一种齿轮的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种齿轮的制备工艺，涉及粉末冶金技术领域，其技术方案要点是：包括以下步骤：（1）合金粉末混合后，将合金粉末通过模具压制成形，制得生坯；（2）生坯进入烧结炉一内预烧成型，预烧温度为600～800℃，预烧时间为30～60min，之后将生坯冷却至60℃；（3）对生坯进行滚压处理，得到齿轮零件；（4）齿轮零件转入烧结炉二内烧结；（5）将齿轮零件风冷至室温，冷速1.5～2.5℃/S；（6）齿轮零件转移至回火炉中回火，在温度160℃～250℃的条件下保温60min～180min后，将齿轮零件取出自然冷却至室温；（7）剔除不合格的齿轮零件，将剩余的合格齿轮零件包装密封。本工艺可以加工斜齿的螺旋角0～80度以内的齿轮，制备工艺合理，适用范围较广。适用范围较广。适用范围较广。

【技术实现步骤摘要】
一种齿轮的制备工艺


[0001]本专利技术涉及粉末冶金
，特别涉及一种齿轮的制备工艺。

技术介绍

[0002]斜齿轮相对于直齿轮，斜齿轮啮合重合度高、传动平稳、冲击和噪音小等优点，在各种机器、汽车、钟表、仪表、电器等行业中被广泛使用。传统齿轮的生产方式为减材制造，即利用切削的方式加工齿轮，例如滚齿、剃齿和磨齿等。利用粉末冶金工艺制造的斜齿轮可实近成形，大幅减少材料及能源的浪费。
[0003]目前，公告号为CN106051115A的中国专利公开了一种汽车平衡轴斜齿轮及其制备方法，包括设置于齿体中心的装配孔以及设在齿体外缘的斜齿，斜齿的螺旋角为25
°
。该粉末冶金平行轴斜齿轮的粉末冶金元素（质量百分比）组成为：铜：1～1.5%，镍：1～1.5%，钼：0.7～1.5%，碳：0.3～0.8%，杂质：2%最大，铁：余量。该斜齿轮的制备工艺为：成形
→
烧结
→
机加工
→
热处理
→
（磨削基准）精机加工
→
磨齿
→
压轴。该方案通过高密度粉末冶金成型，成品的硬度高、耐磨性高。
[0004]上述技术方案存在以下缺陷：上述方案适用于斜齿的螺旋角≤25
°
的生产，在斜齿的螺旋角＞25
°
时，采用上述方案制备的齿轮成品率低，精度到不到预定要求，需要进行后续的切削、整形加工，不仅生产效率低，还增加了生产成本。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种齿轮的制备工艺，用于解决斜齿轮斜齿的螺旋角过大，常规工艺难以制备的技术问题。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种齿轮的制备工艺，包括以下步骤：（1）成形：合金粉末混合后，将合金粉末通过模具压制成形，制得生坯；（2）预烧：生坯进入烧结炉一内预烧成型，预烧温度为600～800℃，预烧时间为30～60min，使得生坯硬化，之后将生坯冷却至60℃；（3）滚齿：对生坯进行滚压处理，在生坯的外圆留下斜齿，得到齿轮零件；（4）烧结：齿轮零件转入烧结炉二内烧结；（5）冷却：齿轮零件烧结完成后将齿轮零件风冷至室温，冷速1.5～2.5℃/S；（6）回火：齿轮零件转移至回火炉中回火，在温度160℃～250℃的条件下保温60min～180min后，将齿轮零件取出自然冷却至室温；（7）质检：剔除不合格的齿轮零件，将剩余的合格齿轮零件包装密封。
[0007]通过上述技术方案，先将合金粉末混合后压制为生坯形状，再将生坯预烧并使得生坯具有一定的硬度，之后对硬化后的生坯滚齿，从而在生坯上滚压出斜齿的形状、螺旋角，然后将齿轮烧结，使得提升齿轮内部的合金化程度，再将齿轮零件风冷降温，使其硬度提升，最后将齿轮零件回火、冷却处理，确保齿轮零件的几何尺寸和性能保持稳定，同时减
小或消除齿轮的内应力，齿轮零件降温、质检后便可直接得到成品零件；本工艺可以加工斜齿的螺旋角0～80度以内的斜齿轮或直齿轮，制备工艺合理，适用范围较广。
[0008]优选的，所述步骤（2）中，通过循环水将生坯从800℃降温冷却至60℃。
[0009]通过上述技术方案，循环水对生坯降温，能够有效节约水资源，同时能够对生坯降温冷却。
[0010]优选的，所述步骤（3）中，通过高精度斜齿轮作为滚压轮，利用两个滚压轮对生坯进行滚压处理，得到带有斜齿的齿轮零件，齿轮零件的斜齿螺旋角度数与滚压轮的斜齿螺旋角度数相同。
[0011]通过上述技术方案，根据加工齿轮的形状选择目标滚压轮，滚压轮的斜齿与生坯外圈的斜齿相同，且斜齿螺旋角度数相同。
[0012]优选的，滚压轮的硬度为60HRC以上。
[0013]通过上述技术方案，滚压轮的高硬度能够提升自身的耐磨性，从而提升使用寿命，降低滚压轮子在生坯上压印出斜齿的误差。
[0014]优选的，所述步骤（4）中，烧结炉二包括：烧结区域一、烧结区域二、烧结区域三，烧结区域一的烧结温度为600～800℃，烧结区域二的烧结温度为800～1000℃，烧结区域三的烧结温度为1000～1200℃。
[0015]通过上述技术方案，烧结区域一、烧结区域二、烧结区域三的温度从烧结区域一开始陆续增加至1200℃，从而提升齿轮零件烧结后内部的合金化程度。
[0016]优选的，所述步骤（4）中，烧结炉二还包括位于烧结区域三后方的风机，通过风机对步骤（5）的齿轮零件降温，风机功率为7.5KW。
[0017]通过上述技术方案，大功率风机直接为烧结后齿轮零件降温，即能够保证齿轮零件的冷速达标，同时也不会受降温介质（气体）污染。
[0018]优选的，风冷后的齿轮零件硬度为40～50HRC。
[0019]通过上述技术方案，齿轮零件风冷后的硬度较高，具有较佳的耐磨性。
[0020]优选的，所述步骤（5）中，冷速2～2.5℃/S。
[0021]通过上述技术方案，高冷速能够进一步提升齿轮零件的表面硬度。
[0022]综上所述，本专利技术对比于现有技术的有益效果为：1.本工艺可以加工斜齿的螺旋角0～80度以内的斜齿轮或直齿轮，适用范围较广；2.只需要更换滚压轮、模具便可对应改变生坯上齿形及螺旋角，加工工艺便捷，且不需要后期减材加工，制备工艺合理；3.本工艺节约能源、冷速高，能够有效提升齿轮零件的表面硬度及耐磨性。
附图说明
[0023]图1为实施例的流程示意图；图2为实施例中，烧结炉一的结构示意图；图3为实施例中，环状空腔的剖视示意图；图4为实施例中，生坯的结构示意图；图5为实施例中，滚压轮的结构示意图；图6为实施例中，烧结炉二的结构示意图。
[0024]附图标记：100、烧结炉一；110、环状空腔；200、烧结炉二；210、烧结区域一；220、烧结区域二；230、烧结区域三；240、风机；300、滚压轮；400、生坯。
具体实施方式
[0025]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0027]一种齿轮的制备工艺，如图1至图6所示，本制备工艺包括以下步骤：（1）成形：合金粉末搅拌、混合后，将合金粉末通过模具压制成形，制得生坯400；（2）预烧：生坯400进入烧结炉一100内预烧成型，预烧温度为600～800℃，预烧时间为30～60min，使得生坯400硬化，之后将生坯400冷却至60℃；（3）滚齿：对生坯400进行滚压处理，在生坯400的外圆留下斜齿，得到齿轮零件；（4）烧结：齿轮零件转入烧结炉二200内烧结；（5）冷却：齿轮零件烧结完成后将齿轮零件风冷至室温，冷速1.5～2.5℃/S；（6）回火：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种齿轮的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）成形：合金粉末混合后，将合金粉末通过模具压制成形，制得生坯；（2）预烧：生坯进入烧结炉一内预烧成型，预烧温度为600～800℃，预烧时间为30～60min，使得生坯硬化，之后将生坯冷却至60℃；（3）滚齿：对生坯进行滚压处理，在生坯的外圆留下斜齿，得到齿轮零件；（4）烧结：齿轮零件转入烧结炉二内烧结；（5）冷却：齿轮零件烧结完成后将齿轮零件风冷至室温，冷速1.5～2.5℃/S；（6）回火：齿轮零件转移至回火炉中回火，在温度160℃～250℃的条件下保温60min～180min后，将齿轮零件取出自然冷却至室温；（7）质检：剔除不合格的齿轮零件，将剩余的合格齿轮零件包装密封。2.根据权利要求1所述的齿轮的制备工艺，其特征在于：所述步骤（2）中，通过循环水将生坯从800℃降温冷却至60℃。3.根据权利要求1
‑
2任意一项所述的齿轮的制备工艺，其特征在于：所述步骤（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：林第磊，
申请(专利权)人：台州华联粉末冶金制品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：