[发明专利]碳/氧化物增强汽车机油泵精密粉末冶金齿轮及制备方法

说明书

本发明公开了一种碳/氧化物增强汽车机油泵精密粉末冶金齿轮及其制备方法，由包括以下质量百分比的粉末原料经压制、烧结而成：碳0.5～0.9wt％，铜2～2.5wt％，混合稀土0.06～0.75wt％，硼0.005～0.05wt％，余量为铁以及少量杂质；其中，所述混合稀土为镧铈混合稀土金属，由以下质量百分比的元素组成：Ce 50～55wt％，La 20～25wt％，Pr 9～12wt％，Nd 12～15wt％；相比直接合金雾化法，本发明利用粉末冶金工艺中高温烧结工序，使原稀土表面氧化物、颗粒表面氧化物作为前躯体形成氧化物增强相，增强相弥散分布于粉冶件基体中，使粉冶件具有较高的强度，没有氧化的稀土元素通过烧结与基体元素合金化后增加齿轮的韧性和强度。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及碳/氧化物增强汽车机油泵精密粉末冶金齿轮及制备方法。

背景技术

粉末冶金技术能够以与制品形状极其相近的形状生产要求高尺寸精度、复杂形状的部件，能够大幅度地减少切削成本，粉末冶金制品作为各种机械、装置的部件被广泛使用于各种行业。粉末冶金结构件制品材料成分不受熔炼限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它结构组分，并且在相当大的范围内根据要求进行调整，进而在力学性能上能达到与钢件匹配的效果。

齿轮作为车辆传动系统的重要零件，一般均是采用钢材锻坯并利用机械加工制造的方式进行生产，但随着汽车产业的发展，对汽车齿轮等零件的要求不断提高，导致在成本控制、交货日期、生产效率和传动噪音等方面，传统的机加工齿轮难以满足要求。目前，国内结合粉末冶金工艺生产的齿轮接触疲劳强度和齿溃强度不佳，不能满足工艺要求，对于一些精密机械零件的齿轮主要通过进口来满足需求。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，解决国内采用粉末冶金工艺生产齿轮时接触疲劳强度和齿溃强度不佳的问题，本发明的目的在于提供碳/氧化物增强汽车机油泵精密粉末冶金齿轮及制备方法，采用碳/氧化的桥接方法，在原有Fe-Cu-C材料体系中加入少量混合稀土金属和硼元素，且混合稀土金属和硼元素通过Fe-Re和Fe-B预合金粉末与Fe-Cu-C粉末行星粘接而成，增强粉末冶金件的强度，细化粉末冶金件的晶粒以及纯化基体，提高最终产品的强度、韧性和精度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明的碳/氧化物增强汽车机油泵精密粉末冶金齿轮，由包括以下质量百分比的粉末原料经压制、烧结而成：碳0.5～0.9wt％，铜2～2.5wt％，混合稀土0.06～0.75wt％，硼0.005～0.05wt％，余量为铁以及少量杂质。

在一些优选的实施方案中，所述粉末冶金齿轮由包括以下质量百分比的粉末原料经压制、烧结而成：碳0.5～0.9wt％，铜2～2.5wt％，混合稀土0.06～0.23wt％，硼0.005～0.03wt％，余量为铁以及少量杂质。

在另一些优选的实施方案中，所述精密粉末冶金齿轮由包括以下质量百分比的粉末原料经压制、烧结而成：碳0.5～0.9wt％，铜2～2.5wt％，混合稀土0.6～0.75wt％，硼0.01～0.05wt％，余量为铁以及少量杂质。

在一些优选的实施方案中，所述混合稀土为镧铈混合稀土金属，由以下质量百分比的元素组成：Ce 50～55wt％，La 20～25wt％，Pr 9～12wt％，Nd 12～15wt％，且各元素的质量百分比之和为100％；其中，所述混合稀土含量不能太高或太低，太高时形成的氧化物前躯体过多，使最终氧化物增强相转变不完全，太低时增强增韧效果不理想。

第二方面，上述碳/氧化物增强汽车机油泵精密粉末冶金齿轮的制备方法，具体地，包括以下步骤：