粉末冶金汽車齒輪及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種粉末冶金汽車齒輪，本發明由下列重量份的原料組成：90?95份鐵粉、1.1?1.9份鉬粉、1.2?2.8份銅粉、2.4?4.2份鎳粉、0.6?0.8份鉻粉、1.2?2.2份石墨、2.1?2.3份氧化鎢、0.1?0.2份氧化鉍、1?3份釩鈦磁鐵精粉、0.1?0.4份聚乙烯蠟、1?2份添加劑本發明中的粉末冶金汽車齒輪具有硬度和強度大，韌性好，抗拉能力強、抗磨損和使用壽命長的優點。
【專利說明】
粉末冶金汽車齒輪及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及粉末冶金技術領域，具體涉及一種粉末冶金汽車齒輪及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 粉末冶金技術制取金屬粉末或利用金屬粉末或非金屬粉末作為原料，經過成型和 燒結來制備工業制品的技術，由于其高效、無切削加工、節材、節能、環保而被廣泛使用于各 種行業。粉末冶金結構件制品材料成分不受熔煉限制，既可以加入合金成分，也可以加入其 它結構組分，并且看根據需求在一定的范圍內調整成分，從而在力學性能上能達到所需的 效果。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種粉末冶金汽車齒輪及其制備方法。
[0004] 本發明提出的一種粉末冶金汽車齒輪，由下列重量份的原料組成:90-95份鐵粉、 1.1-1.9份鑰粉、1.2 -2.8份銅粉、2.4-4.2份銀粉、0.6-0.8份絡粉、1.2-2.2份石墨、2.1 -2.3 份氧化媽、〇. 1_〇. 2份氧化祕、1_3份f凡欽磁鐵精粉、0.1_0.4份聚乙稀錯、1_2份添加劑。
[0005] 上述技術方案中，所述粉末冶金汽車齒輪由下列重量份的原料組成：92-94份鐵 粉、1.3_1.5份鑰粉、2.2_2.5份銅粉、3_3.3份銀粉、0.6_0.8份絡粉、1.5_1.9份石墨、2.1-2.3份氧化媽、0.1_0.2份氧化祕、2_2.5份f凡欽磁鐵精粉、0.1_0.4份聚乙稀錯、1_2份添加 劑。
[0006] 上述技術方案中，所述添加劑由下列重量份的原料組成:2-4份芥酸酰胺、3-6份硬 脂酸鋅、3-6份微晶蠟、1-2份硅烷偶聯劑KH-858、2-4份偏磷酸鈉、1-2份氟化鈣、2-3份氮化 硼、1-2份碳化硅。
[0007] 上述技術方案中，所述釩鈦磁鐵精粉中鐵含量為52-54%，五氧化二釩含量為0.2-0.3%，二氧化鈦含量為1.8-2.1%。
[0008] 本發明還公開了上述粉末冶金汽車齒輪的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將芥酸酰胺、硬脂酸鋅、微晶蠟、硅烷偶聯劑KH-858、偏磷酸鈉、氟化鈣、氮化 硼、碳化硅混合后研磨均勻制成添加劑，將鐵粉、鉬粉、銅粉、鎳粉、鉻粉、氧化鎢、氧化鉍、釩 鈦磁鐵精粉、聚乙烯蠟放入球磨機中使用剛玉球球磨至200目-100目制成混合料； 步驟二、將步驟一中制成的添加劑、混合料和石墨放入攪拌機中混合均勻，隨后放入模 具進行模壓成型得到毛坯件，模壓壓力為550-650MPa; 步驟三、將步驟二得到的毛坯件在氮氣氣氛下進行熱處理，先以升溫到1150-1180°C下 燒結30-60分鐘，隨后冷卻至室溫； 步驟四、對燒結后齒輪進行淬火-回火處理，首先進行淬火，淬火溫度為725-815Γ，淬 火時間1.5-2.5小時；隨后進行回火，回火溫度為110-125°C，回火時間0.75-1.25小時，最后 冷卻到室溫取出。
[0009] 上述技術方案中，所述步驟三中的燒結溫度為1075-1125°c，燒結時間為45-75分 鐘。
[0010]上述技術方案中，所述步驟四中淬火溫度為775-795°C，淬火時間2-2.1小時。
[0011] 上述技術方案中，所述步驟四中回火溫度為115-120°C，回火時間1-1.25小時。
[0012] 本發明配方，通過不同比例的合金配方和添加劑的相互配合，燒結后進行淬火和 回火處理，從而使制成的齒輪致密度高，孔隙率低，強度、硬度、抗拉強度、耐疲勞性能優良， 抗磨損和使用壽命也大大增加。
【具體實施方式】
[0013] 以下結合具體實施例對本發明作進一步的詳細描述： 實施例1 本發明中粉末冶金汽車齒輪，由下列重量份的原料組成:95份鐵粉、1.8份鉬粉、2.5份 銅粉、3份鎳粉、0.8份鉻粉、2.1份石墨、2.3份氧化鎢、0.1份氧化鉍、2.5份釩鈦磁鐵精粉、 0.3份聚乙烯蠟、2份添加劑;所述添加劑由下列重量份的原料組成:3份芥酸酰胺、4份硬脂 酸鋅、3份微晶蠟、2份硅烷偶聯劑KH-858、3份偏磷酸鈉、2份氟化鈣、2.5份氮化硼、1.5份碳 化硅，所述釩鈦磁鐵精粉中鐵含量為52-54%，五氧化二釩含量為0.2-0.3%，二氧化鈦含量 為1.8-2.1%。
[0014] 上述粉末冶金汽車齒輪的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將芥酸酰胺、硬脂酸鋅、微晶蠟、硅烷偶聯劑KH-858、偏磷酸鈉、氟化鈣、氮化 硼、碳化硅混合后研磨均勻制成添加劑，將鐵粉、鉬粉、銅粉、鎳粉、鉻粉、氧化鎢、氧化鉍、釩 鈦磁鐵精粉、聚乙烯蠟放入球磨機中使用剛玉球球磨至200目制成混合料； 步驟二、將步驟一中制成的添加劑、混合料和石墨放入攪拌機中混合均勻，隨后放入模 具進行模壓成型得到毛坯件，模壓壓力為550MPa; 步驟三、將步驟二得到的毛坯件在氮氣氣氛下進行熱處理，先以升溫到1160 °C下燒結 45分鐘，隨后冷卻至室溫； 步驟四、對燒結后齒輪進行淬火-回火處理，首先進行淬火，淬火溫度為815°C，淬火時 間2小時；隨后進行回火，回火溫度為120°C，回火時間1小時，最后冷卻到室溫取出。
[0015] 實施例2 本發明中粉末冶金汽車齒輪，由下列重量份的原料組成:92份鐵粉、1.3份鉬粉、2.4份 銅粉、2.8份鎳粉、0.6份鉻粉、1.9份石墨、2.1份氧化鎢、0.1份氧化鉍、1.5份釩鈦磁鐵精粉、 0.2份聚乙烯蠟、2份添加劑;所述添加劑由下列重量份的原料組成:2份芥酸酰胺、6份硬脂 酸鋅、5份微晶蠟、1份硅烷偶聯劑KH-858、4份偏磷酸鈉、1.5份氟化鈣、3份氮化硼、2份碳化 硅，所述釩鈦磁鐵精粉中鐵含量為52-54 %，五氧化二釩含量為0.2-0.3 %，二氧化鈦含量為 1.8-2.1%。
[0016] 上述粉末冶金汽車齒輪的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將芥酸酰胺、硬脂酸鋅、微晶蠟、硅烷偶聯劑KH-858、偏磷酸鈉、氟化鈣、氮化 硼、碳化硅混合后研磨均勻制成添加劑，將鐵粉、鉬粉、銅粉、鎳粉、鉻粉、氧化鎢、氧化鉍、釩 鈦磁鐵精粉、聚乙烯蠟放入球磨機中使用剛玉球球磨至100目制成混合料； 步驟二、將步驟一中制成的添加劑、混合料和石墨放入攪拌機中混合均勻，隨后放入模 具進行模壓成型得到毛坯件，模壓壓力為625MPa; 步驟三、將步驟二得到的毛坯件在氮氣氣氛下進行熱處理，先以升溫到1150 °C下燒結 60分鐘，隨后冷卻至室溫； 步驟四、對燒結后齒輪進行淬火-回火處理，首先進行淬火，淬火溫度為800°C，淬火時 間2小時；隨后進行回火，回火溫度為125°C，回火時間0.75小時，最后冷卻到室溫取出。
[0017] 實施例3 本發明中粉末冶金汽車齒輪，由下列重量份的原料組成：由下列重量份的原料組成:94 份鐵粉、1.5份鉬粉、2.2份銅粉、3.3份鎳粉、0.8份絡粉、1.8份石墨、2.1份氧化媽、0.2份氧 化鉍、2份釩鈦磁鐵精粉、0.3份聚乙烯蠟、2份添加劑;所述添加劑由下列重量份的原料組 成:3份芥酸酰胺、6份硬脂酸鋅、6份微晶蠟、2份硅烷偶聯劑KH-858、3份偏磷酸鈉、2份氟化 鈣、2份氮化硼、1份碳化硅;所述釩鈦磁鐵精粉中鐵含量為52-54 %，五氧化二釩含量為0.2-0.3%，二氧化鈦含量為1.8-2.1%。
[0018] 上述粉末冶金汽車齒輪的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將芥酸酰胺、硬脂酸鋅、微晶蠟、硅烷偶聯劑KH-858、偏磷酸鈉、氟化鈣、氮化 硼、碳化硅混合后研磨均勻制成添加劑，將鐵粉、鉬粉、銅粉、鎳粉、鉻粉、氧化鎢、氧化鉍、釩 鈦磁鐵精粉、聚乙烯蠟放入球磨機中使用剛玉球球磨至150目制成混合料； 步驟二、將步驟一中制成的添加劑、混合料和石墨放入攪拌機中混合均勻，隨后放入模 具進行模壓成型得到毛坯件，模壓壓力為600MPa; 步驟三、將步驟二得到的毛坯件在氮氣氣氛下進行熱處理，先以升溫到1180 °C下燒結 35分鐘，隨后冷卻至室溫； 步驟四、對燒結后齒輪進行淬火-回火處理，首先進行淬火，淬火溫度為775°C，淬火時 間2.5小時；隨后進行回火，回火溫度為125°C，回火時間1小時，最后冷卻到室溫取出。
[0019] 實施例4 本發明中粉末冶金汽車齒輪，由下列重量份的原料組成：由下列重量份的原料組成:93 份鐵粉、1.4份鉬粉、2.4份銅粉、3份鎳粉、0.6份絡粉、1.7份石墨、2.1份氧化媽、0.1份氧化 鉍、2份釩鈦磁鐵精粉、0.2份聚乙烯蠟、1.5份添加劑;所述添加劑由下列重量份的原料組 成:2份芥酸酰胺、3份硬脂酸鋅、3份微晶蠟、2份硅烷偶聯劑KH-858、4份偏磷酸鈉、2份氟化 鈣、2份氮化硼、1.5份碳化硅，所述釩鈦磁鐵精粉中鐵含量為52-54 %，五氧化二釩含量為 0.2-0.3 %，二氧化鈦含量為 1.8-2.1 %。
[0020] 上述粉末冶金汽車齒輪的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將芥酸酰胺、硬脂酸鋅、微晶蠟、硅烷偶聯劑KH-858、偏磷酸鈉、氟化鈣、氮化 硼、碳化硅混合后研磨均勻制成添加劑，將鐵粉、鉬粉、銅粉、鎳粉、鉻粉、氧化鎢、氧化鉍、釩 鈦磁鐵精粉、聚乙烯蠟放入球磨機中使用剛玉球球磨至125目制成混合料； 步驟二、將步驟一中制成的添加劑、混合料和石墨放入攪拌機中混合均勻，隨后放入模 具進行模壓成型得到毛坯件，模壓壓力為650MPa; 步驟三、將步驟二得到的毛坯件在氮氣氣氛下進行熱處理，先以升溫到1160 °C下燒結 50分鐘，隨后冷卻至室溫； 步驟四、對燒結后齒輪進行淬火-回火處理，首先進行淬火，淬火溫度為780°C，淬火時 間2.1小時；隨后進行回火，回火溫度為119°C，回火時間1.2小時，最后冷卻到室溫取出。
[0021] 對上述實施例1、實施例2、實施例3、實施例4中的產品進行檢測，性能如下表所示：
由上表可知，本發明中粉末冶金汽車齒輪的硬度在50HRC以上，且其抗拉強度可達 850MP以上制作的汽車齒輪具有較高的硬度和強度，能夠滿足使用的需要。
[0022]本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
【主權項】
1. 一種粉末冶金汽車齒輪，其特征在于，由下列重量份的原料組成:90-95份鐵粉、1.1-1.9份鑰粉、1.2_2.8份銅粉、2.4_4.2份銀粉、0.6_0.8份絡粉、1.2_2.2份石墨、2.1_2.3份氧 化媽、0.1-〇. 2份氧化祕、1_3份f凡欽磁鐵精粉、0.1_0.4份聚乙稀錯、1_2份添加劑。2. 根據權利要求1所述的粉末冶金汽車齒輪，其特征在于，由下列重量份的原料組成： 92_94份鐵粉、1.3_1.5份鑰粉、2.2_2.5份銅粉、3_3.3份銀粉、0.6_0.8份絡粉、1.5_1.9份石 墨、2.1-2.3份氧化鎢、0.1-0.2份氧化鉍、2-2.5份釩鈦磁鐵精粉、0.1-0.4份聚乙烯蠟、1-2 份添加劑。3. 根據權利要求2所述的粉末冶金汽車齒輪，其特征在于，所述添加劑由下列重量份的 原料組成:2-4份芥酸酰胺、3-6份硬脂酸鋅、3-6份微晶蠟、1-2份硅烷偶聯劑KH-858、2-4份 偏磷酸鈉、1 -2份氟化鈣、2-3份氮化硼、1 -2份碳化硅。4. 根據權利要求3所述的粉末冶金汽車齒輪的制備方法，其特征在于:所述釩鈦磁鐵精 粉中鐵含量為52-54%，五氧化二釩含量為0.2-0.3%，二氧化鈦含量為1.8-2.1 %。5. 權利要求1-4中任一項所述的粉末冶金汽車齒輪的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟： 步驟一、將芥酸酰胺、硬脂酸鋅、微晶蠟、硅烷偶聯劑KH-858、偏磷酸鈉、氟化鈣、氮化 硼、碳化硅混合后研磨均勻制成添加劑，將鐵粉、鉬粉、銅粉、鎳粉、鉻粉、氧化鎢、氧化鉍、釩 鈦磁鐵精粉、聚乙烯蠟放入球磨機中使用剛玉球球磨至200目-100目制成混合料； 步驟二、將步驟一中制成的添加劑、混合料和石墨放入攪拌機中混合均勻，隨后放入模 具進行模壓成型得到毛坯件，模壓壓力為550-650MPa; 步驟三、將步驟二得到的毛坯件在氮氣氣氛下進行熱處理，先以升溫到1150-1180 °C下 燒結30-60分鐘，隨后冷卻至室溫； 步驟四、對燒結后齒輪進行淬火-回火處理，首先進行淬火，淬火溫度為725-815Γ，淬 火時間1.5-2.5小時；隨后進行回火，回火溫度為110-125°C，回火時間0.75-1.25小時，最后 冷卻到室溫取出。6. 根據權利要求5所述的粉末冶金汽車齒輪的制備方法，其特征在于:所述步驟三中的 燒結溫度為1075-1125 °C，燒結時間為45-75分鐘。7. 根據權利要求6所述的粉末冶金汽車齒輪的制備方法，其特征在于:所述步驟四中淬 火溫度為775-795°C，淬火時間2-2.1小時。8. 根據權利要求7所述的粉末冶金汽車齒輪的制備方法，其特征在于:所述步驟四中回 火溫度為115-120 °C，回火時間1-1.25小時。
【文檔編號】B22F3/24GK106064238SQ201610355073
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月16日 公開號201610355073.1, CN 106064238 A, CN 106064238A, CN 201610355073, CN-A-106064238, CN106064238 A, CN106064238A, CN201610355073, CN201610355073.1
【發明人】周志國, 徐為人
【申請人】周志國