一种齿轮用粉末冶金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金材料领域，特别是涉及一种齿轮用粉末冶金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。
[0003]末冶金的品种繁多，主要有:钨等难熔金属及合金制品；用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等硬质合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀，还可制造模具等；Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料，用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。随着粉末冶金生产技术的发展，粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。
【发明内容】
[0004]要解决的技术问题:本发明的目的是公开一种齿轮用粉末冶金材料及其制备方法，提高齿轮在应用中的抗压强度和其硬度，延长齿轮在实际使用中的时间，进而改进齿轮的整体质量和性能。
[0005]技术方案:针对以上的问题，本发明公开了一种齿轮用粉末冶金材料，所述的齿轮用粉末冶金材料包括下述重量百分比的材料:
Mo1.5wt%-2.8wt%、
Si0.8wt%-2.2wt%、
Ni0.4wt%-l.2wt%、
Sn0.2wt%-0.7wt%、
Cs0.lwt%-0.6wt%、
Re0.2wt%-0.6wt%、
Ta0.lwt%-0.4wt%、
C0.4wt%-l.0wt%、
Yb0.2wt%-0.6wt%、
余量为
[0006]进一步的，所述的一种齿轮用粉末冶金材料，包括下述重量百分比的材料:
Mo1.8wt%-2.4wt%、
Si1.2wt%-l.8wt%、
Ni0.6wt%-l.0wt%、
Sn0.3wt%-0.6wt%、
Cs0.2wt%-0.5wt%、 Re0.3wt%-0.5wt%、
Ta0.2wt%-0.3wt%、
C0.5wt%-0.8wt%、
Yb0.3wt%-0.5wt%、
余量为Fe。
[0007]—种如权利要求1所述的齿轮用粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)按重量百分比分另Ij取Mol.5wt%-2.8wt%、S1.8wt%-2.2wt%、Ni 0.4wt%-l.2wt%、Sn0.2wt%-0.7wt%、Cs0.lwt%-0.6wt%、Re0.2wt%-0.6wt%、Ta0.lwt%-0.4wt%、C0.4wt%-l.0wt%、Yb0.2wt%-0.6wt%、余量为Fe，将上述的材料在球磨机中进行机械球磨，球磨机中球料比为10:1-20:1，球磨时间为l-4h ；
(2)将步骤(I)的混合材料在冷压模具中加压成型，单位面积压力为600-900kgf/cm2，压制成型时间为3-6h ;
(3)把步骤(2)冷压成型的坯料再进行高温烧结，首先升高至温度为400-500°C，保温30min-60min ;再升高温度为810-860°C，保温lh_3h ;最后再升高温度为950-990°C，保温2h-4h ;冷却，为齿轮用粉末冶金材料。
[0008]进一步的，所述的一种齿轮用粉末冶金材料的制备方法，步骤(I)中球磨机中球料比为15:1。
[0009]进一步的，所述的一种齿轮用粉末冶金材料的制备方法，步骤(I)中球磨时间为2h。
[0010]进一步的，所述的一种齿轮用粉末冶金材料的制备方法，步骤(2)中单位面积压力为 700-800kgf/cm2o
[0011]进一步的，所述的一种齿轮用粉末冶金材料的制备方法，步骤(2)中压制成型时间为5h。
[0012]进一步的，所述的一种齿轮用粉末冶金材料的制备方法，步骤(3)中首先升高至温度为450°C，保温45min ;再升高温度为830°C，保温2h ;最后再升高温度为970°C，保温3h。
[0013]有益效果:本发明通过对齿轮用粉末冶金材料的冶金组成成分和工艺进行改良，有效的提高了制备的齿轮用粉末冶金材料的抗压强度和硬度，提高了齿轮的强度，改进了其工艺配方，进而显著的提高了齿轮的产品质量。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
(1)按重量百分比分别取Mo2.8wt%、S1.8wt%、Ni 1.2wt%、Sn0.7wt%、Cs0.lwt%、Re0.2wt%、Ta0.4wt%、C0.4wt%、Yb0.6wt%、余量为Fe，将上述的材料在球磨机中进行机械球磨，球磨机中球料比为20:1，球磨时间为4h ;
(2)将步骤(I)的混合材料在冷压模具中加压成型，单位面积压力为900kgf/cm2，压制成型时间为6h ；
(3)把步骤(2)冷压成型的坯料再进行高温烧结，首先升高至温度为500°C，保温60min ;再升高温度为860°C，保温3h ;最后再升高温度为990°C，保温2h ;冷却，为齿轮用粉末冶金材料。
[0015]实施例1制备得到的粉末冶金材料的硬度为59，其抗压强度为172MPa。
[0016]实施例2
(1)按重量百分比分别取Mol.5wt%、Si2.2wt%、Ni 0.4wt%、Sn0.2wt%、Cs0.6wt%、Re0.6wt%、Ta0.lwt%、Cl.0wt%、Yb0.2wt%、余量为Fe，将上述的材料在球磨机中进行机械球磨，球磨机中球料比为10:1，球磨时间为Ih ;
(2)将步骤(I)的混合材料在冷压模具中加压成型，单位面积压力为600kgf/cm2，压制成型时间为3h;
(3)把步骤(2)冷压成型的坯料再进行高温烧结，首先升高至温度为400°C，保温30min ;再升高温度为810°C，保温Ih ;最后再升高温度为950°C，保温4h ;冷却，为齿轮用粉末冶金材料。
[0017]实施例2制备得到的粉末冶金材料的硬度为63，其抗压强度为170MPa。
[0018]实施例3
(1)按重量百分比分别取Mo2.4wt%、Sil.8wt%、Ni 1.0wt%、Sn0.3wt%、Cs0.5wt%、Re0.3wt%、Ta0.2wt%、C0.8wt%、Yb0.3wt%、余量为Fe，将上述的材料在球磨机中进行机械球磨，球磨机中球料比为20:1，球磨时间为4h ;
(2)将步骤(I)的混合材料在冷压模具中加压成型，单位面积压力为800kgf/cm2，压制成型时间为6h ；
(3)把步骤(2)冷压成型的坯料再进行高温烧结，首先升高至温度为500°C，保温60min ;再升高温度为860°C，保温3h ;最后再升高温度为990°C，保温2h ;冷却，为齿轮用粉末冶金材料。
[0019]实施例3制备得到的粉末冶金材料的硬度为67，其抗压强度为179MPa。
[0020]实施例4
(1)按重量百分比分别取Mol.8wt%、Sil.2wt%、