CN1319467A - 一种粉末冶金斜齿轮的温压成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高度为45～60mm的粉末冶金斜齿轮的温压成形方法,其特征在于在粉末冶金合金粉末配粉时加入0.1～0.2%(质量)的阿克腊润滑剂,并在混合均匀后在氮气保护下加热到120～140℃,然后在斜齿轮模具预热到130～150℃后,采用高压雾化方法将浓度为5～8%的聚四氟乙烯乳化液或者浓度为5～10%的MoS₂乳化液喷涂于模腔内壁上,最后温压成形。本法解决了制造高度为45～60mm的粉末冶金斜齿轮的难题,使斜齿轮齿部和本体、端部和中间部位密度差小,从而保证了工件质量,本法操作简便,成形力和脱模力较低,成品率较高。

Description

一种粉末冶金斜齿轮的温压成形方法

本发明涉及温压成形技术，特别是指一种高度为45mm～60mm的粉末冶金斜齿轮的温压成形方法。

现有的粉末冶金斜齿轮是采用旋转模压制成形。而粉末冶金的温压工艺是1994年由美国的Hoeganaes公司发明，它通常是将加有一些聚合物润滑剂的合金粉末和模具同时加热到130～150℃，以期获得较高密度的粉末冶金材料。由于粉末冶金斜齿轮结构上的特殊性，迄今为止，当采用先进的温压成形技术时，只能局限于制造5～30mm高的斜齿轮。对于高度为45～60mm间的斜齿轮，由于粉末和模具之间、粉末和粉末之间存在摩擦阻力，难于避免齿部和本体，端部和中间部位存在明显的密度差，因此工件在热处理中往往易于出现裂纹。

本发明的目的在于克服现有技术不足之处，解决高度为45～60mm的斜齿轮齿部和本体，端部和中间部位存在明显密度差的难题，提供一种粉末冶金斜齿轮的温压成形方法。

一种粉末冶金斜齿轮的温压成形方法，它依次历经配粉、混料、粉末预热、模具预热和温压成形，其特征在于：制造高度为45mm～60mm的粉末冶金斜齿轮时，在常规温压成形工艺的基础上增加如下条件：

(1)在粉末冶金合金粉末配粉时加入质量百分比为0.1～0.2％的阿克腊润滑剂并混合均匀；

(2)将已混合均匀的粉末冶金合金粉末在氮气保护下加热到120～140℃；

(3)在斜齿轮模具预热到130～150℃后，采用高压雾化方法将浓度为5～8％的聚四氟乙烯乳化液或者浓度为5～10％的MoS₂乳化液喷涂于模腔内壁上，涂层厚度为0.02～0.20毫米。

本发明的突出优点如下：

1、本发明解决了现有技术无法实现的高度为45～60mm的斜齿轮温压成形难题，斜齿轮整体密度均匀，齿部和本体密度相差仅为0.02g/cm³，端部和中间部位密度差仅为0.02～0.03g/cm³，克服和解决了现有温压技术齿部和本体、端部和中间部位存在明显密度差的难题。

2、使用价格低廉的乳化液作润滑剂，既减少粉尘污染，操作简便，又降低成形力和脱模力10～20％以上，提高模具寿命。

3、由于在模腔中喷涂乳化液，可使在粉末中混入的聚合物润滑剂量明显减少，仅为0.1～0.2％(质量)，可明显减少或避免在烧结过程中因脱蜡而产生炉膛污染的问题。

4、避免了粉末冶金斜齿轮在热处理过程中产生裂纹和开裂的现象，保证了工件质量，提高了成品率。

5、本发明制备的高度为45～60mm的斜齿轮特别适合用于大功率内燃机机油泵。

下面通过实施例对本发明作进一步详述：

实施例1：

1、将粉末冶金合金粉按如下要求及配比备料：

        组分           粒径        质量百分比

        雾化铁粉      ≤147μm       97.3

        羰基镍粉      2～3μm        2.0

        石墨粉        ≤74μm        0.6

        阿克腊        ≤38μm        0.1

2、将上述粉末在氮气保护下加热到140℃；

3、先将斜齿轮模具加热到140℃，再采用高压雾化方法将8％聚四氟乙烯乳化液喷于模腔内壁上；涂层厚度为0.03mm。

4、在500Mpa下旋转压制成形。如成形工件参数为法向模数mn=5.5，齿数z=10，压力角α=25°，螺旋角为β=8.1℃，高度为50毫米的粉末冶金斜齿轮。该斜齿轮整体密度为7.19g/cm³，齿部和本体密度相差0.02g/cm³，端部和中间部位密度相差0.03g/cm³。脱模力降低60Mpa，成形力降低80Mpa。

实施例2：

1、将合金粉按如下要求及配比备料：

        组分       粒径       质量百分比

        雾化铁粉    ≤147μm    93.8

        羰基镍粉    2～3μm     2.0

        电解铜粉    ≤74μm     2.0

        钼粉        ≤74μm     1.0

        石墨粉    ≤74μm     1.0

        阿克腊    ≤38μm     0.2

2、将上述粉末在氮气保护下加热到130℃；

3、先将斜齿轮模具加热到140℃，再采用高压雾化方法将10％MoS₂乳化液喷于模腔内壁上；涂层厚度为0.15。

4、在550Mpa下旋转压制成形。如成形工件参数为法向模数m_n=5.5，齿数z=10，压力角α=25°，螺旋角β=8.1℃，高度为55毫米的粉末冶金斜齿轮。该斜齿轮整体密度为7.05g/cm³，齿部和本体密度相差0.02g/cm³，端部和中间部位密度相差0.03g/cm³。脱模力降低50Mpa，成形力降低50Mpa。

Claims (1)

1、一种粉末冶金斜齿轮的温压成形方法，它依次历经配粉、混料、粉末预热、模具预热和温压成形，其特征在于：制造高度为45mm～60mm的粉末冶金斜齿轮时，在常规温压成形工艺的基础上增加如下条件：

(1)在粉末冶金合金粉末配粉时加入质量百分比为0.1～0.2％的阿克腊润滑剂并混合均匀；

(2)将已混合均匀的粉末冶金合金粉末在氮气保护下加热到120～140℃；

(3)在斜齿轮模具预热到130～150℃后，采用高压雾化方法将浓度为5～8％的聚四氟乙烯乳化液或者浓度为5～10％的MoS₂乳化液喷涂于模腔内壁上，涂层厚度为0.02～0.20毫米。