非晶柔轮及其制备方法技术

技术编号:19698507 阅读:36 留言:0更新日期:2018-12-08 12:57
本发明专利技术涉及公开了一种非晶柔轮及其制备方法。该非晶柔轮包括齿圈部分和杯底部分,该制备方法包括:S1、以非晶合金为成形坯料,采用超塑挤压成型法形成所述齿圈部分;S2、以非晶合金为成形坯料,采用超塑性锻造成型法形成所述杯底部分;S3、将所述齿圈部分和所述杯底部分放入至扩散焊模具中,使得齿圈部分的一侧开口与所述杯底部分的开口端对齐相接,通过扩散焊接将两者固定结合以形成所述非晶柔轮。根据本发明专利技术的方法有利于制备获取强度和硬度更具有优势的非晶柔轮。

【技术实现步骤摘要】
非晶柔轮及其制备方法
本专利技术涉及非晶合金结构件生产领域,具体涉及一种非晶柔轮及其制备方法。
技术介绍
柔轮因其是谐波齿轮传动装置的主要部分而备受关注,鉴于普通钢材生产的柔轮刚度不够,寿命短的问题,目前研发人员渴望于寻找一种机械性能更为优异的材料代替普通钢材以生产柔轮。非晶材料具有高强度、优异的耐腐蚀性能、高的冲击断裂能、低的热膨胀系数、高硬度、高弹性等比传统材料更为优越的性能。如果能够利用这种材料制造柔轮,将可以提高柔轮的强度、弹性等机械性能,从而提高柔轮的使用寿命。虽然非晶材料可以通过模锻、挤压、冲压、以及弯曲成型等多种方式成型;然而,由于柔轮结构的特殊性,使得采用非晶材料制备柔轮的方法受限,所制备的非晶柔轮的机械性能也受限。例如通过挤压、冲压、以及弯曲成型无法直接形成柔轮结构;而通过超塑性模锻法成型非晶柔轮时,由于非晶柔轮的模数较小,而齿轮比较密,这就使得齿轮部分成型会比较困难。在中国专利技术专利申请CN201310404170.1中提供了一种谐波减速器柔轮的加工方法,该方法包括依次进行的下料工序、锻造整形工序、正火热处理工序、旋压工序、CNC车床车削工序、CNC铣床插齿工序及其冲压整形工序,冲压整形工序通过冲压机与冲压整形模具配合,冲压整形模具上模座、上垫板、上固定板、下模座、下垫板、下固定板、整形上模、定位柱、压板、胀紧环、胀紧环压板及锁紧螺丝,整形上模芯部开设整形内齿轮孔;压板卡持固定半成品柔轮固定部,定位柱、胀紧环、胀紧环压板及锁紧螺丝配合并固定半成品柔轮中心孔,整形内齿轮孔对外齿轮部轮廓进行整形。这种制造柔轮的方法,工序太多,工艺复杂,在生产制造中成本很高,而且这种方法也并不适用于非晶柔轮的制备。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的不足之一,提供一种非晶柔轮及其制备方法,以提高柔轮中齿轮部分硬度和强度。为了实现上述目的,本专利技术提供一种非晶柔轮的制备方法,其中非晶柔轮包括齿圈部分和杯底部分,该制备方法包括:S1、以非晶合金为成形坯料,采用超塑挤压成型法形成所述齿圈部分;S2、以非晶合金为成形坯料,采用超塑性锻造成型法形成所述杯底部分;S3、将所述齿圈部分和所述杯底部分放入至扩散焊模具中,使得齿圈部分一侧开口与所述杯底部分的开口端对齐相接,通过扩散焊接将两者固定结合以形成所述非晶柔轮。同时,在本专利技术中还提供了一种根据本专利技术所述的方法所制备获取的非晶柔轮。应用本专利技术非晶柔轮及其制备方法,通过将柔轮中杯底部分和齿圈部分预先采用不同工艺进行制备,再通过扩散焊使两者固定连接以形成非晶柔轮,这种方法通过将柔轮的不同部位通过不同的工艺成型,不但能降低对于各步骤中模具的要求,而且能够简化工艺,节约加工时间,降低生产成本。而且通过将超塑性成型工艺与扩散焊接工艺相结合,还有利于进一步提高所制备的非晶柔轮的硬度和强度,进而延长该非晶柔轮的使用寿命。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术,但并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1示出了非晶柔轮的结构示意图;图2示出了非晶柔轮中齿圈部分的结构示意图;图3示出了非晶柔轮中杯底部分的结构示意图。附图标记说明10为非晶柔轮、11为齿圈部分、12为杯底部分。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限制本专利技术。由
技术介绍
部分可知,在现有技术中存在非晶柔轮力学性能较好,但难以成型的技术问题。针对于这一技术问题,在本专利技术中提供了一种非晶柔轮的制备方法,如图1至图3所示,该非晶柔轮包括齿圈部分11和杯底部分12,所述制备方法包括:S1、以非晶合金为成形坯料,采用超塑挤压成型法形成非晶的齿圈部分11;S2、以非晶合金为成形坯料,采用超塑性锻造成型法形成非晶的所述杯底部分12;S3、将所述齿圈部分11和所述杯底部分12放入至扩散焊模具中,使得齿圈部分11一侧开口与所述杯底部分12的开口端对齐相接,通过扩散焊接将两者固定结合以形成所述非晶柔轮。根据本专利技术所述的方法,重点在于基于非晶柔轮不同位置结构不同,适用于的超塑成型工艺也不同的特点,将杯底部分12和齿圈部分11分别通过不同的工艺进行成型,并创造性的提出通过扩散焊接的方式将预成型的杯底部分12和齿圈部分11结合在一起。为此,在本专利技术中对于杯底部分12和齿圈部分11的成型方法可以没有特殊要求,根据杯底部分12和齿圈部分11的所需结构,选择适当的模具与工艺参数即可。需要说明的是通过超塑挤压成型的方式成型齿圈部分11,利用这种成型方式的精度高的特点,有利于提高齿圈部分11的精度和表面光洁度。根据本专利技术所述的方法,为了适应于所述齿圈部分11的成型需要,并优化所制备的齿圈部分11的力学性能,优选情况下,所述S1包括:将所述成型坯料放入到超塑挤压成型模具中,在超塑挤压成型的条件下,升温至所述非晶合金的过冷液相温度区间,保温成型得到所述齿圈部分11;优选所述齿圈部分11的材质为锆基非晶合金,所述过冷液相温度区间为425-498℃。优选地,所述S1中超塑挤压成型的条件包括,真空度为5×10-3-1×10-2Pa,挤压压力为10-20KN,应变速率为5×10-4-1×10-2s-1,挤压时间为10-20min。在本专利技术中术语“过冷液相温度区间”在非晶合金的Tg~Tx之间,其中Tg为所述非晶合金的玻璃转变温度,Tx为所述非晶合金的晶化开始温度。根据本专利技术所述的方法,其中所提供的超塑挤压成型模具包括底座和圆柱形结构部,所述底座上形成有具有齿轮结构凹槽,所述圆柱形结构部形成在所述底座上具有齿轮结构的凹槽中,并与所述具有齿轮结构的凹槽同轴设置的向外延伸至高于所述底座上表面的位置,所述圆柱形结构部与所述具有齿轮结构的凹槽组合形成与所述齿圈部分11相匹配的型腔,在实际操作中,将该超塑挤压成型模具型腔开口端朝上设置,并在该超塑挤压成型模具上方安装内部具有通孔的装载容器,使得该装载容器套设在所述超塑挤压成型模具中圆柱形结构部外部,并使得由所述装载容器中通孔内部与所述圆柱形结构部外壁之间形成环形通孔与超塑挤压成型模具的型腔同轴设置,接着将所述非晶合金材料分散的放入所述环形通孔中,在超塑挤压成型条件下,使得压头(具有环形结构)沿所述环形通孔的内壁向下施压,进而使得非晶合金在超塑挤压成型模具的型腔中成型,以获得所需齿圈部分11。根据本专利技术所述的方法,为了适应于所述杯底部分12的成型需要,并简化成型工艺,降低成型过程对于模具的需求,优选情况下,所述S2包括:将成形坯料置于超塑锻造成型模具中,升温至所述非晶合金的过冷液相温度区间,在超塑锻造成型的条件下,保温成型得到所述杯底部分12;优选所述杯底部分12的材质为锆基非晶合金,所述过冷液相温度区间为425-498℃。优选地,所述S2中在超塑锻造成型的条件包括:真空度为5×10-3-1×10-2Pa,锻造压力为10-20KN,应变速率为5×10-4-1×10-2s-1,锻造时间为10-20min。根据本专利技术所述的方法,其中所采用的超塑锻造成型模具包括静模和动模,其中静模和动模合模后所形成的型腔与所述杯底部分12结构匹配。在实际操作中,将非晶合金放入到静模中,在超塑锻本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种非晶柔轮的制备方法,其中非晶柔轮包括齿圈部分(11)和杯底部分(12),其特征在于,所述制备方法包括:S1、以非晶合金为成形坯料,采用超塑挤压成型法形成所述齿圈部分(11);S2、以非晶合金为成形坯料,采用超塑性锻造成型法形成所述杯底部分(12);S3、将所述齿圈部分(11)和所述杯底部分(12)放入至扩散焊模具中,使得齿圈部分(11)的一侧开口与所述杯底部分(12)的开口端对齐相接,通过扩散焊接将两者固定结合以形成所述非晶柔轮。

【技术特征摘要】
1.一种非晶柔轮的制备方法,其中非晶柔轮包括齿圈部分(11)和杯底部分(12),其特征在于,所述制备方法包括:S1、以非晶合金为成形坯料,采用超塑挤压成型法形成所述齿圈部分(11);S2、以非晶合金为成形坯料,采用超塑性锻造成型法形成所述杯底部分(12);S3、将所述齿圈部分(11)和所述杯底部分(12)放入至扩散焊模具中,使得齿圈部分(11)的一侧开口与所述杯底部分(12)的开口端对齐相接,通过扩散焊接将两者固定结合以形成所述非晶柔轮。2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述S1包括:将所述成型坯料放入到超塑挤压成型模具中,在超塑挤压成型的条件下,升温至所述非晶合金的过冷液相温度区间,保温成型得到所述齿圈部分(11);优选所述齿圈部分(11)的材质为锆基非晶合金,所述过冷液相温度区间为425-498℃。3.根据权利要求2所述的制备方法,其中,所述S1中超塑挤压成型的条件包括,真空度为5×10-3-1×10-2Pa,挤压压力为10-20KN,应变速率为5×10-4-1×10-2s-1,挤压时间为10-20min。4.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述S2包括:将成形坯料置于超塑锻造成型模具中,升温至所述非晶合金的过冷液相温度区间,在超塑锻造成型的条件下,保温成型得到所述杯底部分(12);优选所述杯底部分(12)的材质为锆基非晶合金,所述过冷液相温度区间为425-498℃。5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述S2中在超塑锻造成型的条件包括:真空度为5×10-3-1×...

【专利技术属性】
技术研发人员:樊秀兰敬华伟乐桂荣周虎
申请(专利权)人:比亚迪股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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