專利名稱：濕輾機齒輪及其制造方法
技術領域：
本發明涉及齒輪加工領域，特別涉及一種高壽命濕輾機齒輪及其制造方法。
背景技術：
齒輪的加工工藝分為料坯成型、熱處理、車削、滾齒、剃齒或磨齒等工藝過程。隨著 機械工業的發展，對齒輪的強度、耐磨性和硬度均提出了較高要求。在加工過程中，齒輪材 料和加工工藝對齒輪的性能有較大影響。目前齒輪材質多為QT500球鐵，一件齒輪的平均 使用壽命僅為15天左右，齒輪的硬度和沖擊韌性較低，壽命較短，不能滿足工業應用的需要。申請號為CN200610026704. 1的專利提供了一種車用法蘭軸外圓柱齒輪的加工 方法，包括如下工序坯料鍛壓成型、熱處理、車削、外圓柱齒輪成型、磨齒，外圓柱齒輪成 型工序采用冷擠壓成型方法。冷擠壓齒輪成型工序前的齒輪坯料段的車削合理尺寸精度 為GB1800-78 IT8級，表面粗糙度為Ra 1. 25 Ra2 ；冷擠壓成型齒輪的齒表面粗糙度為 RalO Ral6。該發明沒有涉及原料成分問題，使用壽命有待于提高，該齒輪也不適用于濕 輾機。
發明內容
本發明要解決的技術問題提供一種具有較高強度、較好塑性和耐磨性的長壽命 濕輾機齒輪，還提供了該濕輾機齒輪的制造方法。本發明的技術方案
一種濕輾機齒輪，以重量百分含量表示，所述濕輾機齒輪合金的化學組成為c 3. 4 3. 8%, Si 2. 2 2.6%、Mn 0. 6 0. 9%、P 彡 0. 06%、S 彡 0. 03%、Cu 0.4 0.7%、Mo 0.05 0.2%、Cr 0. 4 0. 6%，余量為 Fe。一種濕輾機齒輪，以重量百分含量表示，所述濕輾機齒輪合金的化學組成為C 3.4 3.8%、Si 2.2 2.6%、Mn 0.6 0.9%、P 0.02 0.06%、S 0. 01 0. 03%、Cu 0. 4 0. 7%、Mo 0. 05 0. 2%、Cr 0. 4 0. 6%，余量為 Fe。所述濕輾機齒輪的制造方法，包括以下步驟
(1)造模采用樹脂砂制造濕輾機齒輪模具，用鋯英粉涂料刷涂模具內部，確保鑄件齒 部不粘砂、不變形；
(2)熔煉、鑄造將原料加熱熔煉，在1480 150(TC下熔煉成合金液，加入稀土鎂硅鐵 合金球化劑后混合均勻，注入所述模具中鑄造成齒輪毛坯；經自然冷卻后脫模；
(3)熱處理將毛坯在溫度900 920°C下保溫2 4h進行熱處理，然后加水噴霧降 溫；將毛坯齒部加熱至280 310°C，進行回火2-3h ；
(4)機加工將熱處理后的齒輪毛坯經車床加工，要求齒輪表面粗糙度為Ra6.3-12. 5。所述加熱熔煉溫度為1490 1500°C，熔煉時間為1. 5_2h。所述加熱熔煉溫度為1490 1500°C。
所述稀土鎂硅鐵合金球化劑的加入量為合金重量的1. 2 1. 6%。所述熱處理回火后毛坯齒部硬度為HRC36 40。本發明的積極有益效果
(1)本發明以普通新生鐵和回爐料為原材料，通過加入廉價的錳和適量的銅，來降低昂 貴的鉬的加入量，從而有效降低了原料成本。(2)本發明產品強度、耐磨性比普通球鐵提高了 2 3倍，其抗拉強度(ο b)為 780-810MPa，屈服強度(σ ρ)為580_610MPa，齒部硬度達到HRC40 48 ；產品的等淬工藝性 好，熱處理變形小，產品性能優于同類產品。(3)本發明采用電爐熔化，以稀土鎂硅鐵合金為球化劑，球化率為1-2級，具有較 好的脫氧、脫硫效果，可有效提高齒輪的機械強度。(4)本發明通過對齒輪材質進行調整和熱處理，齒輪使用壽命大大延長，其平均使 用壽命在2個月以上；而原有材質為QT500的球鐵齒輪，其使用壽命平均僅為15天左右。具體實施例方式
實施例1 一種濕輾機齒輪，其原料合金成分為C 3.6%, Si 2.4%、Mn 0.7%, P 0. 03%, S 0. 02%, Cu 0. 6%, Mo 0. 1 %, Cr 0.5%，余量為 Fe。該濕輾機齒輪的制造方法為
(1)造模采用樹脂砂制造齒輪模具，用鋯英粉(ZrSiO4)刷涂模具內部，確保鑄件齒部 不粘砂、不變形；
(2)熔煉、鑄造將原料用電爐加熱熔煉，在1480 1500°C下熔煉1.5_2h，得到合金 液，加入合金重量1. 2 1. 6%的稀土鎂硅鐵合金球化劑，然后攪拌均勻，將合金液注入上 述模具中，鑄造成齒輪毛坯；經自然冷卻后脫模，并清除樹脂砂；其中稀土鎂硅鐵合金球化 劑的主要成分是硅鐵，再加入稀土礦、金屬鎂、鈣配制而成。(3)熱處理將齒輪毛坯加熱至900 920°C，在此溫度下保溫2 4h，然后加水 噴霧降溫；將毛坯齒部加熱至280 310°C，回火2h，使齒部硬度達到HRC40 48 ；
(4)機加工將熱處理后的齒輪毛坯經車床加工，要求齒輪表面粗糙度Ra達到 6. 3-12. 5ο實施例2 同實施例1基本相同，不同之處在于
濕輾機齒輪原料成分c 3.4%、Si 2.2%、Mn 0.6%、P 0. 06%, S 0. 03%, Cu 0.7%、 Mo 0.1%、Cr 0.5%，余量為 Fe。制造方法熔煉溫度1500°C，熔煉時間1. 5h ；熱處理溫度900°C，保溫4h ；回火溫 度285°C，回火時間2h ；機加工齒輪表面粗糙度Ra為7_10。實施例3 同實施例1基本相同，不同之處在于
濕輾機齒輪原料成分C 3.8%、Si 2.6%、Mn 0.9%、P 0. 05%, S 0. 02%, Cu 0.4%、 Mo 0.2%、Cr 0.6%，余量為 Fe。制造方法熔煉溫度1480°C，熔煉時間2h ；熱處理溫度920°C，保溫2小時；回火溫 度290°C，回火時間2小時；機加工齒輪表面粗糙度Ra為8_12。實施例4 同實施例1基本相同，不同之處在于
濕輾機齒輪原料成分為C 3.6%、Si 2.4%、Mn 0.7%、P 0. 04%, S 0.01%, Cu 0. 5%,Mo 0. 15%, Cr 0.5%，余量為 Fe。
制造方法熔煉溫度1490°C，熔煉時間1. 8h ；熱處理溫度910°C，保溫3小時；回火 溫度300°C，回火時間2小時；機加工齒輪表面粗糙度Ra為6. 3_9。
實施例5 同實施例1基本相同，不同之處在于
濕輾機齒輪原料成分C 3.7%、Si 2.5%、Mn 0.8%、P 0. 06%, S 0. 02%, Cu 0.6%、 Mo 0.1%、Cr 0.4%，余量為 Fe。制造方法熔煉溫度1500°C，熔煉時間1. 6h ；熱處理溫度920°C，保溫3小時；回火 溫度280°C，回火時間2小時；機加工齒輪表面粗糙度Ra為6. 3-12. 5。實施例6 同實施例1基本相同，不同之處在于
濕輾機齒輪原料成分C 3.5%、Si 2.4%、Mn 0.6%、P 0. 01%, S 0. 02%, Cu 0.7%、 Mo 0. 15%,Cr 0.4%，余量為 Fe。實施例7 同實施例1基本相同，不同之處在于
濕輾機齒輪原料成分C 3. 7%,Si 2. 6%,Mn 0. 6%,P 0. 03%,Cu 0. 6%,Mo 0. 08%, Cr 0. 5%，余量為 Fe。實施例8 同實施例1基本相同，不同之處在于
濕輾機齒輪原料成分C 3. 8%,Si 2. 4%,Mn 0. 7%,S 0. 01%,Cu 0. 5%,Mo 0. 15%, Cr 0. 5%，余量為 Fe。
權利要求
一種濕輾機齒輪，其特征在于以重量百分含量表示，所述濕輾機齒輪合金的化學組成為C 3.4～3.8％、Si 2.2～2.6％、Mn 0.6～0.9％、P≤0.06％、S≤0.03％、Cu 0.4～0.7％、Mo 0.05～0.2％、Cr 0.4～0.6％，余量為Fe。
2.一種濕輾機齒輪，其特征在于以重量百分含量表示，所述濕輾機齒輪合金的化學 組成為C 3. 4 3. 8%, Si 2. 2 2. 6%, Mn 0. 6 0. 9%, P 0. 02 0. 06%, S 0. 01 0. 03%, Cu 0.4 0.7%、Mo 0.05 0.2%、Cr 0. 4 0. 6%，余量為 Fe。
3.—種權利要求1或2所述濕輾機齒輪的制造方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)造模采用樹脂砂制造濕輾機齒輪模具，用鋯英粉涂料刷涂模具內部，確保鑄件齒 部不粘砂、不變形；(2)熔煉、鑄造將原料加熱熔煉，在1480 150(TC下熔煉成合金液，加入稀土鎂硅鐵 合金球化劑后混合均勻，注入所述模具中鑄造成齒輪毛坯；經自然冷卻后 脫模；(3)熱處理將毛坯在溫度900 920°C下保溫2 4h進行熱處理，然后加水噴霧降 溫；將毛坯齒部加熱至280 310°C，進行回火2-3h ；(4)機加工將熱處理后的齒輪毛坯經車床加工，要求齒輪表面粗糙度Ra為 6. 3-12. 5ο
4 根據權利要求3所述濕輾機齒輪的制造方法，其特征在于所述加熱熔煉溫度為 1490 1500°C，熔煉時間為1. 5-2h。
5.根據權利要求3所述濕輾機齒輪的制造方法，其特征在于所述加熱熔煉溫度為 1490 1500°C。
6.根據權利要求4或5所述濕輾機齒輪的制造方法，其特征在于所述稀土鎂硅鐵合 金球化劑的加入量為合金重量的1. 2 1. 6%。
7.根據權利要求4或5所述濕輾機齒輪的制造方法，其特征在于所述熱處理回火后 毛坯齒部硬度為HRC36 40。
全文摘要
本發明涉及一種高壽命濕輾機齒輪及其制造方法，化學組成為C3.4～3.8％、Si2.2～2.6％、Mn0.6～0.9％、P≤0.06％、S≤0.03％、Cu0.4～0.7％、Mo0.05～0.2％、Cr0.4～0.6％，余量為Fe。制造方法包括造模、熔煉、鑄造，在1480～1500℃下熔煉成合金液，加入稀土鎂硅鐵合金球化劑后混合均勻，注入所述模具中鑄造成齒輪毛坯；將毛坯在溫度900～920℃下保溫2～4h進行熱處理，將毛坯齒部加熱至280～310℃，進行回火2-3h；經車床加工，要求齒輪表面粗糙度Ra為6.3-12.5。本發明產品的強度、耐磨性比普通球鐵提高了2～3倍，其抗拉強度780-810MPa，屈服強度580-610MPa，齒部硬度達到HRC40～48；平均使用壽命較長。
文檔編號B23P15/14GK101899610SQ20101026802
公開日2010年12月1日 申請日期2010年8月31日 優先權日2010年8月31日
發明者左曉東, 徐光雷, 徐林富, 徐躍剛, 徐躍慶, 李宏宇, 粱保青 申請人:衛輝熔金高溫材料有限責任公司