CN101899610A - 湿辗机齿轮及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高寿命湿辗机齿轮及其制造方法，化学组成为：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％，余量为Fe。制造方法包括造模、熔炼、铸造，在1480～1500℃下熔炼成合金液，加入稀土镁硅铁合金球化剂后混合均匀，注入所述模具中铸造成齿轮毛坯；将毛坯在温度900～920℃下保温2～4h进行热处理，将毛坯齿部加热至280～310℃，进行回火2-3h；经车床加工，要求齿轮表面粗糙度Ra为6.3-12.5。本发明产品的强度、耐磨性比普通球铁提高了2～3倍，其抗拉强度780-810MPa，屈服强度580-610MPa，齿部硬度达到HRC40～48；平均使用寿命较长。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮加工领域，特别涉及一种高寿命湿辗机齿轮及其制造方法。
背景技术
齿轮的加工工艺分为料坯成型、热处理、车削、滚齿、剃齿或磨齿等工艺过程。随着机械工业的发展，对齿轮的强度、耐磨性和硬度均提出了较高要求。在加工过程中，齿轮材料和加工工艺对齿轮的性能有较大影响。目前齿轮材质多为QT500球铁，一件齿轮的平均使用寿命仅为15天左右，齿轮的硬度和冲击韧性较低，寿命较短，不能满足工业应用的需要。
申请号为CN200610026704.1的专利提供了一种车用法兰轴外圆柱齿轮的加工方法，包括如下工序：坯料锻压成型、热处理、车削、外圆柱齿轮成型、磨齿，外圆柱齿轮成型工序采用冷挤压成型方法。冷挤压齿轮成型工序前的齿轮坯料段的车削合理尺寸精度为GB1800-78 IT8级，表面粗糙度为Ra 1.25～Ra2；冷挤压成型齿轮的齿表面粗糙度为Ra10～Ra16。该发明没有涉及原料成分问题，使用寿命有待于提高，该齿轮也不适用于湿辗机。
发明内容
本发明要解决的技术问题：提供一种具有较高强度、较好塑性和耐磨性的长寿命湿辗机齿轮，还提供了该湿辗机齿轮的制造方法。
本发明的技术方案：
一种湿辗机齿轮，以重量百分含量表示，所述湿辗机齿轮合金的化学组成为：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％，余量为Fe。
一种湿辗机齿轮，以重量百分含量表示，所述湿辗机齿轮合金的化学组成为：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％，余量为Fe。
所述湿辗机齿轮的制造方法，包括以下步骤：
（1）造模 采用树脂砂制造湿辗机齿轮模具，用锆英粉涂料刷涂模具内部，确保铸件齿部不粘砂、不变形；
（2）熔炼、铸造 将原料加热熔炼，在1480～1500℃下熔炼成合金液，加入稀土镁硅铁合金球化剂后混合均匀，注入所述模具中铸造成齿轮毛坯；经自然冷却后脱模；
（3）热处理 将毛坯在温度900～920℃下保温2～4h进行热处理，然后加水喷雾降温；将毛坯齿部加热至280～310℃，进行回火2-3h；
（4）机加工 将热处理后的齿轮毛坯经车床加工，要求齿轮表面粗糙度为Ra6.3-12.5。
所述加热熔炼温度为1490～1500℃，熔炼时间为1.5-2h。
所述加热熔炼温度为1490～1500℃。
所述稀土镁硅铁合金球化剂的加入量为合金重量的1.2～1.6％。
所述热处理回火后毛坯齿部硬度为HRC36～40。
本发明的积极有益效果：
（1）本发明以普通新生铁和回炉料为原材料，通过加入廉价的锰和适量的铜，来降低昂贵的钼的加入量，从而有效降低了原料成本。
（2）本发明产品强度、耐磨性比普通球铁提高了2～3倍，其抗拉强度（σb）为780-810MPa，屈服强度（σp）为580-610MPa，齿部硬度达到HRC40～48；产品的等淬工艺性好，热处理变形小，产品性能优于同类产品。
（3）本发明采用电炉熔化，以稀土镁硅铁合金为球化剂，球化率为1-2级，具有较好的脱氧、脱硫效果，可有效提高齿轮的机械强度。
（4）本发明通过对齿轮材质进行调整和热处理，齿轮使用寿命大大延长，其平均使用寿命在2个月以上；而原有材质为QT500的球铁齿轮，其使用寿命平均仅为15天左右。
四、具体实施方式：
实施例1：一种湿辗机齿轮，其原料合金成分为：C 3.6％、Si 2.4％、Mn 0.7％、P 0.03％、S 0.02％、Cu 0.6％、Mo 0.1％、Cr 0.5％，余量为Fe。
该湿辗机齿轮的制造方法为：
（1）造模 采用树脂砂制造齿轮模具，用锆英粉（ZrSiO4）刷涂模具内部，确保铸件齿部不粘砂、不变形；
（2）熔炼、铸造 将原料用电炉加热熔炼，在1480～1500℃下熔炼1.5-2h，得到合金液，加入合金重量1.2～1.6％的稀土镁硅铁合金球化剂，然后搅拌均匀，将合金液注入上述模具中，铸造成齿轮毛坯；经自然冷却后脱模，并清除树脂砂；其中稀土镁硅铁合金球化剂的主要成分是硅铁，再加入稀土矿、金属镁、钙配制而成。
（3）热处理 将齿轮毛坯加热至900～920℃，在此温度下保温2～4h，然后加水喷雾降温；将毛坯齿部加热至280～310℃，回火2h，使齿部硬度达到HRC40～48；
（4）机加工 将热处理后的齿轮毛坯经车床加工，要求齿轮表面粗糙度Ra达到6.3-12.5。
实施例2：同实施例1基本相同，不同之处在于：
湿辗机齿轮原料成分：C 3.4％、Si 2.2％、Mn 0.6％、P 0.06％、S 0.03％、Cu 0.7％、Mo 0.1％、Cr 0.5％，余量为Fe。
制造方法：熔炼温度1500℃，熔炼时间1.5h；热处理温度900℃，保温4h；回火温度285℃，回火时间2h；机加工齿轮表面粗糙度Ra为7-10。
实施例3：同实施例1基本相同，不同之处在于：
湿辗机齿轮原料成分：C 3.8％、Si 2.6％、Mn 0.9％、P 0.05％、S 0.02％、Cu 0.4％、Mo 0.2％、Cr 0.6％，余量为Fe。
制造方法：熔炼温度1480℃，熔炼时间2h；热处理温度920℃，保温2小时；回火温度290℃，回火时间2小时；机加工齿轮表面粗糙度Ra为8-12。
实施例4：同实施例1基本相同，不同之处在于：
湿辗机齿轮原料成分为：C 3.6％、Si 2.4％、Mn 0.7％、P 0.04％、S 0.01％、Cu 0.5％、Mo 0.15％、Cr 0.5％，余量为Fe。
制造方法：熔炼温度1490℃，熔炼时间1.8h；热处理温度910℃，保温3小时；回火温度300℃，回火时间2小时；机加工齿轮表面粗糙度Ra为6.3-9。
实施例5：同实施例1基本相同，不同之处在于：
湿辗机齿轮原料成分：C 3.7％、Si 2.5％、Mn 0.8％、P 0.06％、S 0.02％、Cu 0.6％、Mo 0.1％、Cr 0.4％，余量为Fe。
制造方法：熔炼温度1500℃，熔炼时间1.6h；热处理温度920℃，保温3小时；回火温度280℃，回火时间2小时；机加工齿轮表面粗糙度Ra为6.3-12.5。
实施例6：同实施例1基本相同，不同之处在于：
湿辗机齿轮原料成分：C 3.5％、Si 2.4％、Mn 0.6％、P 0.01％、S 0.02％、Cu 0.7％、Mo 0.15％、Cr 0.4％，余量为Fe。
实施例7：同实施例1基本相同，不同之处在于：
湿辗机齿轮原料成分：C 3.7％、Si 2.6％、Mn 0.6％、P 0.03％、Cu 0.6％、Mo 0.08％、Cr 0.5％，余量为Fe。
实施例8：同实施例1基本相同，不同之处在于：
湿辗机齿轮原料成分：C 3.8％、Si 2.4％、Mn 0.7％、S 0.01％、Cu 0.5％、Mo 0.15％、Cr 0.5％，余量为Fe。
Claims (7)
1.一种湿辗机齿轮，其特征在于：以重量百分含量表示，所述湿辗机齿轮合金的化学组成为：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％，余量为Fe。
2.一种湿辗机齿轮，其特征在于：以重量百分含量表示，所述湿辗机齿轮合金的化学组成为：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％，余量为Fe。
3.一种权利要求1或2所述湿辗机齿轮的制造方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）造模 采用树脂砂制造湿辗机齿轮模具，用锆英粉涂料刷涂模具内部，确保铸件齿部不粘砂、不变形；
（2）熔炼、铸造 将原料加热熔炼，在1480～1500℃下熔炼成合金液，加入稀土镁硅铁合金球化剂后混合均匀，注入所述模具中铸造成齿轮毛坯；经自然冷却后脱模；
（3）热处理 将毛坯在温度900～920℃下保温2～4h进行热处理，然后加水喷雾降温；将毛坯齿部加热至280～310℃，进行回火2-3h；
（4）机加工 将热处理后的齿轮毛坯经车床加工，要求齿轮表面粗糙度Ra为6.3-12.5。
4.根据权利要求3所述湿辗机齿轮的制造方法，其特征在于：所述加热熔炼温度为1490～1500℃，熔炼时间为1.5-2h。
5.根据权利要求3所述湿辗机齿轮的制造方法，其特征在于：所述加热熔炼温度为1490～1500℃。
6.根据权利要求4或5所述湿辗机齿轮的制造方法，其特征在于：所述稀土镁硅铁合金球化剂的加入量为合金重量的1.2～1.6％。
7.根据权利要求4或5所述湿辗机齿轮的制造方法，其特征在于：所述热处理回火后毛坯齿部硬度为HRC36～40。
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| CN101899610B (zh) | 2012-03-28 |
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