[发明专利]一种高耐磨精密齿轮及其制备方法

说明书

本发明涉及到一种高耐磨精密齿轮及其制备方法，属于轨道机械技术领域。一种高耐磨精密齿轮，由模数0.2以下的齿轮构成，该模数0.2以下的齿轮由体积比为70％以上的二氧化钛复合碳化硅陶瓷质金属组织形成，二氧化钛复合碳化硅陶瓷质金属组织由Si、C、O、Fe、Al、Ti、Zn中的任意一种或两种以上元素构成，其制备方法包括(1)零件制备；(2)前清洗；(3)零件装夹；(4)装炉；(5)真空辉光离子渗氮；(6)随炉冷却。本发明的目的在于提供一种高耐磨精密齿轮及其制备方法，制备方法简单，制备得到的高耐磨精密齿轮强度高，制备过程简单，生产成本低，采用的原料无毒无害，环保无污染。

技术领域

本发明涉及到一种高耐磨精密齿轮及其制备方法，属于轨道机械技术领域。

背景技术

现有技术中，齿轮传动通常由设置在不同轴上的齿轮互相啮合实现传动，直接与电机输出轴连接的齿轮通常称为主动轮，与主动轮啮合的齿轮称为从动轮，从动轮轴心的传动轴为从动轴。在长时间使用之后，高耐磨精密齿轮的寿命会缩短，因此高耐磨精密齿轮的性能如强度、耐久程度、抗拉伸能力、硬度和表面光滑程度都能影响高耐磨精密齿轮的使用寿命，特别是在长期使用发生严重磨损的时候，齿轮的强度等性能都会呈现一定程度的下降，因此，如何在制备时就能得到高强度、高耐久程度、高抗拉伸能力、高硬度和高表面光滑程度的高耐磨精密齿轮是社会所需的研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐磨精密齿轮及其制备方法，制备方法简单，制备得到的高耐磨精密齿轮强度高，制备过程简单，生产成本低，采用的原料无毒无害，环保无污染。

本发明提供一种高耐磨精密齿轮，由模数0.2以下的齿轮构成，该模数0.2以下的齿轮由体积比为70％以上的二氧化钛复合碳化硅陶瓷质金属组织形成，所述二氧化钛复合碳化硅陶瓷质金属组织由Si、C、O、Fe、Al、Ti、Zn中的任意一种或两种以上元素构成。

作为本发明的进一步改进，其以300℃/秒以上107℃/秒以下的冷却速度形成。

本发明还提供一种高耐磨精密齿轮的制造方法，包括以下步骤：(1)零件制备：将20-35份Si、30-40份C、5-10份O、20-25份Fe、5-10份Al、5-10份Ti、5-10份Zn熔融共混，制备成二氧化钛复合碳化硅陶瓷质金属组织，对42CrMoH或35CrMo坯料加入二氧化钛复合碳化硅陶瓷质金属组织使坯料硬度达到36-40HRC，然后将坯料机加工为齿轮零件；

(2)前清洗：对装入料筐内的齿轮零件进行清洗，清除齿轮零件表面残留的污物；

(3)零件装夹：将一件以上的齿轮零件采用工装装夹成齿轮组合件，使工装夹持住齿轮零件的两个端平面；

(4)装炉：将步骤(3)中的齿轮组合件均匀地呈封闭的圆环状布置在阴极盘上，并盖上炉罩；

(5)真空辉光离子渗氮：采用阶梯升温保温方式逐渐将齿轮零件升温到渗氮工艺温度，且自室温升温到渗氮工艺温度的时间控制在3.5-4小时；

(6)随炉冷却：渗氮结束后，齿轮零件在真空状态下随炉冷却，且在炉内温度小于等于95℃时开炉。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明的二氧化钛复合碳化硅陶瓷质金属组织具有优良的强度、韧性和耐磨性能，不容易磨损齿轮，而且物料附着性小，可以提高齿轮的抗磨损性能，延长精密齿轮的使用寿命

2、本发明的高耐磨精密齿轮对外部应力具有强的结构，因此难以产生裂纹、缺口，进而形状精度优越，故信赖性高，作为产品的耐久寿命大范围地提高。

3、本发明的制备方法没有各部件的组装工序，而能够一体成形，故能够减少制备工序步骤，进而无需组装精度的研究。