一种减速器齿轮箱齿轮盖及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种减速器齿轮箱，具体涉及一种减速器齿轮箱齿轮盖及其制备方法，属于合金材料技术领域。所述减速器齿轮箱齿轮盖的组成元素及质量百分比为：Al：8.80％‑10.00％、Zn：0.42％‑0.85％、Mn：0.15％‑0.45％、B：0.05％‑0.10％、Y：0.20％‑1.20％、Ce：0.30％‑0.60％、Nd：0.10％‑0.80％、La：0.05％‑0.60％、Si≤0.04％、Fe≤0.003％、Ni≤0.0015％、Cu≤0.002％，余量为Mg。并具体公开了该减速器齿轮箱齿轮盖的制备方法。本发明专利技术通过各成分的合理配伍以及工艺参数的合理设定，并采用复合固溶处理及挤压成型的改进，使制得的减速器齿轮箱齿轮盖在室温和高温下都具有良好的综合性能，符合了减速器齿轮箱的性能要求，从而延长了减速器齿轮箱的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种减速器齿轮箱，具体涉及一种减速器齿轮箱齿轮盖及其制备方法，属于合金材料

技术介绍
减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。按照传动级数不同可分为单级和多级减速机；按照齿厂轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿引轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同进轴式减速器。减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器中的齿轮箱承受来自风轮的作用力和齿轮传动时产生的反力，必须具有足够的刚性去承受力和力矩的作用，防止变形，保证传动质量。齿轮箱箱体的设计应按照风电机组动力传动的布局安排、加工和装配条件、便于检查和维护等要求来进行。而减速器齿轮箱齿轮盖性能的好坏对其能否正常工作以及其使用寿命的影响很大。因此这就要求减速器齿轮箱齿轮盖不仅具有良好机械性能和力学性能，且具有良好的耐热性和耐腐蚀性等性能。现在技术中的减速器齿轮箱齿轮盖普遍采用各种优质合金钢锻造成型，尽管硬度较高，但减震性差、耐热性差、耐腐蚀性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种表面硬度高、强度高、耐热性好、耐腐蚀性好、散热性好的减速器齿轮箱齿轮盖。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种减速器齿轮箱齿轮盖，其组成元素及质量百分比为：Al：8.80％-10.00％、Zn：0.42％-0.85％、Mn：0.15％-0.45％、B：0.05％-0.10％、Y：0.20％-1.20％、Ce：0.30％-0.60％、Nd：0.10％-0.80％、La：0.05％-0.60％、Si≤0.04％、Fe≤0.003％、Ni≤0.0015％、Cu≤0.002％，余量为Mg。本专利技术在镁合金的基础上，加入适量的B，以及稀土Nd、La、Y和Ce，通过B和Mn来抑制Fe等杂质的有害影响、碱土元素Ca和Sr改善镁合金的高温性能，稀土元素加强固溶强化作用，并显著提高镁合金的耐热性、抗高温蠕变性能，以及这些成分之间的协同作用，得到具有良好的力学性能和机械性能的镁合金，将其应用于减速器齿轮箱齿轮盖上，得到的减速器齿轮箱齿轮盖的综合性能好、耐热性好且耐腐蚀，延长了减速器齿轮箱的使用寿命。在本专利技术减速器齿轮箱齿轮盖所用的镁合金中，Al和Zn在镁合金中的固溶度较大，而在镁合金中同时加入Zn与Al，它们的协同作用可以有效提高镁合金的强度、硬度以及耐腐蚀性等。一方面，Zn可以促进Al在镁合金中的溶解，使其溶解度增大，而Al不仅在固溶处理和时效处理的过程中起到沉淀强化的作用，使得合金具有更高的强度和硬度，也提高了合金的可铸性；而且Al在合金的表面可以形成氧化铝保护膜，提高了合金的耐腐蚀性能，因此Zn的加入可以使得Al在镁合金中的作用发挥得更好。另一方面，Zn也可以减少Fe、Ni、Cu等有害杂质元素对于合金耐腐蚀性能的影响。但是Al和Zn的加入量都不能过高，若Al的含量过高，会使合金有形成显微缩松的倾向，而Zn含量过高则会增大合金的热裂倾向，因此本专利技术将Al和Zn的加入量分别控制在8.80％-10.00％和0.42％-0.85％。在镁合金中，由于形成条件不同，铁相在合金中的存在形式可能为单质、固溶体或者金属间化合物。由于镁的平衡电位和稳定电位都非常负，而铁的析氢电位较低，则铁相的存在会严重影响镁合金的耐腐蚀性；同时，铁相的存在会严重损害镁合金的组织和力学性能，导致其柔韧性降低，脆性增加。为了有效抑制铁相的有害影响，加入适量的Mn和B除铁剂，它们在镁液中与Fe相互作用，形成溶解度极小、熔点高且密度大的金属间化合物如MnFe、FeB等沉淀出来，而达到除去杂质Fe的目的。稀土元素在镁中的固溶度大，可起到固溶强化、沉淀强化等作用，其在镁中的扩散系数小，通过减慢再结晶过程和提高再结晶温度，可以减小晶界和相界的扩散渗透性以及相界的聚集作用，而且稀土元素能与Mg、Al、Zn、Mn等形成高熔点、热稳定性好的金属间化合物以实现弥散强化作用，从而提高镁合金的耐热性、抗高温蠕变性等。经研究发现，镁合金高温蠕变的失效形式主要表现为沿晶断裂，在合金的晶界处，非连续沉淀相Mg12Al12与基体的结合较弱，容易产生裂纹，随着晶界的滑动，裂纹逐步扩展为空洞，并在温度和英语的共同作用下形成空洞，空洞通过位错滑移和晶界滑动，沿着垂直于应力方向的晶界扩展，进一步扩展接连而形成沿晶裂纹。对此，经不断试验发现，本专利技术在镁合金中加入稀土Nd、La、Y和Ce不仅可以提高减速器齿轮箱齿轮盖合金的室温强度，还可以提高抗高温能力，主要为：(1)稀土的加入显著细化晶粒，晶粒越细小，合金的强度越大，并且相对体心立方和面心立方晶体而言，晶粒尺寸对密排六方金属强度影响更大，对减速器齿轮箱齿轮盖合金晶粒细化的强化效果极为显著；(2)上述几种稀土的加入增加了合金液的流动性，降低铸造微孔率，提高气密性，显著改善合金热烈和疏松现象；(3)稀土元素具有很高的化学活性，与O、S等元素有较强的结合力，能有效降低有害杂质元素在晶界的偏聚，减少金属表面氧化物缺陷集中，改变结晶晶格的参数；(4)上述稀土在合金中形成的Al-稀土化合物属于热稳定相，同时使热稳定性较差的Mg12Al12相的数量减少、形状和分布改变，从而提高合金的抗高温蠕变性能。再者，在合金的腐蚀层结中，腐蚀外层由Mg(OH)2组成，内层由Al2O3和MgO组成，稀土Ce、La的加入能使合金腐蚀层结构发生变化，内层转变成Al2O3、(Ce，La)2O3和MgO，稀土与氧反应生成不连续的钝化保护膜，对腐蚀介质不敏感，能降低阳极反应的有效面积，能填充不致密氧化膜的空隙，形成致密的复合保护膜，提高减速器齿轮箱齿轮盖的耐腐蚀性。同时，稀土Nd、Y的加入，能净化合金熔体，细化合金的微观组织，在晶内核晶界上形成Al-稀土化合物进一步使表面保护膜更加致密稳定，减小Al元素从晶内到晶界的正偏析，进一步提高合金的腐蚀性能。另外，Mg的原子半径为0.160mm，电负性为1.31，稀土元素Y的原子半径为0.182mm，电负性为1.22，稀土元素Ce的原子半径为0.183mm，电负性为1.12，由此可见Y和Ce的原子半径与镁原子的相对差值都在15％之内，电负性差值均小于0.4，因此可以形成有限的固溶体以及稳定的化合物，从而更好的实现它们在镁合金中的作用。Y在镁合金中具有显著的时效强化效应，而Ce则具有良好的固溶强化效应。在本专利技术中复合添加Y和Ce，它们在合金中生成Al11Ce3、Al2Y、Al6Mn6Y等热稳定相，可有效阻止高温下镁合金晶粒的长大和晶界的滑移，而且两者的细化作用叠加，大大促进了晶粒和合金铸态组织的细化，也显著提高了合金在室温和高温下的抗拉强度、屈服强度等力学性能。在本专利技术减速器齿轮箱齿轮盖所用的镁合金中，在镁合金的基础上，加入适量的B，稀土Y、Nd、Ce和La，并且进一步限制杂质元素Si、Fe、Ni、Cu的含量，通过它们的合理配置以及协同作用，使本专利技术减速器齿轮箱齿轮盖的镁合金与一般镁合金相比，在具有较好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减速器齿轮箱齿轮盖，其特征在于，所述减速器齿轮箱齿轮盖的组成元素及质量百分比为：Al：8.80％‑10.00％、Zn：0.42％‑0.85％、Mn：0.15％‑0.45％、B：0.05％‑0.10％、Y：0.20％‑1.20％、Ce：0.30％‑0.60％、Nd：0.10％‑0.80％、La：0.05％‑0.60％、Si≤0.04％、Fe≤0.003％、Ni≤0.0015％、Cu≤0.002％，余量为Mg。

【技术特征摘要】
1.一种减速器齿轮箱齿轮盖，其特征在于，所述减速器齿轮箱齿轮盖的组成元素及质量百分比为：Al：8.80％-10.00％、Zn：0.42％-0.85％、Mn：0.15％-0.45％、B：0.05％-0.10％、Y：0.20％-1.20％、Ce：0.30％-0.60％、Nd：0.10％-0.80％、La：0.05％-0.60％、Si≤0.04％、Fe≤0.003％、Ni≤0.0015％、Cu≤0.002％，余量为Mg。2.根据权利要求1所述的减速器齿轮箱齿轮盖，其特征在于，所述减速器齿轮箱齿轮盖的组成元素及质量百分比为：Al：9.00％-9.60％、Zn：0.55％-0.80％、Mn：0.20％-0.30％、B：0.06％-0.08％、Y：0.50％-1.00％、Ce：0.40％-0.50％、Nd：0.20％-0.60％、La：0.12％-0.50％、Si≤0.04％、Fe≤0.003％、Ni≤0.0015％、Cu≤0.002％，余量为Mg。3.一种如权利要求1或2所述的减速器齿轮箱齿轮盖的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：S1、熔炼前处理：按权利要求1或2所述的减速器齿轮箱齿轮盖的组成元素及其质量百分比配制炉料，将炉料预热至150-180℃后备用，再将坩埚在500-580℃下预热至暗红色后备用；S2、熔炼与精炼：将炉料中的镁锭先加入到坩埚中，于690-700℃下完全熔化后再加入铝锭、锌、混合稀土和中间合金，在700-720℃下完全熔化，搅拌均匀后继续升温至750-760℃，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：金华君，李鸿达，魏军强，杨立，盛吉辉，
申请(专利权)人：宁波胜景传动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33