[发明专利]一种硬齿面齿轮以及硬齿面齿轮修复工艺

说明书

技术领域

本发明涉及硬齿面齿轮，尤其涉及一种硬齿面齿轮以及硬齿面齿轮修复工艺。

背景技术

硬齿面齿轮通常指一对啮合齿轮的齿面硬度均大于350HBS的齿轮。齿面的承载能力应与齿面硬度有关，硬度越高，则其承载能力也越高。根据齿面硬度的大小，通常人们将齿轮传动分为两类，即硬齿面齿轮和软齿面齿轮。

“FGM-KM-B.U”即弥散强化复合金属梯度功能材料，是一种特种合金系列。这种合金材料系列具有易熔性，易与基材熔合，同时兼有耐磨、耐冲击、耐热疏散应力、抗腐蚀等综合物理性能。合金材料在基材表面被熔合后所形成的合金层，其晶相组织以珠光体、马氏体、奥氏体及双向耐磨合金为主。熔敷合金材料由固态向液态再转化为固态时，基材金属表面氧化物脱氧，并生成低熔点的硼硅酸盐类熔渣浮出，形成保护膜，使熔化的合金与被处理的固态基材金属达到冶金结合。

硬齿面齿轮是一个弹性体，同时是一种磨损件，耐蚀、耐热、耐疲劳性、耐磨性能较差，随着工作时间的推进，硬齿面齿轮表面会磨损，工作时承载着巨大的扭力矩，会在瞬间发生微量弯曲变形，啮合时的微量变形则会直接引起基节误差的影响，使下一对齿顶与齿根发生干涉、发生强烈的冲击，会引起啮合时的噪音。如果扭力矩过，应力集中则会产生新裂纹，甚至造成齿轮齿断裂，甚至造成机械损坏，从而造成较大的经济损失。

现有的工程里面，遇到硬齿面齿轮损坏，多采用直接更换新齿轮的办法，浪费了大量的资源以及成本，在遇到大型硬齿面齿轮损坏时，更换新的齿轮将付出更巨大的经济损失，为社会效益带来了消极影响。

发明内容

本发明的的第一发明目的是为了提供一种更耐磨的硬齿面齿轮。

为了实现第一发明目的，本发明的技术方案是：

一种硬齿面齿轮，包括齿轮主体，在齿轮主体的表面有熔覆层；所述熔覆层包括结合层、过渡层、工作层、加工层；所述结合层位于齿轮主体外表面；所述过渡层位于结合层顶面；所述工作层位于过渡层顶面；所述加工层位于工作层顶面。

可选的，所述结合层金相组织为珠光体组织。

可选的，所述的过渡层的金相组织为马氏体和贝氏体。

可选的，所述的工作层的金相组织为奥氏体。

可选的，所述的加工层的金相组织为铁素体。

通过上述结构，本发明提供的一种硬齿面齿轮，结合层改变了原材质的金相结构，稀释熔敷层中S、P的含量，净化晶介，减少热裂纹和冷裂纹的产生，增强其结合力，可降低熔合区域固熔体中C、Mn的含量，提高了该区域的熔敷性增强其结合力，达到恢复尺寸和逐步过渡强化的目的。

过渡层解决了各成分之间的良好融合，疏散应力增加冲击韧性，防止应力集中而产生新裂纹，防止扭力矩大而断裂，使金属与金属之间熔敷层形成不同强度等级的逐步过渡结合，使恢复尺寸与疏散应力相统一，增加耐热蚀疲劳的金属元素，以满足工况条件的需要和技术要求。

工作层在保证强化金属能耐高应力、有抗磨粒磨损性能的同时，还能保证良好的耐蚀、耐热、耐疲劳性、耐磨性能，从而达到多相改性的目的。在涂层硬化处理时，填充耐冲击韧性、耐磨损的金属元素，达到硬面齿技术要求的处理目的。

加工层的目的是降低硬齿面齿轮修复后的表面硬度，保证机加工的精度和光泽度。

本发明的另一发明目的是为了提供一种硬齿面齿轮修复工艺。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种硬齿面齿轮修复工艺，包括前期处理阶段，预处理硬齿面齿轮，使硬齿面齿轮达到修复要求；修复阶段，使硬齿面齿轮表面形成熔覆层；加工阶段，加工经过修复阶段的硬齿面齿轮，使硬齿面齿轮达到修复标准。

可选的，所述前期处理阶段步骤包括：硬度检测，用以检测硬齿面齿轮硬度是否符合要求；超声波检测，检测硬齿面齿轮表面的缺陷；材质化学元素分析，分析硬齿面齿轮表面不同部位的化学元素差异；粗化处理，便于下一步熔覆层附着；净化处理，去除硬齿面齿轮表面残余杂物。

可选的，所述加工阶段包括铣齿、滚齿、以及磨齿。

本发明提供了一种硬齿面齿轮修复工艺，修复硬齿面齿轮表面的磨损、裂痕，使齿轮齿能完全啮合，降低了齿轮齿啮合的噪音，防止齿轮齿断裂，降低硬齿面齿轮的报废率，降低了生产成本，减少了资源浪费，提高了企业的经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：