一种高精度高强度输出齿轮及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种输出齿轮，具体是涉及一种高精度高强度输出齿轮及其制造方法。

背景技术

在现在的工业生成中，齿轮的使用非常普遍，能够通过相互啮合来传动动力，而齿轮的加工制造有多种方式，在现有技术的齿轮制造方法中，用滚切加工齿形，而且对滚切后的齿面实施磨削，以积极地消除因滚切引起的表面的粗糙度。但是，因为用滚切加工齿形是一个一个地切，所以耗费加工成本。而且由于为消除齿面的粗糙度在滚切后要精加工磨削齿面，所以仅这部分就工序多，使制作成本提高。

其中粉末冶金就是其中的一种。但是现有的粉末冶金齿轮制造方法在对粉末进行压制成形时，不能够保证粉末压制的紧密度，进而直接烧结后影响齿轮强度，产品质量较差，并且对后续处理程度较差，影响齿轮表面质量，不利于稳定啮合，降低了使用的平稳性，不利于生产使用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高精度高强度输出齿轮的制造方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高精度高强度输出齿轮的制造方法，包括以下步骤：

S1、原料配制：C的质量百分比为0.20-0.60%, Ni的质量百分比为1.00-3.00%，Mo的质量百分比为0.65-0.95%，Mn的质量百分比为0.05-0.30%,余量为Fe。

S2、粉料细化：对Mn、Mo、Ni、C和Fe材料进行粒度细化，细化后的Mo、Ni、C和Mn的颗粒度为纳米级，Fe的颗粒度为微米级；

S3、粉料混合：按照步骤S1中的质量百分比，选取粉料细化后的各成分原料，利用混料机进行充分混合，得到均匀的混合原料；

S4、压制成型：将均匀的混合原料填充到粉末冶金成型压机上的齿轮成型模具中，压制后得到压制成型齿轮；

S5、预烧结处理：将压制成型齿轮放入烧结炉中，从常温开始加热，当加热温度达到预烧结处理的温度700℃—800℃时，保持预烧结10-15分钟后，从烧结炉中取出，得到预烧结齿轮；

S6、精确整形：将预烧结齿轮放入挤压整形机上的齿轮精确整形模具中，挤压整形机对预烧结齿轮进行挤压和整形得到精确整形齿轮，精确整形齿轮的密度不小于7.3g/cm

S7、烧结处理：将压制成型齿轮放入烧结炉中，烧结炉内的烧结温度为1130℃—1140℃，保持时间为22-28分钟后，从烧结炉中取出，得到烧结齿轮；

S8、渗碳处理：将烧结齿轮放入渗碳炉中进行表面渗碳，得到渗碳齿轮；

S9、抛光处理：对渗碳齿轮进行抛光处理，得到输出齿轮成品，输出齿轮成品的强度不小于60N*M，硬度不小于HRC40。

进一步地，所述步骤S1中，C为0.40%, Ni为2.00%，Mo为0.80%，Mn为0.17%,余量为Fe。

进一步地，所述Fe中的杂质含量为0.05-2%。

进一步地，所述步骤S5中，当加热温度达到预烧结处理的温度750℃时，保持预烧结5分钟后，从烧结炉中取出，得到预烧结齿轮。

进一步地，所述步骤S7中，烧结炉内的烧结温度为1130℃，保持时间为25分钟。

进一步地，所述步骤S8中，渗碳的温度为920℃-940℃， 渗碳时间为40分钟—50分钟。

进一步地，所述步骤S8中，渗碳深度为0.5mm—2.0mm。

本发明的有益效果在于：

本发明输出齿轮的制造方法中，对原料进行了新的配制，保证齿轮结构强度；由于增设了粉料细化工序，采用了纳米级材料的应用，大大提高了齿轮的性能稳定性，有效避免了开裂问题；由于在精确整形工序之间进行了预烧结处理，能够有效提高粉末结合的紧密性；同时在烧结中对各阶段的温度进行了精确控制，并作了后序的渗碳处理，使齿轮表面强度和硬度得到很大的提升。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图：

图1为本发明的流程图。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上表面”、“下表面”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“正转”、“反转”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

实施例1

如图1所示，一种高精度高强度输出齿轮的制造方法，包括以下步骤：

S1、原料配制：C的质量百分比为0.20%, Ni的质量百分比为1.00%，Mo的质量百分比为0.65%，Mn的质量百分比为0.05%,余量为Fe，所述Fe中的杂质含量为0.05-2%。

S2、粉料细化：对Mn、Mo、Ni、C和Fe材料进行粒度细化，细化后的Mo、Ni、C和Mn的颗粒度为纳米级，Fe的颗粒度为微米级；Mo、Mn材料是与Fe材料预合金的，其中，Ni材料的费氏粒度为2.2~2.8um，C材料的激光衍射粒度为9.1-13.1 um。

S3、粉料混合：按照步骤S1中的质量百分比，选取粉料细化后的各成分原料，利用混料机进行充分混合，得到均匀的混合原料；

S4、压制成型：将均匀的混合原料填充到粉末冶金成型压机上的齿轮成型模具中，压制后得到压制成型齿轮；

S5、预烧结处理：将压制成型齿轮放入烧结炉中，从常温开始加热，当加热温度达到预烧结处理的温度700℃时，保持预烧结15分钟后，从烧结炉中取出，得到预烧结齿轮；

S6、精确整形：将预烧结齿轮放入挤压整形机上的齿轮精确整形模具中，挤压整形机对预烧结齿轮进行挤压和整形得到精确整形齿轮，精确整形齿轮的密度不小于7.3g/cm

S7、烧结处理：将压制成型齿轮放入烧结炉中，烧结炉内的烧结温度为1135℃，保持时间为28分钟后，从烧结炉中取出，得到烧结齿轮；

S8、渗碳处理：将烧结齿轮放入渗碳炉中进行表面渗碳，得到渗碳齿轮；渗碳的温度为920℃， 渗碳时间为50分钟，渗碳深度为0.5mm—2.0mm；

S9、抛光处理：对渗碳齿轮进行抛光处理，得到输出齿轮成品，输出齿轮成品的强度不小于60N*M，硬度不小于HRC40。

实施例2

如图1所示，一种高精度高强度输出齿轮的制造方法，包括以下步骤：

S1、原料配制：C的质量百分比为0.60%, Ni的质量百分比为3.00%，Mo的质量百分比为0.95%，Mn的质量百分比为0.30%,余量为Fe，所述Fe中的杂质含量为0.05-2%。

S2、粉料细化：对Mn、Mo、Ni、C和Fe材料进行粒度细化，细化后的Mo、Ni、C和Mn的颗粒度为纳米级，Fe的颗粒度为微米级；

S3、粉料混合：按照步骤S1中的质量百分比，选取粉料细化后的各成分原料，利用混料机进行充分混合，得到均匀的混合原料；

S4、压制成型：将均匀的混合原料填充到粉末冶金成型压机上的齿轮成型模具中，压制后得到压制成型齿轮；

S5、预烧结处理：将压制成型齿轮放入烧结炉中，从常温开始加热，当加热温度达到预烧结处理的温度800℃时，保持预烧结10分钟后，从烧结炉中取出，得到预烧结齿轮；

S6、精确整形：将预烧结齿轮放入挤压整形机上的齿轮精确整形模具中，挤压整形机对预烧结齿轮进行挤压和整形得到精确整形齿轮，精确整形齿轮的密度不小于7.3g/cm

S7、烧结处理：将压制成型齿轮放入烧结炉中，烧结炉内的烧结温度为1140℃，保持时间为22分钟后，从烧结炉中取出，得到烧结齿轮；

S8、渗碳处理：将烧结齿轮放入渗碳炉中进行表面渗碳，得到渗碳齿轮；渗碳的温度为940℃， 渗碳时间为40分钟，渗碳深度为0.5mm—2.0mm；

S9、抛光处理：对渗碳齿轮进行抛光处理，得到输出齿轮成品，输出齿轮成品的强度不小于60N*M，硬度不小于HRC40。

实施例3

如图1所示，一种高精度高强度输出齿轮的制造方法，包括以下步骤：

S1、原料配制：C的质量百分比为0.40%, Ni的质量百分比为2.00%，Mo的质量百分比为0.80%，Mn的质量百分比为0.17%,余量为Fe，所述Fe中的杂质含量为0.05-2%。

S2、粉料细化：对Mn、Mo、Ni、C和Fe材料进行粒度细化，细化后的Mo、Ni、C和Mn的颗粒度为纳米级，Fe的颗粒度为微米级；

S3、粉料混合：按照步骤S1中的质量百分比，选取粉料细化后的各成分原料，利用混料机进行充分混合，得到均匀的混合原料；

S4、压制成型：将均匀的混合原料填充到粉末冶金成型压机上的齿轮成型模具中，压制后得到压制成型齿轮；

S5、预烧结处理：将压制成型齿轮放入烧结炉中，从常温开始加热，当加热温度达到预烧结处理的温度750℃时，保持预烧结12分钟后，从烧结炉中取出，得到预烧结齿轮；

S6、精确整形：将预烧结齿轮放入挤压整形机上的齿轮精确整形模具中，挤压整形机对预烧结齿轮进行挤压和整形得到精确整形齿轮，精确整形齿轮的密度不小于7.3g/cm

S7、烧结处理：将压制成型齿轮放入烧结炉中，烧结炉内的烧结温度为1130℃，保持时间为25分钟后，从烧结炉中取出，得到烧结齿轮；

S8、渗碳处理：将烧结齿轮放入渗碳炉中进行表面渗碳，得到渗碳齿轮；渗碳的温度为930℃， 渗碳时间为45分钟，渗碳深度为0.5mm—2.0mm；

S9、抛光处理：对渗碳齿轮进行抛光处理，得到输出齿轮成品，输出齿轮成品的强度不小于60N*M，硬度不小于HRC40。

成品加工完成后，经过检测高精度高强度输出齿轮的强度不小于60N*M，硬度不小于HRC40，齿轮的密度不小于7.3g/cm

此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。