CN114351081B - 一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法，加工步骤包括：1)将钢基体齿轮刻蚀，除油，烘干，获得刻蚀后钢基体齿轮；2)涂覆Ru‑Ce氧化物薄层，获得表面处理工件1；3)表面镀镍层，获得表面处理工件2；4)调质处理，然后等离子辉光渗碳，获得表面渗碳工件3；5)回火处理，然后油淬至常温，除油，抛光，获得所述微型减速器用耐磨齿轮。本发明所述方法加工处理后的齿轮表面硬度显著提高，使得齿轮的耐磨性能得以优化，延长了齿轮的使用寿命，减少维修或更换的频次，降低维护成本。

Description

一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域，尤其涉及一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法。
背景技术
在轻工业中应用领域中，减速器要求速比大、体积小，例如行星齿轮微型减速器等。微型减速器中安装的齿轮作为动力传输机构，一般都要求有较大的耐磨性和一定的强度，从而提高减速器的使用寿命，减少更换或维修次数，降低售后成本。
发明内容
为达到上述技术目的，本发明提供了一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法，其制备步骤包括：
1)将钢基体齿轮浸泡在稀盐酸溶液中3～5min刻蚀，刻蚀后用去离子水超声波清洗20～30min，然后浸泡在丙酮溶液中除油，烘干，获得刻蚀后钢基体齿轮；
2)配置正丁醇、异丙醇和水的混合液，将RuCl3·3H2O、CeCl3·7H2O溶解在所述正丁醇、异丙醇和水的混合液中配成前躯体液，然后将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，涂覆完成后置于100℃环境下烘干10～15min，然后置于450～480℃的马弗炉中煅烧10～15min，空冷至常温，再次用将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，重复上述烘干和煅烧步骤，直到共涂覆9～10次后，将烘干后的工件在450～480℃的马弗炉中煅烧1～2h，获得表面处理工件1；
3)将所述表面处理工件1浸泡在丙酮中20～30min除油，烘干，然后浸泡在氯化亚锡的水溶液中10～15min，浸泡完成后取出，再次浸泡在氯化铅的水溶液中10～15min，浸泡完成后再浸入镀液中进行化学镀镍，镀镍完成后将工件取出，去离子水洗涤，烘干，获得表面处理工件2；
4)将所述表面处理工件2在热处理炉中加热至780～800℃保温4～6h，炉中充入氩气保护，炉内维持3～5倍的标准大气压；保温结束后随炉冷却至500℃以下，然后空冷至常温；冷却后的工件放置在低温辉光离子渗氮炉的阴极盘上，用钛网罩住工件，且钛网和所述阴极盘直接接触；开启渗氮炉进行辉光等离子渗碳处理，渗碳气氛为氢气、甲烷和氩气的混合气体，渗碳温度为400～450℃，渗碳时间为8～9h，电压为750V，渗碳环境压力为400～420Pa；渗碳完成后充入氮气，在氮气保护环境下随炉冷却至常温，获得表面渗碳工件3；
5)将所述表面渗碳工件3加热到500～530℃保温7～8h，然后油淬至常温，除油清洗，然后用布轮将工件抛光，获得所述微型减速器用耐磨齿轮。
进一步地，所述钢基体齿轮的材质为5CrNiMo模具钢。
进一步地，所述步骤1)中，稀盐酸溶液中溶质的质量百分数为5％。
进一步地，配置所述前躯体溶液所用组分量比RuCl3·3H2O：CeCl3·7H2O：正丁醇、异丙醇和水的混合液＝2～3g：20～30g：500mL。
进一步地，所述氯化亚锡的水溶液中氯化亚锡的浓度为15～20mg/L，所述氯化铅的水溶液中氯化铅的浓度为30～40mg/L，所述镀液的配方为：硫酸镍20～25g/L，柠檬酸钠10～12g/L，次亚磷酸钠14～18g/L，醋酸钠10～13g/L，硫脲3～4mg/L，溶剂为水；镀镍工艺为：施镀温度75±5℃，施镀时间3～4h。
进一步地，所述渗碳气氛中氢气、甲烷和氩气的体积流量比氢气：甲烷：氩气＝600:4～8:2～3。
本发明的有益效果在于：本申请所述方法加工处理后的齿轮表面硬度显著提高，使得齿轮的耐磨性能得以优化，延长了齿轮的使用寿命，减少维修或更换的频次，降低维护成本。
具体实施方式
下面结合实施例进行详细的说明：
实施例1
一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法，其制备步骤包括：
1)将5CrNiMo模具钢基体齿轮浸泡在稀盐酸溶液中3min刻蚀，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分数为5％，刻蚀后用去离子水超声波清洗20min，然后浸泡在丙酮溶液中除油，80℃烘干10min，获得刻蚀后钢基体齿轮；
2)按体积比正丁醇：异丙醇：水＝3:1:100的比例将正丁醇、异丙醇和水混合均匀配置成正丁醇、异丙醇和水的混合液，将RuCl3·3H2O、CeCl3·7H2O溶解在所述正丁醇、异丙醇和水的混合液中配成前躯体液，配置所述前躯体溶液所用组分量比RuCl3·3H2O：CeCl3·7H2O：正丁醇、异丙醇和水的混合液＝2g：20g：500mL。然后将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，涂覆完成后置于100℃环境下烘干10min，然后置于450℃的马弗炉中煅烧10min，空冷至常温，再次用将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，重复上述烘干和煅烧步骤，直到共涂覆9次后，将烘干后的工件在450℃的马弗炉中煅烧2h，获得表面处理工件1；
3)将所述表面处理工件1浸泡在丙酮中20min除油，80℃烘干，然后按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例将除油工件浸泡在氯化亚锡的水溶液中10min，浸泡完成后取出，再次按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例浸泡在氯化铅的水溶液中10min，每次浸泡需保证工件整体表面都浸泡在溶液中。其中所述氯化亚锡的水溶液中氯化亚锡的浓度为20mg/L，所述氯化铅的水溶液中氯化铅的浓度为40mg/L，浸泡完成后再浸入镀液中进行化学镀镍，所述镀液的配方为：硫酸镍20g/L，柠檬酸钠10g/L，次亚磷酸钠14g/L，醋酸钠10g/L，硫脲3mg/L，溶剂为水；镀镍工艺为：施镀温度75±5℃，施镀时间3h，固液质量比工件/镀液＝1:30。镀镍完成后将工件取出，去离子水洗涤3次，80℃烘干，获得表面处理工件2；
4)将所述表面处理工件2在热处理炉中加热至780℃保温4h，炉中充入氩气保护，炉内维持3倍的标准大气压；保温结束后随炉冷却至500℃，然后空冷至常温；冷却后的工件放置在低温辉光离子渗氮炉的阴极盘上，用钛网罩住工件，且钛网和所述阴极盘直接接触；开启渗氮炉进行辉光等离子渗碳处理，渗碳气氛为氢气、甲烷和氩气的混合气体，渗碳气氛中氢气、甲烷和氩气的体积流量比氢气：甲烷：氩气＝600:4:2；渗碳温度为400℃，渗碳时间为9h，电压为750V，渗碳环境压力为400Pa；渗碳完成后充入氮气，在氮气保护环境下随炉冷却至常温，获得表面渗碳工件3；
5)将所述表面渗碳工件3加热到500℃保温8h，然后油淬至常温，除油清洗，然后用布轮将工件抛光，获得所述微型减速器用耐磨齿轮。
实施例2
一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法，其制备步骤包括：
1)将5CrNiMo模具钢基体齿轮浸泡在稀盐酸溶液中3min刻蚀，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分数为5％，刻蚀后用去离子水超声波清洗20min，然后浸泡在丙酮溶液中除油，80℃烘干10min，获得刻蚀后钢基体齿轮；
2)按体积比正丁醇：异丙醇：水＝3:1:100的比例将正丁醇、异丙醇和水混合均匀配置成正丁醇、异丙醇和水的混合液，将RuCl3·3H2O、CeCl3·7H2O溶解在所述正丁醇、异丙醇和水的混合液中配成前躯体液，配置所述前躯体溶液所用组分量比RuCl3·3H2O：CeCl3·7H2O：正丁醇、异丙醇和水的混合液＝2g：24g：500mL。然后将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，涂覆完成后置于100℃环境下烘干10min，然后置于460℃的马弗炉中煅烧10min，空冷至常温，再次用将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，重复上述烘干和煅烧步骤，直到共涂覆9次后，将烘干后的工件在460℃的马弗炉中煅烧2h，获得表面处理工件1；
3)将所述表面处理工件1浸泡在丙酮中20min除油，80℃烘干，然后按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例将除油工件浸泡在氯化亚锡的水溶液中10min，浸泡完成后取出，再次按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例浸泡在氯化铅的水溶液中10min，每次浸泡需保证工件整体表面都浸泡在溶液中。其中所述氯化亚锡的水溶液中氯化亚锡的浓度为20mg/L，所述氯化铅的水溶液中氯化铅的浓度为40mg/L，浸泡完成后再浸入镀液中进行化学镀镍，所述镀液的配方为：硫酸镍22g/L，柠檬酸钠11g/L，次亚磷酸钠16g/L，醋酸钠12g/L，硫脲3mg/L，溶剂为水；镀镍工艺为：施镀温度75±5℃，施镀时间3h，固液质量比工件/镀液＝1:30。镀镍完成后将工件取出，去离子水洗涤3次，80℃烘干，获得表面处理工件2；
4)将所述表面处理工件2在热处理炉中加热至790℃保温5h，炉中充入氩气保护，炉内维持3倍的标准大气压；保温结束后随炉冷却至500℃，然后空冷至常温；冷却后的工件放置在低温辉光离子渗氮炉的阴极盘上，用钛网罩住工件，且钛网和所述阴极盘直接接触；开启渗氮炉进行辉光等离子渗碳处理，渗碳气氛为氢气、甲烷和氩气的混合气体，渗碳气氛中氢气、甲烷和氩气的体积流量比氢气：甲烷：氩气＝600:6:2；渗碳温度为420℃，渗碳时间为9h，电压为750V，渗碳环境压力为400Pa；渗碳完成后充入氮气，在氮气保护环境下随炉冷却至常温，获得表面渗碳工件3；
5)将所述表面渗碳工件3加热到510℃保温8h，然后油淬至常温，除油清洗，然后用布轮将工件抛光，获得所述微型减速器用耐磨齿轮。
实施例3
一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法，其制备步骤包括：
1)将5CrNiMo模具钢基体齿轮浸泡在稀盐酸溶液中3min刻蚀，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分数为5％，刻蚀后用去离子水超声波清洗20min，然后浸泡在丙酮溶液中除油，80℃烘干10min，获得刻蚀后钢基体齿轮；
2)按体积比正丁醇：异丙醇：水＝3:1:100的比例将正丁醇、异丙醇和水混合均匀配置成正丁醇、异丙醇和水的混合液，将RuCl3·3H2O、CeCl3·7H2O溶解在所述正丁醇、异丙醇和水的混合液中配成前躯体液，配置所述前躯体溶液所用组分量比RuCl3·3H2O：CeCl3·7H2O：正丁醇、异丙醇和水的混合液＝3g：25g：500mL。然后将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，涂覆完成后置于100℃环境下烘干10min，然后置于470℃的马弗炉中煅烧10min，空冷至常温，再次用将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，重复上述烘干和煅烧步骤，直到共涂覆9次后，将烘干后的工件在470℃的马弗炉中煅烧1h，获得表面处理工件1；
3)将所述表面处理工件1浸泡在丙酮中20min除油，80℃烘干，然后按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例将除油工件浸泡在氯化亚锡的水溶液中15min，浸泡完成后取出，再次按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例浸泡在氯化铅的水溶液中15min，每次浸泡需保证工件整体表面都浸泡在溶液中。其中所述氯化亚锡的水溶液中氯化亚锡的浓度为15mg/L，所述氯化铅的水溶液中氯化铅的浓度为30mg/L，浸泡完成后再浸入镀液中进行化学镀镍，所述镀液的配方为：硫酸镍24g/L，柠檬酸钠11g/L，次亚磷酸钠16g/L，醋酸钠12g/L，硫脲4mg/L，溶剂为水；镀镍工艺为：施镀温度75±5℃，施镀时间4h，固液质量比工件/镀液＝1:30。镀镍完成后将工件取出，去离子水洗涤3次，80℃烘干，获得表面处理工件2；
4)将所述表面处理工件2在热处理炉中加热至790℃保温5h，炉中充入氩气保护，炉内维持3倍的标准大气压；保温结束后随炉冷却至500℃，然后空冷至常温；冷却后的工件放置在低温辉光离子渗氮炉的阴极盘上，用钛网罩住工件，且钛网和所述阴极盘直接接触；开启渗氮炉进行辉光等离子渗碳处理，渗碳气氛为氢气、甲烷和氩气的混合气体，渗碳气氛中氢气、甲烷和氩气的体积流量比氢气：甲烷：氩气＝600:6:3；渗碳温度为440℃，渗碳时间为8h，电压为750V，渗碳环境压力为400Pa；渗碳完成后充入氮气，在氮气保护环境下随炉冷却至常温，获得表面渗碳工件3；
5)将所述表面渗碳工件3加热到520℃保温7h，然后油淬至常温，除油清洗，然后用布轮将工件抛光，获得所述微型减速器用耐磨齿轮。
实施例4
一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法，其制备步骤包括：
1)将5CrNiMo模具钢基体齿轮浸泡在稀盐酸溶液中3min刻蚀，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分数为5％，刻蚀后用去离子水超声波清洗20min，然后浸泡在丙酮溶液中除油，80℃烘干10min，获得刻蚀后钢基体齿轮；
2)按体积比正丁醇：异丙醇：水＝3:1:100的比例将正丁醇、异丙醇和水混合均匀配置成正丁醇、异丙醇和水的混合液，将RuCl3·3H2O、CeCl3·7H2O溶解在所述正丁醇、异丙醇和水的混合液中配成前躯体液，配置所述前躯体溶液所用组分量比RuCl3·3H2O：CeCl3·7H2O：正丁醇、异丙醇和水的混合液＝3g：30g：500mL。然后将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，涂覆完成后置于100℃环境下烘干10min，然后置于480℃的马弗炉中煅烧10min，空冷至常温，再次用将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，重复上述烘干和煅烧步骤，直到共涂覆9次后，将烘干后的工件在480℃的马弗炉中煅烧1h，获得表面处理工件1；
3)将所述表面处理工件1浸泡在丙酮中20min除油，80℃烘干，然后按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例将除油工件浸泡在氯化亚锡的水溶液中15min，浸泡完成后取出，再次按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例浸泡在氯化铅的水溶液中15min，每次浸泡需保证工件整体表面都浸泡在溶液中。其中所述氯化亚锡的水溶液中氯化亚锡的浓度为15mg/L，所述氯化铅的水溶液中氯化铅的浓度为30mg/L，浸泡完成后再浸入镀液中进行化学镀镍，所述镀液的配方为：硫酸镍25g/L，柠檬酸钠12g/L，次亚磷酸钠18g/L，醋酸钠13g/L，硫脲4mg/L，溶剂为水；镀镍工艺为：施镀温度75±5℃，施镀时间3h，固液质量比工件/镀液＝1:30。镀镍完成后将工件取出，去离子水洗涤3次，80℃烘干，获得表面处理工件2；
4)将所述表面处理工件2在热处理炉中加热至800℃保温4h，炉中充入氩气保护，炉内维持3倍的标准大气压；保温结束后随炉冷却至500℃，然后空冷至常温；冷却后的工件放置在低温辉光离子渗氮炉的阴极盘上，用钛网罩住工件，且钛网和所述阴极盘直接接触；开启渗氮炉进行辉光等离子渗碳处理，渗碳气氛为氢气、甲烷和氩气的混合气体，渗碳气氛中氢气、甲烷和氩气的体积流量比氢气：甲烷：氩气＝600:8:3；渗碳温度为400℃，渗碳时间为9h，电压为750V，渗碳环境压力为400Pa；渗碳完成后充入氮气，在氮气保护环境下随炉冷却至常温，获得表面渗碳工件3；
5)将所述表面渗碳工件3加热到530℃保温7h，然后油淬至常温，除油清洗，然后用布轮将工件抛光，获得所述微型减速器用耐磨齿轮。
对比例1
一种齿轮的加工方法，其制备步骤包括：
1)将5CrNiMo模具钢基体齿轮浸泡在稀盐酸溶液中3min刻蚀，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分数为5％，刻蚀后用去离子水超声波清洗20min，然后浸泡在丙酮溶液中除油，80℃烘干10min，获得刻蚀后钢基体齿轮；
2)按体积比正丁醇：异丙醇：水＝3:1:100的比例将正丁醇、异丙醇和水混合均匀配置成正丁醇、异丙醇和水的混合液，将RuCl3·3H2O溶解在所述正丁醇、异丙醇和水的混合液中配成前躯体液，配置所述前躯体溶液所用组分量比RuCl3·3H2O：正丁醇、异丙醇和水的混合液＝3g：500mL。然后将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，涂覆完成后置于100℃环境下烘干10min，然后置于470℃的马弗炉中煅烧10min，空冷至常温，再次用将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，重复上述烘干和煅烧步骤，直到共涂覆9次后，将烘干后的工件在470℃的马弗炉中煅烧1h，获得表面处理工件1；
3)将所述表面处理工件1浸泡在丙酮中20min除油，80℃烘干，然后按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例将除油工件浸泡在氯化亚锡的水溶液中15min，浸泡完成后取出，再次按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例浸泡在氯化铅的水溶液中15min，每次浸泡需保证工件整体表面都浸泡在溶液中。其中所述氯化亚锡的水溶液中氯化亚锡的浓度为15mg/L，所述氯化铅的水溶液中氯化铅的浓度为30mg/L，浸泡完成后再浸入镀液中进行化学镀镍，所述镀液的配方为：硫酸镍24g/L，柠檬酸钠11g/L，次亚磷酸钠16g/L，醋酸钠12g/L，硫脲4mg/L，溶剂为水；镀镍工艺为：施镀温度75±5℃，施镀时间4h，固液质量比工件/镀液＝1:30。镀镍完成后将工件取出，去离子水洗涤3次，80℃烘干，获得表面处理工件2；
4)将所述表面处理工件2在热处理炉中加热至790℃保温5h，炉中充入氩气保护，炉内维持3倍的标准大气压；保温结束后随炉冷却至500℃，然后空冷至常温；冷却后的工件放置在低温辉光离子渗氮炉的阴极盘上，用钛网罩住工件，且钛网和所述阴极盘直接接触；开启渗氮炉进行辉光等离子渗碳处理，渗碳气氛为氢气、甲烷和氩气的混合气体，渗碳气氛中氢气、甲烷和氩气的体积流量比氢气：甲烷：氩气＝600:6:3；渗碳温度为440℃，渗碳时间为8h，电压为750V，渗碳环境压力为400Pa；渗碳完成后充入氮气，在氮气保护环境下随炉冷却至常温，获得表面渗碳工件3；
5)将所述表面渗碳工件3加热到520℃保温7h，然后油淬至常温，除油清洗，然后用布轮将工件抛光，获得本对比例所述齿轮。
对比例2
一种齿轮的加工方法，其制备步骤包括：
1)将5CrNiMo模具钢基体齿轮浸泡在稀盐酸溶液中3min刻蚀，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分数为5％，刻蚀后用去离子水超声波清洗20min，然后浸泡在丙酮溶液中除油，80℃烘干10min，获得刻蚀后钢基体齿轮；
2)按体积比正丁醇：异丙醇：水＝3:1:100的比例将正丁醇、异丙醇和水混合均匀配置成正丁醇、异丙醇和水的混合液，将CeCl3·7H2O溶解在所述正丁醇、异丙醇和水的混合液中配成前躯体液，配置所述前躯体溶液所用组分量比CeCl3·7H2O：正丁醇、异丙醇和水的混合液＝25g：500mL。然后将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，涂覆完成后置于100℃环境下烘干10min，然后置于470℃的马弗炉中煅烧10min，空冷至常温，再次用将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，重复上述烘干和煅烧步骤，直到共涂覆9次后，将烘干后的工件在470℃的马弗炉中煅烧1h，获得表面处理工件1；
3)将所述表面处理工件1浸泡在丙酮中20min除油，80℃烘干，然后按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例将除油工件浸泡在氯化亚锡的水溶液中15min，浸泡完成后取出，再次按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例浸泡在氯化铅的水溶液中15min，每次浸泡需保证工件整体表面都浸泡在溶液中。其中所述氯化亚锡的水溶液中氯化亚锡的浓度为15mg/L，所述氯化铅的水溶液中氯化铅的浓度为30mg/L，浸泡完成后再浸入镀液中进行化学镀镍，所述镀液的配方为：硫酸镍24g/L，柠檬酸钠11g/L，次亚磷酸钠16g/L，醋酸钠12g/L，硫脲4mg/L，溶剂为水；镀镍工艺为：施镀温度75±5℃，施镀时间4h，固液质量比工件/镀液＝1:30。镀镍完成后将工件取出，去离子水洗涤3次，80℃烘干，获得表面处理工件2；
4)将所述表面处理工件2在热处理炉中加热至790℃保温5h，炉中充入氩气保护，炉内维持3倍的标准大气压；保温结束后随炉冷却至500℃，然后空冷至常温；冷却后的工件放置在低温辉光离子渗氮炉的阴极盘上，用钛网罩住工件，且钛网和所述阴极盘直接接触；开启渗氮炉进行辉光等离子渗碳处理，渗碳气氛为氢气、甲烷和氩气的混合气体，渗碳气氛中氢气、甲烷和氩气的体积流量比氢气：甲烷：氩气＝600:6:3；渗碳温度为440℃，渗碳时间为8h，电压为750V，渗碳环境压力为400Pa；渗碳完成后充入氮气，在氮气保护环境下随炉冷却至常温，获得表面渗碳工件3；
5)将所述表面渗碳工件3加热到520℃保温7h，然后油淬至常温，除油清洗，然后用布轮将工件抛光，获得本对比例所述齿轮。
对比例3
一种齿轮的加工方法，其制备步骤包括：
1)将5CrNiMo模具钢基体齿轮浸泡在稀盐酸溶液中3min刻蚀，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分数为5％，刻蚀后用去离子水超声波清洗20min，然后浸泡在丙酮溶液中除油，80℃烘干10min，获得刻蚀后钢基体齿轮；
2)将所述刻蚀后钢基体齿轮浸泡在丙酮中20min除油，80℃烘干，然后按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例将除油工件浸泡在氯化亚锡的水溶液中15min，浸泡完成后取出，再次按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例浸泡在氯化铅的水溶液中15min，每次浸泡需保证工件整体表面都浸泡在溶液中。其中所述氯化亚锡的水溶液中氯化亚锡的浓度为15mg/L，所述氯化铅的水溶液中氯化铅的浓度为30mg/L，浸泡完成后再浸入镀液中进行化学镀镍，所述镀液的配方为：硫酸镍24g/L，柠檬酸钠11g/L，次亚磷酸钠16g/L，醋酸钠12g/L，硫脲4mg/L，溶剂为水；镀镍工艺为：施镀温度75±5℃，施镀时间4h，固液质量比工件/镀液＝1:30。镀镍完成后将工件取出，去离子水洗涤3次，80℃烘干，获得本对比例表面处理工件1；
3)将本对比例所述表面处理工件1在热处理炉中加热至790℃保温5h，炉中充入氩气保护，炉内维持3倍的标准大气压；保温结束后随炉冷却至500℃，然后空冷至常温；冷却后的工件放置在低温辉光离子渗氮炉的阴极盘上，用钛网罩住工件，且钛网和所述阴极盘直接接触；开启渗氮炉进行辉光等离子渗碳处理，渗碳气氛为氢气、甲烷和氩气的混合气体，渗碳气氛中氢气、甲烷和氩气的体积流量比氢气：甲烷：氩气＝600:6:3；渗碳温度为440℃，渗碳时间为8h，电压为750V，渗碳环境压力为400Pa；渗碳完成后充入氮气，在氮气保护环境下随炉冷却至常温，获得本对比例表面渗碳工件2；
4)将所述表面渗碳工件2加热到520℃保温7h，然后油淬至常温，除油清洗，然后用布轮将工件抛光，获得本对比例所述齿轮。
对比例4
一种齿轮的加工方法，其制备步骤包括：
1)将5CrNiMo模具钢基体齿轮浸泡在稀盐酸溶液中3min刻蚀，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分数为5％，刻蚀后用去离子水超声波清洗20min，然后浸泡在丙酮溶液中除油，80℃烘干10min，获得刻蚀后钢基体齿轮；
2)按体积比正丁醇：异丙醇：水＝3:1:100的比例将正丁醇、异丙醇和水混合均匀配置成正丁醇、异丙醇和水的混合液，将RuCl3·3H2O、CeCl3·7H2O溶解在所述正丁醇、异丙醇和水的混合液中配成前躯体液，配置所述前躯体溶液所用组分量比RuCl3·3H2O：CeCl3·7H2O：正丁醇、异丙醇和水的混合液＝3g：25g：500mL。然后将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，涂覆完成后置于100℃环境下烘干10min，然后置于470℃的马弗炉中煅烧10min，空冷至常温，再次用将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，重复上述烘干和煅烧步骤，直到共涂覆9次后，将烘干后的工件在470℃的马弗炉中煅烧1h，获得表面处理工件1；
3)将本对比例所述表面处理工件1在热处理炉中加热至790℃保温5h，炉中充入氩气保护，炉内维持3倍的标准大气压；保温结束后随炉冷却至500℃，然后空冷至常温；冷却后的工件放置在低温辉光离子渗氮炉的阴极盘上，用钛网罩住工件，且钛网和所述阴极盘直接接触；开启渗氮炉进行辉光等离子渗碳处理，渗碳气氛为氢气、甲烷和氩气的混合气体，渗碳气氛中氢气、甲烷和氩气的体积流量比氢气：甲烷：氩气＝600:6:3；渗碳温度为440℃，渗碳时间为8h，电压为750V，渗碳环境压力为400Pa；渗碳完成后充入氮气，在氮气保护环境下随炉冷却至常温，获得本对比例表面渗碳工件2；
4)将本对比例所述表面渗碳工件2加热到520℃保温7h，然后油淬至常温，除油清洗，然后用布轮将工件抛光，获得本对比例所述齿轮。
对比例5
一种齿轮的加工方法，其制备步骤包括：
1)将5CrNiMo模具钢基体齿轮浸泡在稀盐酸溶液中3min刻蚀，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分数为5％，刻蚀后用去离子水超声波清洗20min，然后浸泡在丙酮溶液中除油，80℃烘干10min，获得刻蚀后钢基体齿轮；
2)按体积比正丁醇：异丙醇：水＝3:1:100的比例将正丁醇、异丙醇和水混合均匀配置成正丁醇、异丙醇和水的混合液，将RuCl3·3H2O、CeCl3·7H2O溶解在所述正丁醇、异丙醇和水的混合液中配成前躯体液，配置所述前躯体溶液所用组分量比RuCl3·3H2O：CeCl3·7H2O：正丁醇、异丙醇和水的混合液＝3g：25g：500mL。然后将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，涂覆完成后置于100℃环境下烘干10min，然后置于470℃的马弗炉中煅烧10min，空冷至常温，再次用将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，重复上述烘干和煅烧步骤，直到共涂覆9次后，将烘干后的工件在470℃的马弗炉中煅烧1h，获得表面处理工件1；
3)将所述表面处理工件1浸泡在丙酮中20min除油，80℃烘干，然后按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例将除油工件浸泡在氯化亚锡的水溶液中15min，浸泡完成后取出，再次按固液质量比工件/溶液＝1/30的比例浸泡在氯化铅的水溶液中15min，每次浸泡需保证工件整体表面都浸泡在溶液中。其中所述氯化亚锡的水溶液中氯化亚锡的浓度为15mg/L，所述氯化铅的水溶液中氯化铅的浓度为30mg/L，浸泡完成后再浸入镀液中进行化学镀镍，所述镀液的配方为：硫酸镍24g/L，柠檬酸钠11g/L，次亚磷酸钠16g/L，醋酸钠12g/L，硫脲4mg/L，溶剂为水；镀镍工艺为：施镀温度75±5℃，施镀时间4h，固液质量比工件/镀液＝1:30。镀镍完成后将工件取出，去离子水洗涤3次，80℃烘干，获得表面处理工件2；
4)将所述表面处理工件2在热处理炉中加热至790℃保温5h，炉中充入氩气保护，炉内维持3倍的标准大气压；保温结束后随炉冷却至500℃，然后空冷至常温；冷却后的工件放置在低温辉光离子渗氮炉的阴极盘上；开启渗氮炉进行辉光等离子渗碳处理，渗碳气氛为氢气、甲烷和氩气的混合气体，渗碳气氛中氢气、甲烷和氩气的体积流量比氢气：甲烷：氩气＝600:6:3；渗碳温度为440℃，渗碳时间为8h，电压为750V，渗碳环境压力为400Pa；渗碳完成后充入氮气，在氮气保护环境下随炉冷却至常温，获得表面渗碳工件3；
5)将所述表面渗碳工件3加热到520℃保温7h，然后油淬至常温，除油清洗，然后用布轮将工件抛光，获得本对比例所述齿轮。
实施例5
按照国家标准GB/T4340.1-2009中的要求分别测试各实施例和对比例所述方法加工所得齿轮的维氏硬度值，结果如表1所示。
由表1可知，本申请所述方法加工处理后的齿轮表面硬度显著提高，使得齿轮的耐磨性能得以优化，延长了齿轮的使用寿命，减少维修或更换的频次，降低维护成本。对比实施例3和对比例1～3可知，通过在镀镍前预先涂覆一层Ru-Ce复合氧化物薄层，能够使得后续齿轮表面硬度明显改善，这可能是由于通过改变齿轮表面状态和活性，进一步影响到后续的镀镍和渗碳过程；对比实施例3和对比例4可知，省略本申请的镀镍过程使得齿轮表面硬度恶化，这可能是由于镍作为奥氏体形成元素对铁基体表面的碳元素迁移具有促进作用，改善碳渗入的难易程度，从而提高铁材质表面硬度。对比实施例3和对比例5可知，辉光离子渗碳过程中加设钛网能够改善渗碳效果，这可能是由于钛网起到了恒定温度的作用，置于钛网中的工件表面温度更加稳定，辉光分布均匀，同时，钛网在起辉的过程中受到氩原子的轰击会在工件表面有一定的沉积，使得碳更容易富集于工件表面，从而提高渗碳效果。
表1
试验组 维氏硬度值/HV1
实施例1 675
实施例2 682
实施例3 691
实施例4 697
对比例1 589
对比例2 554
对比例3 523
对比例4 470
对比例5 578
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法，其特征在于，加工步骤包括：
1) 将钢基体齿轮浸泡在稀盐酸溶液中3～5min刻蚀，刻蚀后用去离子水超声波清洗20～30min，然后浸泡在丙酮溶液中除油，烘干，获得刻蚀后钢基体齿轮；
2) 配置正丁醇、异丙醇和水的混合液，将RuCl3·3H2O、CeCl3·7H2O溶解在所述正丁醇、异丙醇和水的混合液中配成前躯体液，然后将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，涂覆完成后置于100℃环境下烘干10～15min，然后置于450～480℃的马弗炉中煅烧10～15min，空冷至常温，再次用将所述前躯体液均匀涂覆在所述刻蚀后钢基体齿轮表面，重复上述烘干和煅烧步骤，直到共涂覆9～10次后，将烘干后的工件在450～480℃的马弗炉中煅烧1～2h，获得表面处理工件1；
3) 将所述表面处理工件1浸泡在丙酮中20～30min除油，烘干，然后浸泡在氯化亚锡的水溶液中10～15min，浸泡完成后取出，再次浸泡在氯化铅的水溶液中10～15min，浸泡完成后再浸入镀液中进行化学镀镍，镀镍完成后将工件取出，去离子水洗涤，烘干，获得表面处理工件2；
4) 将所述表面处理工件2在热处理炉中加热至780～800℃保温4～6h，炉中充入氩气保护，炉内维持3～5倍的标准大气压；保温结束后随炉冷却至500℃以下，然后空冷至常温；冷却后的工件放置在低温辉光离子渗氮炉的阴极盘上，用钛网罩住工件，且钛网和所述阴极盘直接接触；开启渗氮炉进行辉光等离子渗碳处理，渗碳气氛为氢气、甲烷和氩气的混合气体，渗碳温度为400～450℃，渗碳时间为8～9h，电压为750V，渗碳环境压力为400～420Pa；渗碳完成后充入氮气，在氮气保护环境下随炉冷却至常温，获得表面渗碳工件3；
5) 将所述表面渗碳工件3加热到500～530℃保温7～8h，然后油淬至常温，除油清洗，然后用布轮将工件抛光，获得所述微型减速器用耐磨齿轮。
2.根据权利要求1所述的一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法，其特征在于，所述钢基体齿轮的材质为5CrNiMo模具钢。
3.根据权利要求1所述的一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法，其特征在于，所述步骤1)中，稀盐酸溶液中溶质的质量百分数为5%。
4.根据权利要求1所述的一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法，其特征在于，配置所述前躯体液所用组分量比RuCl3·3H2O：CeCl3·7H2O：正丁醇、异丙醇和水的混合液=2～3g：20～30g：500mL。
5.根据权利要求1所述的一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法，其特征在于，所述氯化亚锡的水溶液中氯化亚锡的浓度为15～20mg/L，所述氯化铅的水溶液中氯化铅的浓度为30～40 mg/L，所述镀液的配方为：硫酸镍20～25g/L，柠檬酸钠10～12g/L，次亚磷酸钠14～18g/L，醋酸钠10～13g/L，硫脲3～4mg/L，溶剂为水；镀镍工艺为：施镀温度75±5℃，施镀时间3～4h。
6.根据权利要求1所述的一种微型减速器用耐磨齿轮的加工方法，其特征在于，所述渗碳气氛中氢气、甲烷和氩气的体积流量比氢气：甲烷：氩气=600:4～8:2～3。
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