一种带有梯度层的双材质粉锻齿轮及其制备方法技术

本发明专利技术属于粉末冶金汽车零部件制备领域，特别涉及一种高性能、低成本的双材质粉锻齿轮及其制备方法。本发明专利技术的齿轮结构包括齿轮齿部、齿轮芯部以及中间梯度层，其中，齿轮齿部为含有Ni、Cr、Mo等合金元素，硬度高和耐磨性能好的Fe基合金，齿轮芯部为成本较为低廉Fe‑C‑Cu合金。界面为两种粉末按特定比例组成的合金粉末，按梯度层设计方式添加。通过齿部、梯度层、芯部三部分材料的设计和粉锻成型，降低齿轮的生产成本，提升齿轮的性能，并且通过梯度层的设计解决了双材质粉锻齿轮两侧因成分差异较大引起的界面开裂和弯曲变形等界面不匹配问题。

A double material forged gear with gradient layer and its preparation method

The invention belongs to the field of powder metallurgy auto parts preparation, in particular to a high performance, low cost double material forged gear and a preparation method. The gear structure of the invention comprises a gear tooth gear, the core and the intermediate gradient layer, wherein the gear tooth is Cr, containing Ni, Mo and other alloy elements, high hardness and good wear resistance of Fe based alloy gear core and lower the cost of the Fe C Cu alloy. The interface is the alloy powder of two kinds of powder in a specific proportion, which is added by the gradient layer design. The tooth design and powder forging forming gradient layer and a core part of three materials, reduce the production cost of gears, gear lifting performance, and through the design of gradient layer solves the interface crack of double material powder forged gear on both sides because of differences caused by the composition and bending deformation of interface mismatch problem.

【技术实现步骤摘要】
一种带有梯度层的双材质粉锻齿轮及其制备方法
本专利技术属于粉末冶金领域，主要针对齿轮这一类产品，特别提供了一种具有良好界面过渡的双材质粉锻齿轮及其制备方法。
技术介绍
随着汽车工业的不断发展，围绕汽车产业需求的粉末冶金行业也得到了快速的发展。粉末冶金热锻技术（简称“粉锻”）是将常规粉末冶金与高温锻造相结合而形成的一种加工技术，粉锻可以将制造近终或最终形状零件和高的材料力学性能相结合，实现常规粉末冶金与锻造工艺优点的结合。随着技术的发展，粉末冶金成形已经能够通过现有的模具技术在大规模生产的环境下将不同的粉末原材料混合粉输送到要制备的零部件的不同部位，也可以改变送粉技术将高强度的粉末送到零部件最需要高强度的部位。针对齿轮这一类产品，由于齿轮的失效方式主要为轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合等方式，所有的失效方式都与齿轮的齿部有关。因此，齿轮齿部和齿轮芯部的受力情况差异较大。针对齿轮的失效方式和工况下的受力特点，齿轮的齿部需要耐磨性优异的材料，而远离表面的芯部不存在耐磨性的要求，但良好的可加工性有利于降低后续加工的成本。同时，齿轮两侧成分存在较大的差异，双材质界面两侧会出现界面开裂和弯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低成本、高性能的双材质粉锻齿轮，其特征在于：齿轮结构包括齿轮芯部、齿轮齿部以及中间梯度层，所述齿轮齿部采用强度高和耐磨性较好的Fe‑C‑Cu‑Mn‑Mo‑Ni‑Cr合金，齿轮芯部采用成本较低的Fe‑C‑Cu合金；所述双材质粉锻齿轮的芯部材料各组分的质量百分比为：铜1.00‑2.00%、石墨0.5‑0.64%、润滑剂0.45‑0.6%，余量为铁；所述双材质粉锻齿轮的齿部材料各组分的质量百分比为：铜1.00‑2.00%、石墨0.5‑0.64%、润滑剂0.45‑0.6%、Ni 1.5%‑2.5%、Mo 0.5‑1%、Mn 0.6‑1%、Cr 2‑5%，余量为铁；所述双材质粉锻齿轮的芯部和齿部材料...

【技术特征摘要】
1.一种低成本、高性能的双材质粉锻齿轮，其特征在于：齿轮结构包括齿轮芯部、齿轮齿部以及中间梯度层，所述齿轮齿部采用强度高和耐磨性较好的Fe-C-Cu-Mn-Mo-Ni-Cr合金，齿轮芯部采用成本较低的Fe-C-Cu合金；所述双材质粉锻齿轮的芯部材料各组分的质量百分比为：铜1.00-2.00%、石墨0.5-0.64%、润滑剂0.45-0.6%，余量为铁；所述双材质粉锻齿轮的齿部材料各组分的质量百分比为：铜1.00-2.00%、石墨0.5-0.64%、润滑剂0.45-0.6%、Ni1.5%-2.5%、Mo0.5-1%、Mn0.6-1%、Cr2-5%，余量为铁；所述双材质粉锻齿轮的芯部和齿部材料中铁粉的粒度为100目－200目，氧含量控制在0.1wt.%以下；双材质粉锻齿轮芯部和齿轮齿部之间采用梯度层设计，所述梯度层包括两层，梯度层的成分由齿轮芯部成分和齿部成分以特定比例混合而成；其中，连接齿轮齿部一层材料的成分为质量分数为75%的齿部材料粉末和25%的芯部材料粉末混合而成，连接齿轮芯部材料一层的成分为质量分数为25%的齿部材料和75%的芯部材料；所述双材质粉锻齿轮的梯度层厚度约为2-4mm左右；其表面硬度为55-62HRc，拉伸测试的试样以中间梯度层为中心，最终样品在芯部材料一侧断裂，拉伸强度为840-870MPa。2.一种如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广明，江峰，王华磊，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37