一种具有高耐疲劳性的齿轮及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有高耐疲劳性的齿轮及其制备方法，属于齿轮的技术领域。一种具有高耐疲劳性的齿轮，包括齿轮本体和耐疲劳涂层，所述耐疲劳涂层由涂料固化后所得。本发明专利技术方案通过改性混合体、间苯二胺溶液和混合粉料制备涂料，在涂料成型过程中改性混合体和间苯二胺反应得到反应产物，混合粉料中的四种物质协同作用机制结合改性混合体和间苯二胺的反应产物自修复的方式提高齿轮的耐疲劳性能。物自修复的方式提高齿轮的耐疲劳性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高耐疲劳性的齿轮及其制备方法


[0001]本专利技术属于齿轮的
，涉及一种具有高耐疲劳性的齿轮及其制备方法。

技术介绍

[0002]齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，它在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。齿轮是指轮缘上有齿轮连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮及其齿轮产品是机械装备的重要基础件，绝大部分机械成套设备的主要传动部件都是齿轮传动。
[0003]但是齿轮在实际实用时，其齿部容易在工作中被磨损，碳含量低于0.3％时，无法保证齿轮内部的强度，但碳含量高于1％时，会影响钢的韧性，因而在齿轮生产时，通常在齿轮表面涂覆耐疲劳剂形成耐磨、耐疲劳涂层，对齿轮表面进行保护，提高齿轮的使用寿命。
[0004]但是相关技术中的齿轮的涂层虽然具有较好的耐疲劳、耐磨性能，但是其韧性差，具有高耐疲劳性的齿轮在高强度工作中，其涂层容易出现开裂现象，导致齿轮在低温下的使用寿命降低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种具有高耐疲劳性的齿轮及其制备方法，通过改性混合体、间苯二胺溶液和混合粉料制备的涂料，在涂料成型过程中改性混合体和间苯二胺反应得到反应产物，混合粉料中的四种物质协同作用机制结合改性混合体和间苯二胺的反应产物自修复的方式提高齿轮的耐疲劳性能。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种具有高耐疲劳性的齿轮，包括齿轮本体和耐疲劳涂层，所述耐疲劳涂层由涂料固化后所得，所述涂料的制备方法包括以下步骤：
[0008]1)将蓖麻油和3
‑
丁酮酸叔丁酯搅拌混合，加热反应，真空蒸馏处理后，得到改性蓖麻油；
[0009]2)将改性蓖麻油、硫代丙醇酸、氧化钕和二氯甲烷溶液混合均匀，加入光引发剂进行反应，对反应产物进行去杂处理后，得到改性混合体；
[0010]3)将二硫化钼、氧化钕、磷酸锰和石墨粉末混合，球磨、干燥后，得到混合粉料；
[0011]4)将改性混合体和间苯二胺溶液搅拌混合后，加入混合粉料继续搅拌，得到涂料。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，在步骤1)中，所述蓖麻油和3
‑
丁酮酸叔丁酯的质量比为2：1.1
‑
1.2；所述搅拌混合条件为在氮气气氛下，搅拌混合15
‑
20min；所述加热反应条件为加热至125
‑
140℃、反应8
‑
10h，所述真空蒸馏处理条件为在130
‑
140℃下真空蒸馏除去产生的叔丁醇和多余的3
‑
丁酮酸叔丁酯。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，在步骤2)中，所述改性蓖麻油、硫代丙醇酸、氧化钕和二氯甲烷的用量比为0.01mol：2.2
‑
3.0mol：0.01
‑
0.02g：40
‑
50mL；所述二氯甲烷溶液的质量浓度为99.5％，二氯甲烷溶液为将二氯甲烷溶于乙醇或乙醚制得；所述改性蓖麻油与光引发剂的质量比为30：1.2
‑
1.4，所述光引发剂为光引发剂1173；所述去杂处理为使
用蒸馏水萃取3
‑
4次除去多余硫代丙醇酸、使用无水硫酸镁干燥、过滤后使用旋转蒸发除去二氯甲烷。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，在步骤3)中，所述二硫化钼、氧化钕、磷酸锰和石墨粉末的质量比为3
‑
4：1
‑
2：4
‑
5：12；所述球磨时间为15
‑
20min，所述干燥条件为在150
‑
160℃下，干燥3
‑
4h；在本专利技术方案中，二硫化钼具有良好的摩擦性能和自润滑性能，它可以在齿轮运转过程中减少摩擦和磨损，提高其耐疲劳性；氧化钕具有磁性和热稳定性，可以吸附润滑剂并形成一层保护膜，减少涂层的磨损，同时还能吸收和散发热量，提高涂层的热稳定性和耐疲劳性，钕可以在使用过程中和金属铁形成有一定磁性的铁钕化合物，可自动填补修复摩擦副表面的微小裂痕；磷酸锰可以增强涂层的硬度和抗磨性能，并形成一种锰氧化物的保护膜，同时还可以提高涂层的耐热性，从而增强涂层的耐疲劳性；石墨层间具有较低的剪切强度，所以磨损表面较为光滑，具有极好的自润滑性能，可以形成氧化保护膜，减少涂层的磨损，涂层耐摩擦磨损性能较佳，提高涂层的耐疲劳性。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案，在步骤4)中，所述改性混合体、间苯二胺溶液和混合粉料的质量比为6：2：0.5
‑
0.8，所述间苯二胺溶液由间苯二胺和丙酮按质量比995：5配置而成。
[0016]本专利技术方案公开了一种具有高耐疲劳性的齿轮的制备方法，包括以下步骤：
[0017](1)将钢液进行控温浇铸、浸泡、退火、锻造，空冷至室温，得到铸锭；
[0018](2)对铸锭进行轧制，得到齿轮本体；
[0019](3)采用涂料对齿轮本体进行涂覆，熟化，冷却后，得到具有高耐疲劳性的齿轮。
[0020]作为本专利技术的一种优选技术方案，在步骤(1)中，所述控温浇铸条件为在1500
‑
1600℃下进行浇铸；所述浸泡条件为在浓度为0.1
‑
0.3mol/L的柠檬酸溶液中、浸泡10
‑
20min，所述柠檬酸质量占所述铸锭总质量的0.1％；所述退火条件为在1280
‑
1320℃下保温10
‑
12h、冷却至1000
‑
1050℃、保温1h后，空冷至室温；所述锻造条件为在1300
‑
1400℃保温1
‑
1.5h后进行锻造20
‑
30min后、冷却至1200
‑
1300℃进行锻造1
‑
2h、终锻温度为1100
‑
1150℃。
[0021]作为本专利技术的一种优选技术方案，在步骤(1)还包括对钢液进行调碳处理，所述调碳处理为向钢液加入炭黑，调节钢液的碳总量为1.15
‑
2.00％。
[0022]作为本专利技术的一种优选技术方案，在步骤(2)中，所述轧制条件为在温度1200℃下保温1h后进行轧制造型，其中初轧温度为1200℃，终轧温度为1100℃。
[0023]作为本专利技术的一种优选技术方案，在步骤(3)中，所述涂覆条件为在100
‑
120℃进行涂覆，所述熟化条件为在100
‑
120℃下熟化1.5
‑
2h；在涂覆步骤前，还包括二次浸泡，所述二次浸泡为使用浓度为0.5mol/L的柠檬酸溶液浸泡齿轮本体的外表面，二次浸泡时间为1h。
[0024]作为本专利技术的一种优选技术方案，在步骤(1)中的钢液包含以下元素Cr、C、Mn、Mo、Ni、Ce、V、Nb、Si、S、P和Fe。
[0025]本专利技术的有益效果：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高耐疲劳性的齿轮，包括齿轮本体和耐疲劳涂层，其特征在于，所述耐疲劳涂层由涂料固化后所得，所述涂料的制备方法包括以下步骤：1)将蓖麻油和3
‑
丁酮酸叔丁酯搅拌混合，加热反应，真空蒸馏处理后，得到改性蓖麻油；2)将改性蓖麻油、硫代丙醇酸、氧化钕和二氯甲烷溶液混合均匀，加入光引发剂进行反应，对反应产物进行去杂处理后，得到改性混合体；3)将二硫化钼、氧化钕、磷酸锰和石墨粉末混合，球磨、干燥后，得到混合粉料；4)将改性混合体和间苯二胺溶液搅拌混合后，加入混合粉料继续搅拌，得到涂料。2.根据权利要求1所述的一种具有高耐疲劳性的齿轮，其特征在于：在步骤1)中，所述蓖麻油和3
‑
丁酮酸叔丁酯的质量比为2：1.1
‑
1.2；所述搅拌混合条件为在氮气气氛下，搅拌混合15
‑
20min；所述加热反应条件为加热至125
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140℃、反应8
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10h，所述真空蒸馏处理条件为在130
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140℃下真空蒸馏除去产生的叔丁醇和多余的3
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丁酮酸叔丁酯。3.根据权利要求1所述的一种具有高耐疲劳性的齿轮，其特征在于：在步骤2)中，所述改性蓖麻油、硫代丙醇酸、氧化钕和二氯甲烷的用量比为0.01mol：2.2
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3.0mol：0.01
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0.02g：40
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50mL；所述二氯甲烷溶液的质量浓度为99.5％；所述改性蓖麻油与光引发剂的质量比为30：1.2
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1.4，所述光引发剂为光引发剂1173；所述去杂处理为使用蒸馏水萃取3
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4次除去多余硫代丙醇酸、使用无水硫酸镁干燥、过滤后使用旋转蒸发除去二氯甲烷。4.根据权利要求1所述的一种具有高耐疲劳性的齿轮，其特征在于：在步骤3)中，所述二硫化钼、氧化钕、磷酸锰和石墨粉末的质量比为3
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4：1
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2：4
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5：12；所述球磨时间为15
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20min，所述干燥条件为在150
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160℃下，干燥3
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4h。5.根据权利要求1所述的一种具有高耐疲...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨耀祥，刘梅华，利义旭，
申请(专利权)人：广东韶铸精锻有限公司，
类型：发明
国别省市：