專利名稱：一種齒面鍍有多孔陶瓷膜層的za43合金蝸輪的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械傳動機構技術領域，特指ZA43高鋁鋅基合金制蝸輪，其齒面具有利用微弧氧化的方法處理而產生的高硬度的多孔陶瓷膜層。
背景技術：
鋅基合金是近年來廣泛應用的耐磨材料，以高鋁鋅基合金取代價格昂貴的銅合金來制造耐磨零件已成為必然趨勢。但由于工作溫度過高會引起高鋁鋅基合金組織不穩定， 從而導致性能惡化，所以高鋁鋅基合金一般只能在100°c以下的輕載低速和有潤滑的條件下服役，這使得高鋁鋅基合金蝸輪的使用范圍受到了限制。微弧氧化是一種新型金屬表面處理工藝，即將工件置于特定的電解液中，并施加高電壓，使金屬表面產生大量的微小電弧，通過電化學反應，在金屬表面生成高硬度陶瓷耐膜層的工藝方法。該技術可應用在鋁合金、鎂合金與鈦合金上。據檢索，國內目前現有專利和科技成果中尚無采用微弧氧化方法強化ZA43合金蝸輪齒面工藝方法的報導。專利02113248微弧氧化鋅鋁合金表面生成陶瓷層所涉及一種微弧氧化鋅鋁合金表面生成陶瓷層及制造方法，其所特指ZA27合金，并非蝸輪齒面的強化；陜西工業職業技術學院材料工程系燕樣樣在《蝸輪的失效分析》(《熱加工工藝》2008 年第9期)中提出改善高鋁鋅基合金蝸輪齒面點蝕現象，從增加銅含量和合金中化學成分不均勻性著手，避免鑄件中縮松等鑄造缺陷的建議。與本實用新型相比，上述方法僅能在一定程度上改善高鋁鋅基合金蝸輪內在質量的問題，達不到本實用新型既強蝸輪齒面耐磨性和耐熱性的目的。
發明內容本實用新型的目的是提供一種耐磨性和耐熱性較好的ZA43合金蝸輪。一種齒面鍍有多孔陶瓷膜層的ZA43合金蝸輪，包括蝸輪齒，其特征在于蝸輪齒面上有經微弧氧化工藝處理生成的多孔陶瓷膜層，多孔陶瓷膜層分為致密層和疏松層，多孔陶瓷膜層的厚度為20μπι。利用該膜層的高硬度、高耐磨性以及一定的耐熱性，克服該 ΖΑ43蝸輪在高速、重載或干摩擦工況條件下，由于接觸表面升溫導致蝸輪齒面的組織變化， 耐磨性與承載性能急劇降低的缺陷，達到提高其服役性能的目的。
圖1是齒面經微弧氧化處理的ΖΑ43蝸輪工件示意圖。
具體實施方式
本實用新型所采取的技術方案是1、鋅基合金蝸輪毛坯采用液態模鍛工藝成形，要求比壓不低于60Mpa，使蝸輪組織致密，消除枝晶組織和其他不良鑄造缺陷；[0010]2、蝸輪的齒形有切削加工完成；3、將蝸輪工件非處理表面實施隔離與保護，其后在硅酸鹽系溶液中進行微弧氧化處理。采用適當的電流、頻率、占空比及時間等工藝參數，使齒面獲得的以Q-Al2O3為主的陶瓷膜層致密、平滑。為了保證一定的傳動精度，齒面膜厚控制在20 μ m為宜。4、清理非處理面的保護膜，將蝸輪齒面陶瓷膜的疏松層去除。本實用新型技術可得到以下有益效果(1)可獲得更高硬度的齒面經微弧氧化工藝制得的陶瓷膜層的硬度值均比基體的硬度高出7 10倍，且與基體結合牢固；(2)大幅度降低齒面的摩擦系數經檢測，ZA43微弧氧化陶瓷膜的耐磨性比基體有明顯提高，陶瓷膜的摩擦系數約為0. 05左右，基體的摩擦系數為0.沈，可有效地降低了蝸輪與蝸桿表面的摩擦力。(3)明顯提高蝸輪的耐熱性能由于陶瓷膜具有一定的隔熱作用，加之蝸輪齒面摩擦力的降低，使得其耐熱能力顯著提高。
權利要求1.一種齒面鍍有多孔陶瓷膜層的ZA43合金蝸輪，包括蝸輪齒，其特征在于蝸輪齒面上有經微弧氧化工藝處理生成的多孔陶瓷膜層。
2.根據權利要求1所述的一種齒面鍍有多孔陶瓷膜層的ZA43合金蝸輪，其特征在于 多孔陶瓷膜層分為致密層和疏松層。
3.根據權利要求1所述的一種齒面鍍有多孔陶瓷膜層的ZA43合金蝸輪，其特征在于 多孔陶瓷膜層的厚度為20 μ m。
專利摘要一種齒面鍍有多孔陶瓷膜層的ZA43合金蝸輪，蝸輪的毛坯采用液態模鍛方法成形，其特征在于蝸輪齒面上鍍有多孔陶瓷膜層。蝸輪齒面經微弧氧化工藝處理，使其表面生成的多孔陶瓷膜層。利用該膜層的高硬度、高耐磨性以及一定的耐熱性，克服該ZA43蝸輪在高速、重載或干摩擦工況條件下，由于接觸表面升溫導致蝸輪齒面的組織變化，耐磨性與承載性能急劇降低的缺陷，達到提高其服役性能的目的。
文檔編號F16H55/22GK202082364SQ20092028297
公開日2011年12月21日 申請日期2009年12月22日 優先權日2009年12月22日
發明者劉忠德, 張中元, 潘建躍 申請人:江蘇大學