容器装好，接着即可放置在一旁等待备用；
S2，将所有的粉末混合在一起，并将其投入在混料机的内部，然后启动混料机进行混料工作；
S3，混合后的粉末原料转运到粉末冶金压制设备内部，然后经过粉末冶金压制设备的压制，即可形成相应的齿轮样式；
S4，将压制后的齿轮半成品放置到烧结炉的内部，经过烧结炉的高温烧结即可形成相应的齿轮结构；
S5，最后再对齿轮进行多道工序的精加工处理，即可获得成品齿轮。
步骤S1中，在对原材料进行备料的过程中，需要用高精度秤对每一种原料进行称量，从而称取出相应原料分量，并将相应的原材料数据记录好留待后续查验。
步骤S2中，在混料过程中，混料的时间为10min-15min，且混料机的转速为300r/min。
步骤S4中，在烧结过程中，烧结炉的温度处于800℃-100℃区间，同时烧结时间为1.3h-2.1h。
步骤S5中，最后在精加工过程中，需要依次进行精压、滚压、挤压、淬火、浸油等步骤，从而起到提高成品齿轮的精度、硬度和抗压性能的目的。
实例二
本发明提供一种技术方案：一种抗压粉末冶金齿轮材料及其制备方法，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为10份，所述钨钴钛粉的占比设为15份，所述钨钛钽粉的占比设为13份，所述铜粉的占比设为20份，所述陶瓷粉的占比设为8份，所述石墨粉的占比设为5份，所述铁粉的占比设为16份，所述碳粉的占比设为28份，所述镍粉的占比设为10份，所述碳化钨粉的占比设为3份，所述铝粉的占比设为13份。
制作方法包括如下：
S1，首先准备好需要制备齿轮的原料，按照配料单上的原料，依次取出相应的原料并用密封的容器装好，接着即可放置在一旁等待备用；
S2，将所有的粉末混合在一起，并将其投入在混料机的内部，然后启动混料机进行混料工作；
S3，混合后的粉末原料转运到粉末冶金压制设备内部，然后经过粉末冶金压制设备的压制，即可形成相应的齿轮样式；
S4，将压制后的齿轮半成品放置到烧结炉的内部，经过烧结炉的高温烧结即可形成相应的齿轮结构；
S5，最后再对齿轮进行多道工序的精加工处理，即可获得成品齿轮。
S1，首先准备好需要制备齿轮的原料，按照配料单上的原料，依次取出相应的原料并用密封的容器装好，接着即可放置在一旁等待备用；
S2，将所有的粉末混合在一起，并将其投入在混料机的内部，然后启动混料机进行混料工作；
S3，混合后的粉末原料转运到粉末冶金压制设备内部，然后经过粉末冶金压制设备的压制，即可形成相应的齿轮样式；
S4，将压制后的齿轮半成品放置到烧结炉的内部，经过烧结炉的高温烧结即可形成相应的齿轮结构；
S5，最后再对齿轮进行多道工序的精加工处理，即可获得成品齿轮。
步骤S1中，在对原材料进行备料的过程中，需要用高精度秤对每一种原料进行称量，从而称取出相应原料分量，并将相应的原材料数据记录好留待后续查验。
步骤S2中，在混料过程中，混料的时间为10min-15min，且混料机的转速为300r/min。
步骤S4中，在烧结过程中，烧结炉的温度处于800℃-100℃区间，同时烧结时间为1.3h-2.1h。
步骤S5中，最后在精加工过程中，需要依次进行精压、滚压、挤压、淬火、浸油等步骤，从而起到提高成品齿轮的精度、硬度和抗压性能的目的。
实例三
本发明提供一种技术方案：一种抗压粉末冶金齿轮材料及其制备方法，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为15份，所述钨钴钛粉的占比设为19份，所述钨钛钽粉的占比设为19份，所述铜粉的占比设为26份，所述陶瓷粉的占比设为11份，所述石墨粉的占比设为8份，所述铁粉的占比设为18份，所述碳粉的占比设为32份，所述镍粉的占比设为12份，所述碳化钨粉的占比设为4份，所述铝粉的占比设为16份。
制作方法包括如下：
S1，首先准备好需要制备齿轮的原料，按照配料单上的原料，依次取出相应的原料并用密封的容器装好，接着即可放置在一旁等待备用；
S2，将所有的粉末混合在一起，并将其投入在混料机的内部，然后启动混料机进行混料工作；
S3，混合后的粉末原料转运到粉末冶金压制设备内部，然后经过粉末冶金压制设备的压制，即可形成相应的齿轮样式；
S4，将压制后的齿轮半成品放置到烧结炉的内部，经过烧结炉的高温烧结即可形成相应的齿轮结构；
S5，最后再对齿轮进行多道工序的精加工处理，即可获得成品齿轮。
S1，首先准备好需要制备齿轮的原料，按照配料单上的原料，依次取出相应的原料并用密封的容器装好，接着即可放置在一旁等待备用；
S2，将所有的粉末混合在一起，并将其投入在混料机的内部，然后启动混料机进行混料工作；
S3，混合后的粉末原料转运到粉末冶金压制设备内部，然后经过粉末冶金压制设备的压制，即可形成相应的齿轮样式；
S4，将压制后的齿轮半成品放置到烧结炉的内部，经过烧结炉的高温烧结即可形成相应的齿轮结构；
S5，最后再对齿轮进行多道工序的精加工处理，即可获得成品齿轮。
步骤S1中，在对原材料进行备料的过程中，需要用高精度秤对每一种原料进行称量，从而称取出相应原料分量，并将相应的原材料数据记录好留待后续查验。
步骤S2中，在混料过程中，混料的时间为10min-15min，且混料机的转速为300r/min。
步骤S4中，在烧结过程中，烧结炉的温度处于800℃-100℃区间，同时烧结时间为1.3h-2.1h。
步骤S5中，最后在精加工过程中，需要依次进行精压、滚压、挤压、淬火、浸油等步骤，从而起到提高成品齿轮的精度、硬度和抗压性能的目的。本发明齿轮材料参数表格如下表:
综上所述，本发明通过以铜粉等金属粉末为主，并在此基础上添加了硬质合金粉，具体的是以三种难熔碳化物的粉末成分混合在一起，并结合多种金属粉末混合而成制成的齿轮材料，使得成品齿轮具备了硬度高、热硬性高、耐磨性好、抗压强度高等优点，同时该齿轮在后续使用的过程中，还提高了耐腐蚀性和抗氧化性，大大提高了该粉末冶金出来的齿轮的性能，较好的满足了使用者的需求，具有广泛的应用前景；同时采用粉末冶金的方式加工出来的齿轮材料可以起到减少材料的浪费的作用，对于材料的利用率高达95％，且采用模具一体成形，可生产其他切削和滚齿加工无法加工出来的一些复杂齿轮，成产的效率更高成本更低。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种抗压粉末冶金齿轮材料，其特征在于，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为10份-20份，所述钨钴钛粉的占比设为15份-23份，所述钨钛钽粉的占比设为13份-25份，所述铜粉的占比设为20份-35份，所述陶瓷粉的占比设为8份-15份，所述石墨粉的占比设为5份-11份，所述铁粉的占比设为16份-21份，所述碳粉的占比设为28份-36份，所述镍粉的占比设为10份-15份，所述碳化钨粉的占比设为3份-6份，所述铝粉的占比设为13份-19份。
2.根据权利要求1所述的一种抗压粉末冶金齿轮材料，其特征在于，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为20份，所述钨钴钛粉的占比设为23份，所述钨钛钽粉的占比设为25份，所述铜粉的占比设为35份，所述陶瓷粉的占比设为15份，所述石墨粉的占比设为11份，所述铁粉的占比设为21份，所述碳粉的占比设为36份，所述镍粉的占比设为15份，所述碳化钨粉的占比设为6份，所述铝粉的占比设为19份。
3.根据权利要求1所述的一种抗压粉末冶金齿轮材料，其特征在于，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为10份，所述钨钴钛粉的占比设为15份，所述钨钛钽粉的占比设为13份，所述铜粉的占比设为20份，所述陶瓷粉的占比设为8份，所述石墨粉的占比设为5份，所述铁粉的占比设为16份，所述碳粉的占比设为28份，所述镍粉的占比设为10份，所述碳化钨粉的占比设为3份，所述铝粉的占比设为13份。
4.根据权利要求1所述的一种抗压粉末冶金齿轮材料，其特征在于，包括铜粉、陶瓷粉、石墨粉、铁粉、碳粉、镍粉、碳化钨粉、铝粉以及硬质合金粉，所述硬质合金粉包括钨钴粉、钨钴钛粉和钨钛钽粉，所述钨钴粉的占比设为15份，所述钨钴钛粉的占比设为19份，所述钨钛钽粉的占比设为19份，所述铜粉的占比设为26份，所述陶瓷粉的占比设为11份，所述石墨粉的占比设为8份，所述铁粉的占比设为18份，所述碳粉的占比设为32份，所述镍粉的占比设为12份，所述碳化钨粉的占比设为4份，所述铝粉的占比设为16份。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种抗压粉末冶金齿轮材料的制备方法，其特征在于，制作步骤包括如下：
S1，备料：首先准备好需要制备齿轮的原料，按照配料单上的原料，依次取出相应的原料并用密封的容器装好，接着即可放置在一旁等待备用；
S2，混料：将所有的粉末混合在一起，并将其投入在混料机的内部，然后启动混料机进行混料工作；
S3，压制粉末：混合后的粉末原料转运到粉末冶金压制设备内部，然后经过粉末冶金压制设备的压制，即可形成相应的齿轮样式；
S4，烧结处理：将压制后的齿轮半成品放置到烧结炉的内部，经过烧结炉的高温烧结即可形成相应的齿轮结构；
S5，精加工：最后再对齿轮进行多道工序的精加工处理，即可获得成品齿轮。
6.根据权利要求5所述的一种抗压粉末冶金齿轮材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，在对原材料进行备料的过程中，需要用高精度秤对每一种原料进行称量，从而称取出相应原料分量，并将相应的原材料数据记录好留待后续查验。
7.根据权利要求5所述的一种抗压粉末冶金齿轮材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，在混料过程中，混料的时间为10min-15min，且混料机的转速为300r/min。
8.根据权利要求5所述的一种抗压粉末冶金齿轮材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，在烧结过程中，烧结炉的温度处于800℃-100℃区间，同时烧结时间为1.3h-2.1h。
9.根据权利要求5所述的一种抗压粉末冶金齿轮材料的制备方法，其特征在于，步骤S5中，最后在精加工过程中，需要依次进行精压、滚压、挤压、淬火、浸油等步骤，从而起到提高成品齿轮的精度、硬度和抗压性能的目的。
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