一种粉末冶金齿轮或带轮的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种粉末冶金齿轮或带轮的制造方法，该方法包括设计材料的组成、压制、烧结过程，其中，齿轮或带轮设计成内层、外层以及中间层并对不同层进行材料组成设计，与现有技术相比，本发明专利技术的优点在于：中间层采用泡沫金属合金，泡沫金属合金与内外层相连接，外层受力部分通过泡沫金属传递到内层，齿轮或带轮转动时，减少了振动，增加了内外层连接的可靠性，解决齿或带轮的减振问题，提高了齿轮或带轮的使用寿命。

Method for manufacturing powder metallurgy gear or belt wheel

The invention relates to a manufacturing method of powder metallurgy gear or belt wheel, the method includes the design of material composition, pressing and sintering process, wherein the gear or belt wheel is designed into the inner layer and the outer layer and the middle layer and the material composition design of different layers, compared with the prior art, the invention has the advantages that: the middle layer the use of foam metal alloy, metal foam alloy and the inner layer and the outer layer is connected with the outer part of the force transmitted to the inner layer through the metal foam, gear or belt wheel rotates, the vibration is reduced, increasing the outer layer and the reliability of the connection, to solve the problem of vibration or tooth belt wheel, improves the service life of the gear or belt wheel.

【技术实现步骤摘要】
一种粉末冶金齿轮或带轮的制造方法
本专利技术属于粉末冶金
，具体涉及一种粉末冶金齿轮或带轮的制造方法。
技术介绍
汽车行业的发展趋势是降低能耗，减少排放，尤其是传统的燃油汽车，因此，降低汽车的排量，提升发动机的性能就显得尤为主要，而三缸发动机将会成为行业的主力发动机，但是，三缸发动机由于运转不平衡，发动机本身噪音大，振动大，乘员舒适性差，为了减少抖动，振动，往往需设计了平衡轴，抵消缸体的不平衡，以充分发挥三缸机的节能、低成本的优势，单平衡轴可以平衡占整个振动比例相当大的一阶振动，使发动机的振动得到明显改善，平衡轴的齿轮或带轮一般为钢材加工，但是钢材加工的齿轮或带轮噪音大，工序长，成本高；粉末冶金齿轮或带轮制造流程短，成本低，由于含有一定的孔隙，可以有效降低噪音，但噪音水平依然较高，满足不了汽车行业对噪音、振动的要求。传统技术中用于支撑齿轮的减振元件一般是以橡胶为主体的减振元件，通过橡胶体的弹性和自身的滞后损失衰减振动能量。目前，随着技术的进步，各种减振元件被用于支撑齿轮以实现更好的减振、隔振效果；如，汽车工程2007年第11期介绍了《发动机曲轴多级橡胶阻尼式扭转减振器的设计》，该设计报道了一种曲轴带轮，采用在轮毂与皮带轮之间嵌入橡胶件，扭矩通过橡胶进行传递；金属轮毂、皮带轮与橡胶之间可以采用直接机械咬合或胶粘接加硫化的方式结合，后者的结合强度好于前者。由于橡胶本身的强度和耐温性能比金属的低，因此，齿轮或带轮的失效极有可能是橡胶失效，此外，金属与橡胶的粘接强度也会影响零件的使用。因此，需要开发新的工艺，解决粉末冶金产品的减振问题，这对于粉末冶金齿轮、带轮的应用有着至关重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种粉末冶金齿轮或带轮的制造方法，有效地解决粉末冶金齿轮或带轮的减振问题。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种粉末冶金齿轮或带轮的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)齿轮或带轮包括外层、内层以及设置于外层和内层之间的中间层，所述外层的成分为铜：0～5％，碳：0～1.5％，镍：0～5.0％，钼：0～3.0％，铬：0～3.0％，不超过2％的不可避免的杂质，铁：余量；中间层为泡沫金属合金；所述内层为内层粉料或钢材或铝合金；2)将配比好的内层粉料、外层粉料分别在混料机中进行充分混合得到内层混合粉料和外层混合粉料；3)压制：将步骤2)所得的内层混合粉料和外层混合粉料分别在室温或130℃以下置于模具中压制成形齿轮或带轮的内层和外层生坯，成形压力为500～800MPa，成形后的生坯密度为6.8～7.3g/cm3；4)烧结：将所得的齿轮或带轮的内层和外层生坯置于烧结炉中进行烧结，烧结温度为1050℃～1250℃，保温时间大于20min，烧结气氛为氮氢混合气氛；5)热处理：对烧结坯的外层进行感应热处理或渗碳热处理；6)机械加工：根据图纸技术要求将热处理后的齿轮或带轮机械加工至内层、外层以及中间层能过盈装配为一体，配合过盈量小于2mm；7)将中间层压装到外层内径处，再将内层压装到中间层内径处，或先将内层外径压装到中间层内径处形成装配体，再将装配体压装到外层内径处；8)精加工：对齿轮或带轮大小进行精加工。优选地，所述步骤1)中的内层粉料的成分为：铜：0～5％，碳：0～1.5％，镍：0～4.0％，钼：0～3.0％，铬：0～3.0％，不超过2％的不可避免的杂质，铁：余量。优选地，所述步骤1)中所述泡沫金属合金以金属或合金为骨架。进一步优选，所述金属为铝、铜或镍；所述合金为NiCrFe、ZnCu、NiCu、NiCrW、NiCrCo或NiFe合金。优选地，所述步骤1)中间层的形状为圆环形。优选地，所述步骤1)中间层的内外孔壁上加工出缺口，相应地，在内外层的位置有与中间层的缺口相配合的凸起。优选地，所述步骤1)中间层的内外孔壁上加工出凸起，相应地，在内外层的位置有与中间层的凸起相配合的缺口。进一步优选，所述凸起与缺口过盈配合。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：在齿轮或带轮的内外层之间的中间层采用泡沫金属合金，提高了齿轮或带轮的强度和耐温性，同时泡沫金属合金与内外层相连接，外层受力部分通过泡沫金属传递到内层，齿轮或带轮转动时，减少了振动，增加了内外层连接的可靠性，解决齿或带轮的减振问题，提高了齿轮或带轮的使用寿命，结构和工艺更加合理实用。附图说明图1为本专利技术实施例粉末冶金齿轮或带轮的结构示意图；图2为图1沿A-A方向的剖面图；图3为图1中齿轮或带轮外层的结构示意图；图4为图3沿B-B方向的剖面图；图5为图1中齿轮或带轮中间层的结构示意图；图6为图5沿C-C方向的剖面图；图7为图1中内层的结构示意图；图8为图7沿D-D方向的剖面图；图9为粉末冶金齿轮或带轮带缺口和凸起的结构示意图；图10为图9沿E-E方向的剖面图；图11为齿轮或带轮外层带缺口的结构示意图；图12为图11沿F-F方向的剖面图；图13为中间层带凸起的结构示意图；图14为图14沿G-G方向的剖面图；图15为齿轮或带轮内层带缺口的结构示意图；图16为图13沿H-H方向的剖面图。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1如图1至图8所示，本实施例中的粉末冶金齿轮的制造方法包括以下步骤：1)齿轮包括外层1、内层3以及设置于外层1和内层3之间的中间层2，外层1的成分为铜：2％，碳：0.8％，镍：1.0％，钼：0.5％，铬：1.5％，不超过2％的不可避免的杂质，铁：余量；中间层2为泡沫铝，形状为圆环形；内层3的成分为：铜：2％，碳：0.3％，不超过2％的不可避免的杂质，铁：余量；2)将配比好的内层3粉料、外层1粉料分别在混料机中进行充分混合得到内层3混合粉料和外层1混合粉料，内层3混合粉料和外层1混合粉料无肉眼可见的团聚及偏析；3)压制：将步骤2)所得的内层3混合粉料和外层1混合粉料分别在室温下置于模具中压制成形得到齿轮的内层3生坯和外层1生坯，成形压力为600MPa，成形后的生坯密度为7.0g/cm3；4)烧结：将所得的齿轮的内层3生坯和外层1生坯分别置于烧结炉中进行烧结得到烧结坯的内外层，烧结温度为1120℃，保温时间30分钟，烧结保护气氛为氮氢混合气氛；5)热处理：对烧结坯的外层1进行感应热处理并进行回火；6)机械加工：根据图纸技术要求将热处理后的齿轮或带轮机械加工至内层、外层以及中间层能过盈装配为一体，配合过盈量小于2mm；7)将中间层2冷压装到外层1内径处，再将内层3冷压装到中间层2内径处；8)精加工：对齿轮大小进行精加工。实施例2本实施例中的粉末冶金带轮的制造方法包括以下步骤：1)带轮包括外层1、内层3以及设置于外层1和内层3之间的中间层2，其中，外层1的成分为铜：1％，碳：0.3％，镍：1.0％，不超过2％的不可避免的杂质，铁：余量；中间层2为泡沫铜，形状为圆环形；内层3的成分为：铜：2％，碳：0.7％，镍：2.0％，不超过2％的不可避免的杂质，铁：余量；2)将配比好的内层3、外层1粉料分别在混料机中进行充分混合得到内层3混合粉料和外层1混合粉料，内层3混合粉料和外层1混合粉料无肉眼可见的团聚及偏析；3)压制：将步骤2)所得的内层3混合粉料和外层1混合粉料分别在130℃以下置于模具中压制成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末冶金齿轮或带轮的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)齿轮或带轮包括外层、内层以及设置于外层和内层之间的中间层，所述外层的成分为铜：0～5％，碳：0～1.5％，镍：0～5.0％，钼：0～3.0％，铬：0～3.0％，不超过2％的不可避免的杂质，铁：余量；中间层为泡沫金属合金；所述内层为内层粉料或钢材或铝合金；2)将配比好的内层粉料、外层粉料分别在混料机中进行充分混合得到内层混合粉料和外层混合粉料；3)压制：将步骤2)所得的内层混合粉料和外层混合粉料分别在室温或130℃以下置于模具中压制成形齿轮或带轮的内层和外层生坯，成形压力为500～800MPa，成形后的生坯密度为6.8～7.3g/cm

【技术特征摘要】
1.一种粉末冶金齿轮或带轮的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)齿轮或带轮包括外层、内层以及设置于外层和内层之间的中间层，所述外层的成分为铜：0～5％，碳：0～1.5％，镍：0～5.0％，钼：0～3.0％，铬：0～3.0％，不超过2％的不可避免的杂质，铁：余量；中间层为泡沫金属合金；所述内层为内层粉料或钢材或铝合金；2)将配比好的内层粉料、外层粉料分别在混料机中进行充分混合得到内层混合粉料和外层混合粉料；3)压制：将步骤2)所得的内层混合粉料和外层混合粉料分别在室温或130℃以下置于模具中压制成形齿轮或带轮的内层和外层生坯，成形压力为500～800MPa，成形后的生坯密度为6.8～7.3g/cm3；4)烧结：将所得的齿轮或带轮的内层和外层生坯置于烧结炉中进行烧结，烧结温度为1050℃～1250℃，保温时间大于20min，烧结气氛为氮氢混合气氛；5)热处理：对烧结坯的外层进行感应热处理或渗碳热处理；6)机械加工：根据图纸技术要求将热处理后的齿轮或带轮机械加工至内层、外层以及中间层过盈装配为一体，配合过盈量小于2mm；7)将中间层压装到外层内径处，再将内层压装到中间层内径处，或先将内层外径压装到中间层内径处形成装配体，再将装配体压装到外层内径处；8)精加工：对齿轮或带轮大小进行精加工。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：包崇玺，秦晓冬，
申请(专利权)人：东睦新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33