CN116555674B - 一种耐腐蚀齿轮及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐腐蚀齿轮及其制备方法，涉及齿轮材料技术领域，包括齿轮本体及涂覆于其表面的功能防腐涂层；所述齿轮本体是由下列重量份的粉末原料压制而成：铁粉100份、铝粉0.1‑0.4份、铜粉1.2‑2.2份、钼粉0.4‑0.9份、镍粉0.3‑0.5份、锆粉0.03‑0.05份、稀土0.01‑0.03份、钽粉0.01‑0.03份、铋粉0.001‑0.002份、铌粉0.05‑0.12份、铸石粉0.4‑0.9份、纳米硼化硅0.05‑0.1份、纳米碳化铬0.08‑0.12份。该耐腐蚀齿轮机械力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性优异。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮材料技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀齿轮及其制备方法。
背景技术
齿轮是最基本的机械基础零部件之一，具有精确传动比、传动平稳、工作速率高、互换性好、服役寿命长及成本低廉等优点。在汽车工业、船舶、能源、航空、航天等各个工业领域中得到了广泛的应用。因此一定程度上说，齿轮的制造水平和质量是衡量工业水平的重要标志。
现有的齿轮材料或多或少存在机械力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性不足的缺陷，这极大影响了齿轮作为传动系统的正常工作，甚至带来危险。为了解决上述问题，授权公告号为CN106282817B的中国发明专利公开了一种高速齿轮箱用耐磨齿轮，其成分为：C，Cr，Si，Mn，Zn，Cu，Ag，Au，Pt，Ni，W，Mo，Nd，Ce，Eu，Lu，Ti，AlN，S，P，滑石粉，氧化镁，碳化钨，蒙脱石，和Fe。该发明的高速齿轮箱用耐磨齿轮由于原料中含有Zn、Ni和W，加强了齿轮的耐热和耐腐蚀性能。然而，其机械力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性仍然有待进一步提高。
因此，开发一种机械力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性优异的耐腐蚀齿轮及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进齿轮材料的制造领域的发展具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种机械力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性优异的耐腐蚀齿轮及其制备方法。
为达到以上目的，本发明提供一种耐腐蚀齿轮，包括齿轮本体及涂覆于其表面的功能防腐涂层；所述齿轮本体是由下列重量份的粉末原料压制而成：铁粉100份、铝粉0.1-0.4份、铜粉1.2-2.2份、钼粉0.4-0.9份、镍粉0.3-0.5份、锆粉0.03-0.05份、稀土0.01-0.03份、钽粉0.01-0.03份、铋粉0.001-0.002份、铌粉0.05-0.12份、铸石粉0.4-0.9份、纳米硼化硅0.05-0.1份、纳米碳化铬0.08-0.12份。
优选的，所述齿轮本体的原料还包括：环氧基超支化聚硼硅氧烷0.05-0.1份、三聚磷酸钠0.03-0.05份、9,9-双(4-氨基苯基)芴0.01-0.03份。
优选的，所述环氧基超支化聚硼硅氧烷的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述环氧基超支化聚硼硅氧烷是按中国发明专利CN107868252B中实施例1的方法制成。
优选的，所述纳米硼化硅的粒径为20-80nm；所述纳米碳化铬的粒径为10-50nm。
优选的，所述铁粉的粒径为800-1200目；所述铝粉的粒径为1100-1300目；所述铜粉的粒径为1300-1600目；所述钼粉的粒径为1100-1500目；所述镍粉的粒径为1200-1400目。
优选的，所述锆粉的粒径为1300-1600目；所述稀土的粒径为1200-1400目；所述钽粉的粒径为1100-1300目；所述铋粉的粒径为1200-1500目；所述铌粉的粒径为1200-1600目；所述铸石粉的粒径为1200-1500目。
优选的，所述稀土为钪粉、钇粉、镧粉按质量比1:(1-2):(0.5-0.8)混合形成的混合物。
优选的，所述功能防腐涂层是由如下按重量份计算的如下各组分制成的：2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3-5份、N-乙烯基咔唑5-8份、乙烯基三甲氧基硅烷1-2份、双(1-乙烯基咪唑-2-)酮2-4份、丙烯酸改性聚醚醚酮40-60份、引发剂0.8-1.2份、溶剂30-40份。
优选的，所述丙烯酸改性聚醚醚酮的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述丙烯酸改性聚醚醚酮是按中国发明专利CN109337019B中实施例1的方法制成。
优选的，所述溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述耐腐蚀齿轮的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将齿轮本体各原料按重量份混合，放入混料机中混配均匀后，得到铁基混合粉末；
步骤S2、将混配好的铁基混合粉末装入模具中，压制成型得到生坯，再在烧结炉中烧结。
步骤S3、热处理后，得到齿轮本体；
步骤S4、将功能防腐涂层各组分混合均匀后，涂覆于齿轮本体表面，在70-80℃下固化3-5小时，后再置于110-120℃下干燥至恒重，得到耐腐蚀齿轮。
优选的，步骤S2中所述压制成型的压力为530-600MPa。
优选的，步骤S2中所述烧结为热压烧结，是在惰性气体的保护气氛中进行的，烧结温度为1200-1300℃，保温时间1-2h，对模具施加的压力为20-30MPa。
优选的，所述惰性气体为氮气。
优选的，步骤S3中所述热处理包括依次进行的正火处理、淬火处理和回火处理。
优选的，所述正火处理的温度为870-910℃，保温时间为1-2h，后在空气中冷却；所述淬火处理的过程是在850-880℃下保温2-4小时后水冷；所述回火处理的过程是在550-610℃下保温1-3小时后在空气中冷却。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明公开的耐腐蚀齿轮的制备方法，采用常规设备即可实现，无需对现有生产线进行改造，资金投入少，操作控制方便，制备效率和良品率高，适于工业化生产和推广应用。
（2）本发明公开的耐腐蚀齿轮，包括齿轮本体及涂覆于其表面的功能防腐涂层；所述齿轮本体是由下列重量份的粉末原料压制而成：铁粉100份、铝粉0.1-0.4份、铜粉1.2-2.2份、钼粉0.4-0.9份、镍粉0.3-0.5份、锆粉0.03-0.05份、稀土0.01-0.03份、钽粉0.01-0.03份、铋粉0.001-0.002份、铌粉0.05-0.12份、铸石粉0.4-0.9份、纳米硼化硅0.05-0.1份、纳米碳化铬0.08-0.12份。通过这样的结构和原料配方设计，各原料之间能更好地发挥相互配合共同作用，使得制成的耐腐蚀齿轮机械力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性优异。
（3）本发明公开的耐腐蚀齿轮，所述齿轮本体的原料还包括：环氧基超支化聚硼硅氧烷0.05-0.1份、三聚磷酸钠0.03-0.05份、9,9-双(4-氨基苯基)芴0.01-0.03份。与其它原料相互配合作用，能有效提高成品件的密度均匀一致性和致密度；另外，还能改善各原料之间的相容性，进而改善产品的机械力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性。
（4）本发明公开的耐腐蚀齿轮，所述功能防腐涂层是由如下按重量份计算的如下各组分制成的：2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3-5份、N-乙烯基咔唑5-8份、乙烯基三甲氧基硅烷1-2份、双(1-乙烯基咪唑-2-)酮2-4份、丙烯酸改性聚醚醚酮40-60份、引发剂0.8-1.2份、溶剂30-40份。通过各组分相互配合共同作用，在涂层分子结构中同时引入环硼氧烷、咔唑、甲氧基硅烷、咪唑酮和聚醚醚酮结构，它们在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，能赋予涂层优异的耐腐蚀性、耐磨性和性能稳定性，同时还能改善其与齿轮本体之间的附着能力，进而延长齿轮产品的寿命。
（5）本发明公开的耐腐蚀齿轮，通过制备工艺参数的合理选取，使得制成的产品性能和性能稳定性能有效提升，同时还能提高材料利用率和生产率，进而有效延长产品使用寿命。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种耐腐蚀齿轮，包括齿轮本体及涂覆于其表面的功能防腐涂层；所述齿轮本体是由下列重量份的粉末原料压制而成：铁粉100份、铝粉0.1份、铜粉1.2份、钼粉0.4份、镍粉0.3份、锆粉0.03份、稀土0.01份、钽粉0.01份、铋粉0.001份、铌粉0.05份、铸石粉0.4份、纳米硼化硅0.05份、纳米碳化铬0.08份。
所述齿轮本体的原料还包括：环氧基超支化聚硼硅氧烷0.05份、三聚磷酸钠0.03份、9,9-双(4-氨基苯基)芴0.01份；所述环氧基超支化聚硼硅氧烷是按中国发明专利CN107868252B中实施例1的方法制成。
所述纳米硼化硅的粒径为80nm；所述纳米碳化铬的粒径为50nm；所述铁粉的粒径为1200目；所述铝粉的粒径为1300目；所述铜粉的粒径为1600目；所述钼粉的粒径为1500目；所述镍粉的粒径为1400目；所述锆粉的粒径为1600目；所述稀土的粒径为1400目；所述钽粉的粒径为1300目；所述铋粉的粒径为1500目；所述铌粉的粒径为1600目；所述铸石粉的粒径为1500目。
所述稀土为钪粉、钇粉、镧粉按质量比1:1:0.5混合形成的混合物。
所述功能防腐涂层是由如下按重量份计算的如下各组分制成的：2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3份、N-乙烯基咔唑5份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、双(1-乙烯基咪唑-2-)酮2份、丙烯酸改性聚醚醚酮40份、引发剂0.8份、溶剂30份；所述丙烯酸改性聚醚醚酮是按中国发明专利CN109337019B中实施例1的方法制成；所述溶剂为二甲亚砜；所述引发剂为偶氮二异丁腈。
一种所述耐腐蚀齿轮的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将齿轮本体各原料按重量份混合，放入混料机中混配均匀后，得到铁基混合粉末；
步骤S2、将混配好的铁基混合粉末装入模具中，压制成型得到生坯，再在烧结炉中烧结。
步骤S3、热处理后，得到齿轮本体；
步骤S4、将功能防腐涂层各组分混合均匀后，涂覆于齿轮本体表面，在70℃下固化3小时，后再置于110℃下干燥至恒重，得到耐腐蚀齿轮。
步骤S2中所述压制成型的压力为530MPa；步骤S2中所述烧结为热压烧结，是在惰性气体的保护气氛中进行的，烧结温度为1200℃，保温时间1h，对模具施加的压力为20MPa；所述惰性气体为氮气。
步骤S3中所述热处理包括依次进行的正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理的温度为870℃，保温时间为1h，后在空气中冷却；所述淬火处理的过程是在850℃下保温2小时后水冷；所述回火处理的过程是在550℃下保温1小时后在空气中冷却。
实施例2
一种耐腐蚀齿轮，包括齿轮本体及涂覆于其表面的功能防腐涂层；所述齿轮本体是由下列重量份的粉末原料压制而成：铁粉100份、铝粉0.2份、铜粉1.5份、钼粉0.5份、镍粉0.35份、锆粉0.035份、稀土0.015份、钽粉0.015份、铋粉0.0013份、铌粉0.07份、铸石粉0.5份、纳米硼化硅0.06份、纳米碳化铬0.09份。
所述齿轮本体的原料还包括：环氧基超支化聚硼硅氧烷0.07份、三聚磷酸钠0.035份、9,9-双(4-氨基苯基)芴0.015份；所述环氧基超支化聚硼硅氧烷是按中国发明专利CN107868252B中实施例1的方法制成。
所述纳米硼化硅的粒径为60nm；所述纳米碳化铬的粒径为40nm；所述铁粉的粒径为1100目；所述铝粉的粒径为1250目；所述铜粉的粒径为1500目；所述钼粉的粒径为1400目；所述镍粉的粒径为1350目；所述锆粉的粒径为1500目；所述稀土的粒径为1350目；所述钽粉的粒径为1230目；所述铋粉的粒径为1400目；所述铌粉的粒径为1500目；所述铸石粉的粒径为1420目。
所述稀土为钪粉、钇粉、镧粉按质量比1:1.3:0.6混合形成的混合物。
所述功能防腐涂层是由如下按重量份计算的如下各组分制成的：2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3.5份、N-乙烯基咔唑6份、乙烯基三甲氧基硅烷1.2份、双(1-乙烯基咪唑-2-)酮2.5份、丙烯酸改性聚醚醚酮45份、引发剂0.9份、溶剂33份；所述丙烯酸改性聚醚醚酮是按中国发明专利CN109337019B中实施例1的方法制成；所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述引发剂为偶氮二异丁腈。
一种所述耐腐蚀齿轮的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将齿轮本体各原料按重量份混合，放入混料机中混配均匀后，得到铁基混合粉末；
步骤S2、将混配好的铁基混合粉末装入模具中，压制成型得到生坯，再在烧结炉中烧结。
步骤S3、热处理后，得到齿轮本体；
步骤S4、将功能防腐涂层各组分混合均匀后，涂覆于齿轮本体表面，在73℃下固化3.5小时，后再置于112℃下干燥至恒重，得到耐腐蚀齿轮。
步骤S2中所述压制成型的压力为550MPa；步骤S2中所述烧结为热压烧结，是在惰性气体的保护气氛中进行的，烧结温度为1220℃，保温时间1.2h，对模具施加的压力为23MPa；所述惰性气体为氮气。
步骤S3中所述热处理包括依次进行的正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理的温度为880℃，保温时间为1.2h，后在空气中冷却；所述淬火处理的过程是在860℃下保温2.5小时后水冷；所述回火处理的过程是在570℃下保温1.5小时后在空气中冷却。
实施例3
一种耐腐蚀齿轮，包括齿轮本体及涂覆于其表面的功能防腐涂层；所述齿轮本体是由下列重量份的粉末原料压制而成：铁粉100份、铝粉0.25份、铜粉1.7份、钼粉0.65份、镍粉0.4份、锆粉0.04份、稀土0.02份、钽粉0.02份、铋粉0.0015份、铌粉0.08份、铸石粉0.65份、纳米硼化硅0.07份、纳米碳化铬0.1份。
所述齿轮本体的原料还包括：环氧基超支化聚硼硅氧烷0.08份、三聚磷酸钠0.04份、9,9-双(4-氨基苯基)芴0.02份；所述环氧基超支化聚硼硅氧烷是按中国发明专利CN107868252B中实施例1的方法制成。
所述纳米硼化硅的粒径为40nm；所述纳米碳化铬的粒径为30nm；所述铁粉的粒径为1000目；所述铝粉的粒径为1200目；所述铜粉的粒径为1450目；所述钼粉的粒径为1300目；所述镍粉的粒径为1300目；所述锆粉的粒径为1450目；所述稀土的粒径为1300目；所述钽粉的粒径为1200目；所述铋粉的粒径为1350目；所述铌粉的粒径为1400目；所述铸石粉的粒径为1350目。
所述稀土为钪粉、钇粉、镧粉按质量比1:1.5:0.65混合形成的混合物。
所述功能防腐涂层是由如下按重量份计算的如下各组分制成的：2,4,6-三乙烯基环硼氧烷4份、N-乙烯基咔唑6.5份、乙烯基三甲氧基硅烷1.5份、双(1-乙烯基咪唑-2-)酮3份、丙烯酸改性聚醚醚酮50份、引发剂1份、溶剂35份；所述丙烯酸改性聚醚醚酮是按中国发明专利CN109337019B中实施例1的方法制成；所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述引发剂为偶氮二异丁腈。
一种所述耐腐蚀齿轮的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将齿轮本体各原料按重量份混合，放入混料机中混配均匀后，得到铁基混合粉末；
步骤S2、将混配好的铁基混合粉末装入模具中，压制成型得到生坯，再在烧结炉中烧结。
步骤S3、热处理后，得到齿轮本体；
步骤S4、将功能防腐涂层各组分混合均匀后，涂覆于齿轮本体表面，在75℃下固化4小时，后再置于115℃下干燥至恒重，得到耐腐蚀齿轮。
步骤S2中所述压制成型的压力为570MPa；步骤S2中所述烧结为热压烧结，是在惰性气体的保护气氛中进行的，烧结温度为1250℃，保温时间1.5h，对模具施加的压力为25MPa；所述惰性气体为氮气。
步骤S3中所述热处理包括依次进行的正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理的温度为890℃，保温时间为1.5h，后在空气中冷却；所述淬火处理的过程是在865℃下保温3小时后水冷；所述回火处理的过程是在580℃下保温2小时后在空气中冷却。
实施例4
一种耐腐蚀齿轮，包括齿轮本体及涂覆于其表面的功能防腐涂层；所述齿轮本体是由下列重量份的粉末原料压制而成：铁粉100份、铝粉0.35份、铜粉2份、钼粉0.8份、镍粉0.45份、锆粉0.045份、稀土0.025份、钽粉0.025份、铋粉0.0018份、铌粉0.11份、铸石粉0.8份、纳米硼化硅0.09份、纳米碳化铬0.11份。
所述齿轮本体的原料还包括：环氧基超支化聚硼硅氧烷0.09份、三聚磷酸钠0.045份、9,9-双(4-氨基苯基)芴0.025份；所述环氧基超支化聚硼硅氧烷是按中国发明专利CN107868252B中实施例1的方法制成。
所述纳米硼化硅的粒径为30nm；所述纳米碳化铬的粒径为20nm；所述铁粉的粒径为900目；所述铝粉的粒径为1150目；所述铜粉的粒径为1400目；所述钼粉的粒径为1200目；所述镍粉的粒径为1250目；所述锆粉的粒径为1400目；所述稀土的粒径为1250目；所述钽粉的粒径为1150目；所述铋粉的粒径为1250目；所述铌粉的粒径为1300目；所述铸石粉的粒径为1300目。
所述稀土为钪粉、钇粉、镧粉按质量比1:1.8:0.75混合形成的混合物。
所述功能防腐涂层是由如下按重量份计算的如下各组分制成的：2,4,6-三乙烯基环硼氧烷4.5份、N-乙烯基咔唑7.5份、乙烯基三甲氧基硅烷1.8份、双(1-乙烯基咪唑-2-)酮3.5份、丙烯酸改性聚醚醚酮55份、引发剂1.1份、溶剂38份；所述丙烯酸改性聚醚醚酮是按中国发明专利CN109337019B中实施例1的方法制成；所述溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:2:1混合形成的混合物；所述引发剂为偶氮二异丁腈。
一种所述耐腐蚀齿轮的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将齿轮本体各原料按重量份混合，放入混料机中混配均匀后，得到铁基混合粉末；
步骤S2、将混配好的铁基混合粉末装入模具中，压制成型得到生坯，再在烧结炉中烧结。
步骤S3、热处理后，得到齿轮本体；
步骤S4、将功能防腐涂层各组分混合均匀后，涂覆于齿轮本体表面，在78℃下固化4.5小时，后再置于118℃下干燥至恒重，得到耐腐蚀齿轮。
步骤S2中所述压制成型的压力为590MPa；步骤S2中所述烧结为热压烧结，是在惰性气体的保护气氛中进行的，烧结温度为1280℃，保温时间1.8h，对模具施加的压力为28MPa；所述惰性气体为氮气。
步骤S3中所述热处理包括依次进行的正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理的温度为900℃，保温时间为1.8h，后在空气中冷却；所述淬火处理的过程是在875℃下保温3.5小时后水冷；所述回火处理的过程是在600℃下保温2.5小时后在空气中冷却。
实施例5
一种耐腐蚀齿轮，包括齿轮本体及涂覆于其表面的功能防腐涂层；所述齿轮本体是由下列重量份的粉末原料压制而成：铁粉100份、铝粉0.4份、铜粉2.2份、钼粉0.9份、镍粉0.5份、锆粉0.05份、稀土0.03份、钽粉0.03份、铋粉0.002份、铌粉0.12份、铸石粉0.9份、纳米硼化硅0.1份、纳米碳化铬0.12份。
所述齿轮本体的原料还包括：环氧基超支化聚硼硅氧烷0.1份、三聚磷酸钠0.05份、9,9-双(4-氨基苯基)芴0.03份；所述环氧基超支化聚硼硅氧烷是按中国发明专利CN107868252B中实施例1的方法制成。
所述纳米硼化硅的粒径为20nm；所述纳米碳化铬的粒径为10nm；所述铁粉的粒径为800目；所述铝粉的粒径为1100目；所述铜粉的粒径为1300目；所述钼粉的粒径为1100目；所述镍粉的粒径为1200目；所述锆粉的粒径为1300目；所述稀土的粒径为1200目；所述钽粉的粒径为1100目；所述铋粉的粒径为1200目；所述铌粉的粒径为1200目；所述铸石粉的粒径为1200目。
所述稀土为钪粉、钇粉、镧粉按质量比1:2:0.8混合形成的混合物。
所述功能防腐涂层是由如下按重量份计算的如下各组分制成的：2,4,6-三乙烯基环硼氧烷5份、N-乙烯基咔唑8份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、双(1-乙烯基咪唑-2-)酮4份、丙烯酸改性聚醚醚酮60份、引发剂1.2份、溶剂40份；所述丙烯酸改性聚醚醚酮是按中国发明专利CN109337019B中实施例1的方法制成；所述溶剂为二甲亚砜；所述引发剂为偶氮二异丁腈。
一种所述耐腐蚀齿轮的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将齿轮本体各原料按重量份混合，放入混料机中混配均匀后，得到铁基混合粉末；
步骤S2、将混配好的铁基混合粉末装入模具中，压制成型得到生坯，再在烧结炉中烧结。
步骤S3、热处理后，得到齿轮本体；
步骤S4、将功能防腐涂层各组分混合均匀后，涂覆于齿轮本体表面，在80℃下固化5小时，后再置于120℃下干燥至恒重，得到耐腐蚀齿轮。
步骤S2中所述压制成型的压力为600MPa；步骤S2中所述烧结为热压烧结，是在惰性气体的保护气氛中进行的，烧结温度为1300℃，保温时间2h，对模具施加的压力为30MPa；所述惰性气体为氮气。
步骤S3中所述热处理包括依次进行的正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理的温度为910℃，保温时间为2h，后在空气中冷却；所述淬火处理的过程是在880℃下保温4小时后水冷；所述回火处理的过程是在610℃下保温3小时后在空气中冷却。
对比例1
一种耐腐蚀齿轮，其与实施例1基本相同，不同的是没有添加铸石粉、钽粉、纳米硼化硅和2,4,6-三乙烯基环硼氧烷。
对比例2
一种耐腐蚀齿轮，其与实施例1基本相同，不同的是没有添加纳米碳化铬、稀土、铝粉和双(1-乙烯基咪唑-2-)酮（CAS：168322-10-9）。
为了进一步说明本发明各实施例制成的耐腐蚀齿轮的有益技术效果，对实施例1-5及对比例1-2制成的耐腐蚀齿轮进行相关性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：
（1）抗拉强度：参考标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行测试。
（2）耐腐蚀性：对制得的耐腐蚀齿轮进行盐雾耐腐蚀试验测试，试验温度为35℃，用5％质量浓度的氯化钠水溶液在试验箱内喷雾，用以模拟环境的加速腐蚀，耐腐蚀齿轮的耐受时间（即保持未生锈的时间）超过1200小时的为耐腐蚀合格，否则不合格。
（3）耐磨性：利用型号为MFT-R4000高速往复摩擦磨损试验仪对各例耐腐蚀齿轮本体试样进行摩擦磨损的测试，测试载荷为30N，测试时间为5min，摩擦长度为5×10-3m，摩擦球为φ4mm的Al2O3材料，再利用三维形貌仪对摩擦磨损后的材料进行磨损体积的测量，得到磨损率；磨损率W的计算公式如下：W＝m/N·L，其中，W为磨损率(g/N·m)；m为磨损质量(g)；N为载荷(N)；L为总行程(m)。
从表1可见，本发明实施例公开的耐腐蚀齿轮，与对比例产品相比，具有更加优异的机械力学性能、耐腐蚀性耐磨性能；铸石粉、钽粉、纳米硼化硅、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷、纳米碳化铬、稀土、铝粉和双(1-乙烯基咪唑-2-)酮的加入对改善上述性能有益。
表1
| 项目 | 抗拉强度 | 磨损率 | 耐腐蚀性 |
| 单位 | MPa | ×10-10g/N·m | — |
| 实施例1 | 940 | 0.20 | 合格 |
| 实施例2 | 952 | 0.18 | 合格 |
| 实施例3 | 960 | 0.17 | 合格 |
| 实施例4 | 973 | 0.14 | 合格 |
| 实施例5 | 982 | 0.13 | 合格 |
| 对比例1 | 856 | 0.35 | 不合格 |
| 对比例2 | 877 | 0.51 | 不合格 |
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (7)
1.一种耐腐蚀齿轮，其特征在于，包括齿轮本体及涂覆于其表面的功能防腐涂层；所述齿轮本体是由下列重量份的粉末原料压制而成：铁粉100份、铝粉0.1-0.4份、铜粉1.2-2.2份、钼粉0.4-0.9份、镍粉0.3-0.5份、锆粉0.03-0.05份、稀土0.01-0.03份、钽粉0.01-0.03份、铋粉0.001-0.002份、铌粉0.05-0.12份、铸石粉0.4-0.9份、纳米硼化硅0.05-0.1份、纳米碳化铬0.08-0.12份、环氧基超支化聚硼硅氧烷0.05-0.1份、三聚磷酸钠0.03-0.05份、9,9-双(4-氨基苯基)芴0.01-0.03份；所述稀土为钪粉、钇粉、镧粉按质量比1:(1-2):(0.5-0.8)混合形成的混合物；
所述功能防腐涂层是由如下按重量份计算的各组分制成的：2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3-5份、N-乙烯基咔唑5-8份、乙烯基三甲氧基硅烷1-2份、双(1-乙烯基咪唑-2-)酮2-4份、丙烯酸改性聚醚醚酮40-60份、引发剂0.8-1.2份、溶剂30-40份。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀齿轮，其特征在于，所述纳米硼化硅的粒径为20-80nm；所述纳米碳化铬的粒径为10-50nm；所述铁粉的粒径为800-1200目；所述铝粉的粒径为1100-1300目；所述铜粉的粒径为1300-1600目；所述钼粉的粒径为1100-1500目；所述镍粉的粒径为1200-1400目。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀齿轮，其特征在于，所述锆粉的粒径为1300-1600目；所述稀土的粒径为1200-1400目；所述钽粉的粒径为1100-1300目；所述铋粉的粒径为1200-1500目；所述铌粉的粒径为1200-1600目；所述铸石粉的粒径为1200-1500目。
4.根据权利要求1所述的耐腐蚀齿轮，其特征在于，所述溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述引发剂为偶氮二异丁腈。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述耐腐蚀齿轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、将齿轮本体各原料按重量份混合，放入混料机中混配均匀后，得到铁基混合粉末；
步骤S2、将混配好的铁基混合粉末装入模具中，压制成型得到生坯，再在烧结炉中烧结；
步骤S3、热处理后，得到齿轮本体；
步骤S4、将功能防腐涂层各组分混合均匀后，涂覆于齿轮本体表面，在70-80℃下固化3-5小时，后再置于110-120℃下干燥至恒重，得到耐腐蚀齿轮。
6.根据权利要求5所述的耐腐蚀齿轮的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述压制成型的压力为530-600MPa；步骤S2中所述烧结为热压烧结，是在惰性气体的保护气氛中进行的，烧结温度为1200-1300℃，保温时间1-2h，对模具施加的压力为20-30MPa；所述惰性气体为氮气。
7.根据权利要求5所述的耐腐蚀齿轮的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述热处理包括依次进行的正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理的温度为870-910℃，保温时间为1-2h，后在空气中冷却；所述淬火处理的过程是在850-880℃下保温2-4小时后水冷；所述回火处理的过程是在550-610℃下保温1-3小时后在空气中冷却。
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