[发明专利]一种驱动齿轮及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮及齿轮的制备方法，具体涉及一种驱动齿轮及其制备方法。

背景技术

齿轮作为机械工业中最基础的传动零件之一，被用来调节机械装置内的速度和传递传递功率，在包括汽车、机床、起重机等设备中发挥着关键性的作用，使用非常广泛。齿轮运作时，会在齿面形成接触传递动力，齿部将受到巨大的交变弯曲应力和接触应力的作用，相互齿合的齿面之间也会产生较大的摩擦力。齿轮的损坏形式主要是由于齿部折断和齿面磨损，材料的选择对齿轮的损坏情况影响很大。

随着现代机械设备的技术参数不断改进，对齿轮性能提出更好要求，如风电齿轮、高速列车传动齿轮、核电及大型石化装备的齿轮，驱动齿轮等，齿轮性能要求的提高使得齿轮材料的研发显得极为重要，同时与齿轮材料研发技术共同进步的还有齿轮钢冶炼工艺及其热处理工艺，后者在强化齿轮综合性能上成效显著。但是，与工艺发达国家相比，我国还存在较大距离，这就要求我们务必加大新齿轮材料的研究开发力度，以尽快缩小我国在齿轮材料开发与应用方面与发达国家的差距。

齿轮的加工工艺分为料坯成型、热处理、车削、滚齿、剃齿或磨齿等工艺过程。随着机械工业的发展，对齿轮的强度、耐磨性和硬度均提出了较高要求。在加工过程中，齿轮材料和加工工艺对齿轮的性能有较大影响。目前齿轮材质多为QT500 球铁，一件齿轮的平均使用寿命仅为15 天左右，齿轮的硬度和冲击韧性较低，寿命较短，不能满足工业应用的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种驱动齿轮及其制备方法，制备出的驱动齿轮高强度、硬度和耐磨性，齿轮的耐蚀性和抗氧化能力好，屈服强度和抗拉强度高且该齿轮的加工方法简单，成本低，成型性好。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种驱动齿轮，该驱动齿轮的重量百分比化学成分为：C：0.20-0.23%，Si：0.30-0.35%，Mn：0.50-0.60%，Cr：1.4-1.6%，Ni：3.2-3.4%，Nb：0.02-0.04%，V：0.01-0.03%，Cu：0.2-0.4%，P≤0.03%，S≤0.03%，镧系稀土：0.01-0.03%，余量为Fe；

镧系稀土的组分按重量百分比化学成分为：La：20-23%，Sc：11-13%，Y：15-17%，Sm：20-22%；Gd：18-21%，其余镧系元素：10-12%，以上镧系稀土各组分之和为100%。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述驱动齿轮中，该驱动齿轮的重量百分比化学成分为：C：0.20%，Si：0.35%，Mn：0.50%，Cr：1.6%，Ni：3.4%，Nb：0.04%，V：0.03%，Cu：0.4%，P：0.03%，S:0.025%，镧系稀土：0.03%，余量为Fe；

镧系稀土的组分按重量百分比化学成分为：La：20%，Sc：12%，Y：16%，Sm：21%；Gd：20%，其余镧系元素：11%，以上镧系稀土各组分之和为100%。

前述驱动齿轮中，该驱动齿轮的重量百分比化学成分为：C：0.23%，Si：0.33%，Mn：0.55%，Cr：1.5%，Ni：3.2%，Nb：0.03%，V：0.01%，Cu：0.2%，P：0.025%，S：0.018%，镧系稀土：0.01%，余量为Fe；

镧系稀土的组分按重量百分比化学成分为：La：23%，Sc：11%，Y：15%，Sm：20%；Gd：19%，其余镧系元素：12%，以上镧系稀土各组分之和为100%。

前述驱动齿轮中，该驱动齿轮的重量百分比化学成分为：C：0.22%，Si：0.30%，Mn：0.60%，Cr：1.4%，Ni：3.3%，Nb：0.02%，V：0.02%，Cu：0.3%，P:0.01%，S:0.029%，镧系稀土：0.02%，余量为Fe；

镧系稀土的组分按重量百分比化学成分为：La：22%，Sc：11%，Y：17%，Sm：21%；Gd：19%，其余镧系元素：10%，以上镧系稀土各组分之和为100%。

本发明还设计了上述驱动齿轮的制备方法，具体按以下步骤进行：

（1）以型砂和芯砂为造型材料制成驱动齿轮模具，在制作铸型前，先对造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干；

（2）将驱动齿轮的化学成分在1650-1670℃下加热熔炼，并注入步骤（1）中成型的模具中，经空冷后脱模制得驱动齿轮毛坯；

（3）对于步骤（2）中的驱动齿轮毛坯在300-310℃下加热，然后以35-40℃/h的速度冷却到195℃时保温1.5-2h，然后空冷至室温；