CN1974115A - 油锯链轮的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油锯链轮的制造方法，其特点是：选择合理的齿轮毛坯成分，通过普通粉末冶金方法完成齿轮毛坯，然后进行齿轮毛坯闭室精密锻造：齿轮毛坯浸在石墨乳中或涂上石墨或在氮气保护下，然后快速感应加热到815－950℃，感应加热时间应小于20秒钟，再移到模具内快速闭室锻打、脱模；锻打后齿轮密度大于7.7g/cm³。齿轮与已加工的轮毂装配后，链轮的钎焊与硬化在炉中一步完成，钎焊炉带气体快速冷却***，保护气氛以氮气为主加上少量氢气，使链轮在气体淬火中发生相***化；钎焊硬化后的齿轮硬度可达到HRC58以上，同时轮毂因快速气体冷却提高了强度。简化工序，提高生产效率，降低制作成本，提高加工精度和质量。

Description

油锯链轮的制造方法

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，具体说是一种油锯链轮的制造方法。

背景技术

油锯链轮是链锯中的一个重要零部件，其功能是带动锯链运转，从而切割木材。链轮一般由链轮齿轮和轮毂装配焊接而成。传统的链轮齿轮制造技术是通过机械加工的方法机制作。机加工已具有齿轮轮廓的低碳低合金钢冷冲或冷挤齿轮毛坯，然后经过渗碳热处理来完成；链轮的轮毂一般通过冲压成型完成，齿轮与轮毂的材质不同，齿轮材料为低碳低合金钢，例如：17CrNi6；轮毂材料为25CrMo4。

链轮的装配工艺流程为：齿轮经渗碳热处理后和轮毂装配→钎焊→淬火硬化热处理→抛丸处理→内孔珩磨→检验入库。

另一种齿轮传统的制造方法是通过普通粉末冶金制造链轮齿轮，后与轮毂焊接热处理而成。但齿轮的密度一般低于7.1g/cm³，热处理后齿轮的硬度低于HRC45。

传统的工艺有如下缺点：

1、通过冷冲、冷挤及机加工齿轮毛坯周期长，效率低，成本高；

2、链轮制造过程中需要两步热处理(齿轮加工后需要渗碳热处理；钎焊后需要硬化热处理)，成本高，而且增加因热处理造成的变形，尤其是链轮与轮毂钎焊后热处理会造成很大的变形；而且因为齿轮与轮毂的材质不同，为保证质量，热处理的气氛需严格控制。

3、虽然现有普通粉末冶金制造方法提高了生产的效率，但是由于其齿轮组分所限，齿轮毛坯未经闭室精密锻造，齿轮密度低，性能难于与机加工齿轮相媲美。

如何研究一种油锯链轮的制造方法，使工艺简单、生产效率高，制作成本低，而且链轮质量和精度又高，这是目前亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种油锯链轮的制造方法，简化工序，提高生产效率，降低制作成本，提高加工精度和质量。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种油锯链轮的制造方法，包括齿轮的制作、轮毂的制作、齿轮与轮毂装配焊接及后处理工序，其特征在于：所述的齿轮的制作是通过锻造粉末冶金方法完成的，包括以下工艺：

(1)、齿轮毛坯成分：

a)含碳量为0.6％-0.9％；

b)镍含量为1.6％-2.0％；

c)钼含量为0.5％-0.7％；

d)铜的含量控制在2.0％-3.0％之间；

e)硫化锰为0-0.2％；

f)其余组分为铁；

将以上组分通过普通粉末冶金制作齿轮毛坯；

(2)齿轮毛坯闭室精密锻造：齿轮毛坯浸在石墨乳中或涂上石墨或在氮气保护下，快速感应加热到815-950℃，感应加热时间小于20秒钟，再移到模具内快速闭室锻打、脱模，然后进行抛丸，去除表面氧化物及残留石墨；锻打后齿轮密度大于7.7g/cm³；

所述的齿轮与轮毂装配焊接包括以下工艺流程：

齿轮与已加工的轮毂装配后，钎焊与硬化在炉中一步完成，钎焊炉在其加热区之后带有气体快速冷却装置，此冷却装置是将以氮气为主加上少量氢气的保护气氛通过气泵及热交换器进行冷却后喷向链轮，使链轮在气体淬火中发生相***化；钎焊硬化后的齿轮硬度可达到HRC58以上，同时轮毂因快速气体冷却提高了强度，大大改善了因油淬导致的热处理变形。

上述油锯链轮的制造方法中，为便于后续机加工，所述的齿轮毛坯经过闭室锻打、脱模并进行抛丸后，齿轮毛坯在600-700℃下，保温85-95分钟，在氮气或还原性保护气氛中进行退火。

上述油锯链轮的制造方法中，齿轮与轮毂装配并钎焊硬化后，需经过155-165℃保温50-70分钟进行回火，齿轮材料表面硬度达到HRC58，显微硬度700-800HV1；轮毂硬度为200-500HV3；然后，进行抛丸处理和内孔珩磨。

本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

本发明工艺与传统的油锯链轮制造方法相比，锻造粉末冶金及钎焊硬化一步法制造链轮具有如下优点：

1、齿轮密度可以大于7.8g/cm³，可以与同种型号的钢相媲美；

2、可自动化生产，提高了生产效率；

3、齿轮材料成分可以任意设计，以满足不同需要；

4、无需渗碳热处理及钎焊后的油淬热处理，改善了轮毂因热处理造成的变形，可有效控制产品质量和精度；

5、最大优点是节省工序，大大降低成本。

6、本发明工艺简单、合理，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明油锯链轮实施例的立体图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明：

参见图1，一种油锯链轮的制造方法的实施例，包括齿轮1的制作、轮毂2的制作、齿轮1与轮毂2装配钎焊及后处理工序，链轮制造主要是通过闭室精密锻造粉末冶金齿轮毛坯来完成，其具体技术方案如下：

例如：STIHL MS170油锯链轮

1)齿轮毛坯材料配方：碳：0.71％；镍：1.72％；钼：0.55％；铜：2.3％，硫化锰小于0.2％(若需要随后的机加工要加硫化锰，否则不需要加硫化锰)；轮毂材料为25CrMo4。

2)齿轮毛坯重量控制在29.0-29.6g；

3)齿轮毛坯浸在石墨乳中，然后快速感应加热到870至900℃，感应加热时间为7秒钟，再移到模具内快速闭室锻打、脱模；锻打后齿轮密度大于7.7g/cm³

4)齿轮毛坯抛丸，去除表面氧化物及残留石墨；

5)齿轮毛坯在700℃下保温90分钟，在氮气保护气氛中进行退火；然后，根据齿轮毛坯与轮毂2装配需要，对齿轮毛坯进行机加工。

6)齿轮1与轮毂2装配；

7)齿轮1与轮毂2装配后的油锯链轮在一个30.5厘米(12英寸)的钎焊炉中，一步完成钎焊及硬化，图1中3为钎焊部位。皮带移动速度为20厘米/分钟，钎焊炉在其加热区之后带有气体快速冷却装置，此冷却装置是以90％的氮气加上10％的氢气保护气氛通过气泵及热交换器进行冷却后喷向链轮，使链轮在气体淬火中发生相***化。

8)钎焊及硬化后的链轮需经过160℃保温一个小时进行回火，其材料表面硬度可以达到HRC58，显微硬度大于700HV1；轮毂硬度为305HV3；

9)抛丸处理；

10)内孔珩磨。

本发明与传统的机加工或普通粉末冶金不同，本发明是用锻造粉末冶金方法制造链轮齿轮并与轮毂钎焊硬化而成。本发明技术包括材料成分设计，粉末冶金齿轮毛坯设计及闭室锻造设计。从齿轮制造工艺来讲，主要包含两步：一为普通粉末冶金制造齿轮毛坯；二为齿轮毛坯闭室精锻。

齿轮材料成分配方主要包含有碳、镍、钼、铜等主要成分。材料成分的设计目的为：a)去除齿轮加工后的渗碳热处理工序；b)要有足够的淬透性，保证链轮齿轮在钎焊过程中完成硬化热处理。

齿轮毛坯的设计：a)严格控制齿轮毛坯的重量；b)齿轮毛坯的形状设计要合理，避免锻造过程中产生裂纹。

闭室锻造的设计：a)严格控制齿轮毛坯表面脱碳或被氧化，因此温度的控制、表面的保护及加热时间控制非常重要。闭室锻造是精密锻造过程，没有毛边。

由于毛坯的制造及闭室锻造都可以自动化生产，效率高。从而锻造粉末冶金齿轮可以大大降低成本。

本发明技术与传统的钎焊及之后的热处理不同，链轮的钎焊及硬化在炉中一步完成。

总之，本发明技术的完成主要是靠合理选择齿轮毛坯材料的成分配方，闭室精密锻造粉末冶金齿轮毛坯技术及链轮钎焊硬化一步完成技术来实现的。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1、一种油锯链轮的制造方法，包括齿轮的制作、轮毂的制作、齿轮与轮毂装配焊接及后处理工序，其特征在于：所述的齿轮的制作是通过锻造粉末冶金方法完成的，包括以下工艺：

(1)、齿轮毛坯成分：

a)含碳量为0.6％-0.9％；

b)镍含量为1.6％-2.0％；

c)钼含量为0.5％-0.7％；

d)铜的含量控制在2.0％-3.0％之间；

e)硫化锰为0-0.2％；

f)其余组分为铁；

将以上组分通过普通粉末冶金制作齿轮毛坯；

(2)齿轮毛坯闭室精密锻造：齿轮毛坯浸在石墨乳中或涂上石墨或在氮气保护下，快速感应加热到815-950℃，感应加热时间小于20秒钟，再移到模具内快速闭室锻打、脱模，然后进行抛丸，去除表面氧化物及残留石墨；锻打后齿轮密度大于7.7g/cm³；

所述的齿轮与轮毂装配焊接包括以下工艺流程：

齿轮与已加工的轮毂装配后，钎焊与硬化在炉中一步完成，钎焊炉在其加热区之后带有气体快速冷却装置，此冷却装置是将以氮气为主加上少量氢气的保护气氛通过气泵及热交换器进行冷却后喷向链轮，使链轮在气体淬火中发生相***化；钎焊硬化后的齿轮硬度可达到HRC58以上，同时轮毂因快速气体冷却提高了强度，大大改善了因油淬导致的热处理变形。

2、按照权利要求1所述的油锯链轮的制造方法，其特征在于：所述的齿轮毛坯经过闭室锻打、脱模并进行抛丸后，齿轮毛坯在600-700℃下，保温85-95分钟，在氮气或还原性保护气氛中进行退火。

3、按照权利要求2所述的油锯链轮的制造方法，其特征在于：齿轮与轮毂装配并钎焊与硬化后，需经过155-165℃保温50-70分钟进行回火，齿轮材料表面硬度达到HRC58，显微硬度700-800HV1；轮毂硬度为200-500HV3；然后，进行抛丸处理和内孔珩磨。