CN105312585A - 一种叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法，其包括配料及混料、压制、烧结、锻造、热处理、表面喷丸强化处理等步骤。与现有技术相比较，采用本发明粉末锻造方法制得的叉车变速箱齿轮具有较好的综合性能，不仅具有较高的强度和硬度，还具有优良的韧性、耐磨性、耐疲劳性和抗冲击性，适合用于叉车变速箱齿轮这样的受到较大的冲击力和磨损的环境中长期工作的要求。

Description

一种叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法

技术领域

本发明涉及一种叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法，属于粉末锻造技术领域。

背景技术

变速箱齿轮是叉车的关键零部件之一,变速箱齿轮经常在高转速、高负荷、转速和负荷不断交变的情况下工作，齿轮除了由于正常磨损外，还会由于润滑油品质、润滑条件不良、驾驶操作不当、维修时齿轮装配相互啃合位置不当等原因，均会造成齿轮冲击。这就要求齿轮材料不仅具有较高的强度和耐磨性，还要具有优异的冲击韧性。

传统的普通锻造工艺和机械加工方法存在着锻件火耗大，燃气电能消耗量大，锻造时间长，锻造效率低，员工劳动强度大，锻造精度差等诸多缺点，已难以满足当今叉车变速箱齿轮高质量、高性能、高效率、高精度、低消耗、低成本的要求。

粉末锻造技术是常规的粉末冶金工艺和精密锻造有机结合而发展起来的一项颇具有市场竞争力的少、无切削金属加工方法,以金属粉末为原料,经过预成形压制,在保护气氛中进行加热烧结及作为锻造毛坯,然后在压力机上一次锻造成形和实现无飞边精密模锻,获得了与普通模锻件相同密度、形状复杂的精密锻件。它既有粉末冶金成形性能较好的优点,又发挥锻造变形有效地改变金属材料组织和性能作用的特点,使粉末冶金和锻造工艺在生产上取得了新的突破,特别适宜大批量生产高性能、形状复杂的结构零件,因此具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法，包括以下步骤：

a、配料及混料

按照质量比7-13:5-10:3-6的比例称取40CrMnMo合金钢粉末、35SiMn合金钢粉末和二硼化钛粉末，准确称取粉重后，置于混料机内混合25-40min，至分布均匀；

b、压制

将上述混合好的粉料加入压制机上压制成变速箱齿轮预成形坯，压制压力为6-8t/cm²；

c、烧结

将上述制得的变速箱齿轮预成形坯在通有保护气氛的烧结炉中进行烧结处理：首先在真空状态下升温至860-940℃，保温1-2h，再在一氧化碳保护气氛下升温至1050-1100℃，保温1.5-2.5h；然后在氮气保护气氛下降温至920-980℃，保温1-2h,再在氩气保护气氛下降温至680-760℃，保温0.5-1h；最后在二氧化碳保护气氛下升温至890-970℃，保温1-2h，再在氢气保护气氛下升温至1080-1140℃，保温2-3h；

d、锻造

将烧结处理后的变速箱齿轮预成形坯直接从烧结炉内送入压力机模具中进行锻造，出炉至锻压时间为4-6s，锻压力为5-7t/cm²，终锻温度为860-890℃；

e、热处理

将上述制得的锻件加热至1160-1220℃，保温1-2h，再降温至880-960℃，保温2-3h，盐水淬火后加热至520-580℃，保温2-4h，再降温至270-310℃，保温4-7h，空冷淬火后加热至240-280℃，保温5-8h，再升温至360-420℃，保温3-6h，出炉空冷；

f、表面喷丸强化处理

采用0.05mm不锈钢弹丸，喷射距离为3-4cm，在0.5-0.7MPa压力下在锻件表面处理25-40min。

所述40CrMnMo合金钢的化学成分质量百分比为：C0.39-0.43%、Si0.18-0.26%、Mn1.0-1.2%、Cr0.9-1.1%、Mo0.2-0.3%、P≤0.02%、S≤0.01%、余量为Fe及不可避免的夹杂质。

所述35SiMn合金钢的化学成分质量百分比为：C0.34-0.38%、Si1.2-1.4%、Mn1.1-1.3%、Cr0.1-0.2%、Ni0.1-0.2%、Cu0.05-0.1%、P≤0.03%、S≤0.02%、余量为Fe及不可避免的夹杂质。

本发明的有益效果：

与现有技术相比较，采用本发明粉末锻造方法制得的叉车变速箱齿轮具有较好的综合性能，不仅具有较高的强度和硬度，还具有优良的韧性、耐磨性、耐疲劳性和抗冲击性，适合用于叉车变速箱齿轮这样的受到较大的冲击力和磨损的环境中长期工作的要求。

具体实施方式

一种叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法，包括以下步骤：

a、配料及混料

按照质量比10:7:4的比例称取40CrMnMo合金钢粉末、35SiMn合金钢粉末和二硼化钛粉末，准确称取粉重后，置于混料机内混合35min，至分布均匀；

上述40CrMnMo合金钢的化学成分质量百分比为：C0.39-0.43%、Si0.18-0.26%、Mn1.0-1.2%、Cr0.9-1.1%、Mo0.2-0.3%、Zr0.04-0.0.8%、Nb0.03-0.05%、P≤0.02%、S≤0.01%、余量为Fe及不可避免的夹杂质；

上述35SiMn合金钢的化学成分质量百分比为：C0.34-0.38%、Si1.2-1.4%、Mn1.1-1.3%、Cr0.1-0.2%、Ni0.1-0.2%、Cu0.05-0.1%、Ta0.2-0.3%、Se0.04-0.08%、P≤0.03%、S≤0.02%、余量为Fe及不可避免的夹杂质；

b、压制

将上述混合好的粉料加入压制机上压制成变速箱齿轮预成形坯，压制压力为7t/cm²；

c、烧结

将上述制得的变速箱齿轮预成形坯在通有保护气氛的烧结炉中进行烧结处理：首先在真空状态下升温至910℃，保温1.5h，再在一氧化碳保护气氛下升温至1080℃，保温2h；然后在氮气保护气氛下降温至960℃，保温1.5h,再在氩气保护气氛下降温至730℃，保温0.5h；最后在二氧化碳保护气氛下升温至940℃，保温1.5h，再在氢气保护气氛下升温至1120℃，保温2.5h；

d、锻造

将烧结处理后的变速箱齿轮预成形坯直接从烧结炉内送入压力机模具中进行锻造，出炉至锻压时间为5s，锻压力为6t/cm²，终锻温度为880℃；

e、热处理

将上述制得的锻件加热至1180℃，保温1.5h，再降温至940℃，保温2h，盐水淬火后加热至560℃，保温3h，再降温至290℃，保温6h，空冷淬火后加热至250℃，保温7h，再升温至380℃，保温4h，出炉空冷；

f、表面喷丸强化处理

采用0.05mm不锈钢弹丸，喷射距离为3cm，在0.6MPa压力下在锻件表面处理30min。

经检测，上述制得的变速箱齿轮材料的主要力学性能为：硬度61.4HRC，抗拉强度1026MPa，屈服强度894MPa，冲击韧性79.7J/cm²，伸长率14.4%。

Claims (3)

1.一种叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、配料及混料

按照质量比7-13:5-10:3-6的比例称取40CrMnMo合金钢粉末、35SiMn合金钢粉末和二硼化钛粉末，准确称取粉重后，置于混料机内混合25-40min，至分布均匀；

b、压制

将上述混合好的粉料加入压制机上压制成变速箱齿轮预成形坯，压制压力为6-8t/cm²；

c、烧结

将上述制得的变速箱齿轮预成形坯在通有保护气氛的烧结炉中进行烧结处理：首先在真空状态下升温至860-940℃，保温1-2h，再在一氧化碳保护气氛下升温至1050-1100℃，保温1.5-2.5h；然后在氮气保护气氛下降温至920-980℃，保温1-2h,再在氩气保护气氛下降温至680-760℃，保温0.5-1h；最后在二氧化碳保护气氛下升温至890-970℃，保温1-2h，再在氢气保护气氛下升温至1080-1140℃，保温2-3h；

d、锻造

将烧结处理后的变速箱齿轮预成形坯直接从烧结炉内送入压力机模具中进行锻造，出炉至锻压时间为4-6s，锻压力为5-7t/cm²，终锻温度为860-890℃；

e、热处理

将上述制得的锻件加热至1160-1220℃，保温1-2h，再降温至880-960℃，保温2-3h，盐水淬火后加热至520-580℃，保温2-4h，再降温至270-310℃，保温4-7h，空冷淬火后加热至240-280℃，保温5-8h，再升温至360-420℃，保温3-6h，出炉空冷；

f、表面喷丸强化处理

采用0.05mm不锈钢弹丸，喷射距离为3-4cm，在0.5-0.7MPa压力下在锻件表面处理25-40min。

2.根据权利要求1所述的叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法，其特征在于，所述40CrMnMo合金钢的化学成分质量百分比为：C0.39-0.43%、Si0.18-0.26%、Mn1.0-1.2%、Cr0.9-1.1%、Mo0.2-0.3%、P≤0.02%、S≤0.01%、余量为Fe及不可避免的夹杂质。

3.根据权利要求1所述的叉车变速箱齿轮的粉末锻造方法，其特征在于，所述35SiMn合金钢的化学成分质量百分比为：C0.34-0.38%、Si1.2-1.4%、Mn1.1-1.3%、Cr0.1-0.2%、Ni0.1-0.2%、Cu0.05-0.1%、P≤0.03%、S≤0.02%、余量为Fe及不可避免的夹杂质。