一种性能优异的粉末冶金齿轮的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种性能优异的粉末冶金齿轮的制备方法，属于粉末冶金技术领域。本发明专利技术的其步骤为：步骤一：混合搅拌；步骤二：压制成形，将粉末冶金混合料放入压机，由压机将混合料压制成生坯件；步骤三：烧结，将生坯件放在烧结炉中烧结；步骤四：热处理，将上步得到的工件先淬火，再回火，回火后在渗碳炉中碳氮共渗；冷却至室温后，精加工，即得成品。本发明专利技术的一种性能优异的粉末冶金齿轮的制备方法，通过特定的成分配比，使得生产的齿轮齿面硬度、强度得到提高，耐磨性得到增强，且将粉煤灰和瓦斯灰作为粉末冶金齿轮的特定组分使用，资源化利用了冶金废弃物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粉末冶金
，更具体地说，涉及一种性能优异的粉末冶金齿轮的制备方法。
技术介绍
齿轮是依靠齿的啮合可靠且无噪声地传输转矩的轮状机械零件，齿轮通过与其它齿状机械零件传动，可实现改变转速与扭矩、改变运动方向和改变运动形式等功能。目前齿轮传动已成为应用最广泛的传动方式。粉末冶金技术，能够以与制品形状极其相近的形状生产要求高尺寸精度、复杂的形状的部件，能够大幅度地减少切削成本。尤其在齿轮制造领域，粉末冶金法制造齿轮是一种高效、精密、灵活的金属加工工艺，适于大批量低成本生产高强度、高精度公差的齿轮。大大减少了传统钢材机加工所导致的质量、性能差的不足。但是，现有的粉末冶金零件，由于配方不够完善、混料不均匀，导致压制成的生坯的不均匀，通过热处理所得的零件的整体密度不均匀，耐磨性、强度和硬度较差。经专利检索，中国专利申请号：201210493191.0，申请公布日为：2013年3月27日，专利技术创造的名称为：一种粉末冶金齿轮，其组成按重量百分比包括，0.5-1.0%的碳、1.0-1.2%的铜、0.3-0.5%的锰、0.3-0.5%的铬、0.1-0.3%的硼、0.5-1.0%的硬脂酸锌，余量为铁；该申请案虽然提高了生产效率、节省材料，但其生产的齿轮的强度和硬度有待提高。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中，现有的粉末冶金零件的整体密度不均匀，耐磨性、强度和硬度较差的不足，提供了一种性能优异的粉末冶金齿轮的制备方法，该粉末冶金齿轮，不但将冶金行业的废弃物重新利用，而且通过特定的成分配比和处理，使得生产得到的粉末冶金齿轮的性能得到了改善。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种性能优异的粉末冶金齿轮的制备方法，其步骤为：步骤一：混合搅拌（1）按质量份数，将酚醛树脂1-2份、硬脂酸甲酯2-3份、羟丙基甲基纤维素1-2份、粉煤灰3-5份、食盐1份和淀粉1-3份，加入到搅拌机中混合均匀，得混合物A；（2）按质量份数，将硬脂酸锌2-4份、合金粉230-250份、碳粉2份、钒钛磁铁精矿4-6份和聚乙二醇3-4份加入搅拌机中混合均匀，得混合物B，其中：所述的合金粉的成分的质量百分含量为：铁粉：95.6%，铜粉：1.38%，镍粉：0.87%，钼粉：0.73%，铝粉：0.77%，铬粉：0.1%，杂质含量：0.55%；（3）将上述（1）中得到的混合物A与上述（2）中得到的混合物B在搅拌机内充分混合得混合物C，并在混合物C中加入瓦斯灰6-8份和NaCO31-2份，再次混合均匀后即得到粉末冶金混合料；步骤二：压制成形将步骤一混合好的粉末冶金混合料放入压机，由压机完成将所述混合料末送入预设的产品模具，并在450MPa 压力下压制成生坯件；步骤三：烧结将步骤二压制成形的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在700-720℃下，预烧结40 分钟；然后升高温度到1200-1250℃，并在此温度下烧结120-135分钟；步骤四：热处理将上步得到的工件进行淬火，淬火温度为835℃，淬火时间35分钟，而后升温至910℃，保温80分钟，再进行回火，回火温度为210℃，回火保温时间90分钟，回火后在渗碳炉中碳氮共渗；冷却至室温后，精加工，即得成品。更进一步地，所述的钒钛磁铁精矿、粉煤灰和瓦斯灰的平均粒径为30-40微米。更进一步地，所述的钒钛磁铁精矿来源于基性-超基性岩含钒钛磁铁矿岩体。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：（1）本专利技术的一种性能优异的粉末冶金齿轮的制备方法，该方法通过多步混料，使得混合后的混合料密度和成分更均匀，并通过合理的烧结、热处理，使得粉末冶金齿轮的强度和硬度都得到了提高；（2）本专利技术的一种性能优异的粉末冶金齿轮的制备方法，该制备方法简单方便，并将冶金废弃的粉煤灰和瓦斯灰作为粉末冶金齿轮的特定组分使用，资源化利用了冶金废弃物；（3）本专利技术的一种性能优异的粉末冶金齿轮的制备方法，通过特定的成分配比，使得生产的齿轮齿面硬度高、强度大，耐磨性得到提高，且适于大批量快速生产高性能齿轮。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。实施例1本实施例的一种性能优异的粉末冶金齿轮，各组分按如下质量份组成：酚醛树脂1kg，硬脂酸甲酯2kg，羟丙基甲基纤维素1kg，粉煤灰4kg，食盐1kg，淀粉2kg，硬脂酸锌3kg，合金粉240kg，碳粉2kg，钒钛磁铁精矿5kg，聚乙二醇3kg，瓦斯灰7kg，NaCO31 kg。值得说明的是，上述的酚醛树脂也叫电木，本实施例的硬脂酸甲酯又称十八碳酸甲酯，熔点37-41℃，且其纯度大于95%；上述的羟丙基甲基纤维素又称为羟丙甲纤维素，是非离子型纤维素醚，常温时为白色的粉末状，采用高度纯净的棉纤维素作为原料，在碱性条件下醚化而制得，且羟丙基甲基纤维素加入到200目筛的通过率为75%。上述的粉煤灰是引风机将燃煤烟气排入大气之前，急冷呈玻璃体状态的细粒，经过除尘器，被分离、收集得到的细粒，该粉煤灰成分的质量百分含量为：SiO2：44.5%，Al2O3：29. 2%，Fe2O3：9. 6%，CaO：6. 5 %，MgO：4. 6 %，Na2O+K2O：2. 5 %，其余杂质：3. 1 %。另外，本实施例的淀粉为马铃薯淀粉、酯化淀粉和小麦淀粉的混合物，其中各组分的质量百分含量为：马铃薯淀粉：28. 7%，酯化淀粉：33. 4%，小麦淀粉：37. 9%，且马铃薯淀粉、酯化淀粉和小麦淀粉加入到200目筛的通过率为75%。本实施例的一种性能优异的粉末冶金齿轮的所采用的合金粉成分的质量百分含量为：铁粉：95.6%，铜粉：1.38%，镍粉：0.87%，钼粉：0.73%，铝粉：0.77%，铬粉：0.1%，杂质含量：0.55%；上述的钒钛磁铁精矿来源于基性-超基性岩含钒钛磁铁矿岩体。本实施例所采用的聚乙二醇为PEG-3000，分子量在2700至3300之间，熔点为51-53℃，常温下为乳白色固体粉末。另外，炼铁高炉的煤气除尘系统由重力除尘和精细除尘两段组成，本实施例所采用的瓦斯灰是第二段精细除尘器中，干式除尘得到的干式细粒粉尘。本实施例的钒钛磁铁精矿、粉煤灰和瓦斯灰分别在研磨机中研磨成平均粒径为30-40微米的粉末。本专利技术的一种性能优异的粉末冶金齿轮的制备方法，其步骤为：步骤一：混合搅拌（1）将上述的酚醛树脂1kg、硬脂酸甲酯2kg、羟丙基甲基纤维素1kg、粉煤灰4kg、食盐1kg和淀粉2kg，加入到搅拌机中混合均匀，得混合物A；（2）将上述的硬脂酸锌3kg、合金粉240kg、碳粉2kg、钒钛磁铁精矿5kg和聚乙二醇3kg加入搅拌机中混合均匀，得混合物B；（3）将上述（1）中得到的混合物A与上述（2）中得到的混合物B在搅拌机内充分混合得混合物C，并在混合物C中加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种性能优异的粉末冶金齿轮的制备方法，其步骤为：步骤一：混合搅拌（1）按质量份数，将酚醛树脂1‑2份、硬脂酸甲酯2‑3份、羟丙基甲基纤维素1‑2份、粉煤灰3‑5份、食盐1份和淀粉1‑3份，加入到搅拌机中混合均匀，得混合物A；（2）按质量份数，将硬脂酸锌2‑4份、合金粉230‑250份、碳粉2份、钒钛磁铁精矿4‑6份和聚乙二醇3‑4份加入搅拌机中混合均匀，得混合物B，其中：所述的合金粉的含量为：铁粉：95.6%，铜粉：1.38%，镍粉：0.87%，钼粉：0.73%，铝粉：0.77%，铬粉：0.1%，杂质含量：0.55%；（3）将上述（1）中得到的混合物A与上述（2）中得到的混合物B在搅拌机内充分混合得混合物C，并在混合物C中加入瓦斯灰6‑8份和NaCO31‑2份，再次混合均匀后即得到粉末冶金混合料；步骤二：压制成形将步骤一混合好的粉末冶金混合料放入压机，由压机完成将所述混合料末送入预设的产品模具，并在450MPa 压力下压制成生坯件；步骤三：烧结将步骤二压制成形的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在700‑720℃下，预烧结40 分钟；然后升高温度到1200‑1250℃，并在此温度下烧结120‑135分钟；步骤四：热处理将上步得到的工件进行淬火，淬火温度为835℃，淬火时间35分钟，而后升温至910℃，保温80分钟，再进行回火，回火温度为210℃，回火保温时间90分钟，回火后在渗碳炉中碳氮共渗；冷却至室温后，精加工，即得成品。...

【技术特征摘要】
1.一种性能优异的粉末冶金齿轮的制备方法，其步骤为：
步骤一：混合搅拌
（1）按质量份数，将酚醛树脂1-2份、硬脂酸甲酯2-3份、羟丙基甲基纤维素1-2份、粉煤灰3-5份、食盐1份和淀粉1-3份，加入到搅拌机中混合均匀，得混合物A；
（2）按质量份数，将硬脂酸锌2-4份、合金粉230-250份、碳粉2份、钒钛磁铁精矿4-6份和聚乙二醇3-4份加入搅拌机中混合均匀，得混合物B，其中：所述的合金粉的含量为：铁粉：95.6%，铜粉：1.38%，镍粉：0.87%，钼粉：0.73%，铝粉：0.77%，铬粉：0.1%，杂质含量：0.55%；
（3）将上述（1）中得到的混合物A与上述（2）中得到的混合物B在搅拌机内充分混合得混合物C，并在混合物C中加入瓦斯灰6-8份和NaCO31-2份，再次混合均匀后即得到粉末冶金混合料；
步骤二：压制成形
将步骤一混合好的粉末冶金混合料放入压机，由压机...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐爱军，
申请(专利权)人：芜湖水泵制造有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34