[发明专利]一种高强度齿轮及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造领域，尤其涉及一种高强度齿轮及其制备方法。

背景技术

目前随着重汽车行业的发展，齿轮的制备也进入的飞速发展时期，新的发展也带来新的挑战，要制造出质量更好地产品，提高零部件的精度就显得尤为关键。现有齿轮一般采用一定配比的C、Ni、Cr、Mo，放入模具中，烧结与压制而成，具缺陷是：强度、硬度及耐磨性均达不到长远要求，由此制造的齿轮经一段时间使用后常常出现齿轮磨损严重、滑牙等现象，严重影响了齿轮的性能稳定性。因此非常有必要进一步优化齿轮的制造配方，生产出强度高、耐磨性好的齿轮。

发明内容

为克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种高强度齿轮，该齿轮的材料采用Cu代替Cr，并添加微量的MnS，进一步优化配比，从而提高齿轮的强度、硬度和耐磨性。本发明还提供了该齿轮的制备方法。

本发明解决上述缺陷采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供了一种高强度齿轮，所述高强度齿轮的成分及质量百分比为：

余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明在现有齿轮的原料中添加了微量的MnS，用Cu代替Cr，并加大了Mo的配比，同时对其他成分作了进一步优化，不仅增加了齿轮的强度与硬度，也以使齿轮表面更加润滑，改善了齿轮的粗糙度和表面条件，从而减少了齿轮转动产生的磨损，提高了齿轮的耐磨性。

第二方面，本发明提供了一种高强度齿轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将Fe料置于熔炼炉中熔化成铁水，依次加入Cu、Ni、Mo、C和MnS，搅拌均匀，得到混合熔浆；

（2）将所述混合熔浆导入高压喷雾装置，并往高压喷雾装置的冷却室中通入H₂，进行雾化与还原，得到齿轮粉末；

（3）将所述齿轮粉末进行过筛处理，筛取80～250目的筛分；

（4）将所述80～250目的筛分倒入模具中，压制成型，得到高强度齿轮；所述高强度齿轮的制备方法中，各成分及其质量百分比为：

余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明制备方法将Fe料熔成铁水后依次加入Cu、Ni、Mo、C和MnS，使各元素间混合得更加均匀，同时采用高压喷雾的方式进行造粒，在此过程同时进行还原，造粒后采用80～250目的筛分进行压制，从而使齿轮材质均匀，内外无瑕疵，造出的齿轮强度高、硬度大、耐磨性好，制备方法工艺简单，不需要复杂的大型设备，成本低。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

（1）在现有齿轮的原料中添加了微量的MnS，用Cu代替Cr，并加大了Mo的配比，同时对其他成分作了进一步优化，不仅增加了齿轮的强度与硬度，也以使齿轮表面更加润滑，改善了齿轮的粗糙度和表面条件，从而减少了齿轮转动产生的磨损，提高了齿轮的耐磨性。

（2）将Fe料熔成铁水后依次加入Cu、Ni、Mo、C和MnS，使各元素间混合得更加均匀，同时采用高压喷雾的方式进行造粒与还原，造出的齿轮强度高、硬度大、耐磨性好，制备方法工艺简单，成本低。

具体实施方式

下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

一种高强度齿轮，所述高强度齿轮的成分及质量百分比为：

余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明实施例还提供该高强度齿轮的制备方法，包括如下步骤：

（1）将91.7kg的铁料（Fe含量为99.95%）置于熔炼炉中，2500℃下熔化成铁水，依次加入3kg Cu、4kg Ni、1kg Mo、0.8kg C和0.5kg MnS，搅拌均匀，得到混合熔浆；

（2）将混合熔浆导入高压喷雾装置，并以50mL/min的流速往高压喷雾装置的冷却室中通入H2，同时进行雾化与还原，得到齿轮粉末；

（3）将齿轮粉末进行过筛处理，筛取160目的筛分；

（4）将上述160目的筛分倒入模具中，加上模具盖，并对模具于500℃下进行加热，然后对模具盖恒定施加50MPa的压力，直到模具盖不再往模具底部运动后，保持此压力直到冷却至室温，打开模具，取出模具里的产品，得到高强度齿轮。

实施例二

一种高强度齿轮，所述高强度齿轮的成分及质量百分比为：

余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明实施例还提供该高强度齿轮的制备方法，包括如下步骤：