一种粉末冶金传动齿轮的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种粉末冶金传动齿轮，由以下原料制成：水雾化铁粉、铜粉、钼粉、钒粉、镍粉、钇粉、铝粉、镁粉、钴粉、铅粉、钢渣粉、化铁炉渣粉、铁合金渣粉、改性树木灰烬粉、石墨粉、不饱和聚酯树脂、硅油、羧甲基纤维素、硬脂酸铝、聚乙二醇、乙撑双硬脂酸酰胺、脂肪酸、碳素纤维、玻璃纤维、氮化硼、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、二氧化硅、硫化锰、丙烯酸酯、抑制剂、粘结剂、强化剂、切削剂、润滑剂、偶联剂、分散剂。本发明的粉末冶金传动齿轮，通过特定的成分配比，使得粉末冶金传动齿轮整体密度均匀，致密度高，延伸率和断面收缩率大，耐磨性、强度和硬度好，材料利用率高，适于大批量快速生产高性能齿轮。
【专利说明】一种粉末冶金传动齿轮
[0001]【技术领域】 本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种粉末冶金传动齿轮。
[0002] 【【背景技术】】 齿轮是依靠齿的啮合可靠且无噪声地传输转矩的轮状机械零件，齿轮通过与其它齿状 机械零件传动，可实现改变转速与扭矩、改变运动方向和改变运动形式等功能。目前齿轮传 动已成为应用最广泛的传动方式。
[0003] 粉末冶金技术，能够以与制品形状极其相近的形状生产要求高尺寸精度、复杂的 形状的部件，能够大幅度地减少切削成本。尤其在齿轮制造领域，粉末冶金法制造齿轮是一 种高效、精密、灵活的金属加工工艺，适于大批量低成本生产高强度、高精度公差的齿轮。大 大减少了传统钢材机加工所导致的质量、性能差的不足。
[0004] 但是，现有的粉末冶金零件，由于配方不够完善、混料不均匀，导致材料利用率低， 压制成的生坯的不均匀，通过热处理所得的零件的整体密度不均匀，致密度低，延伸率和断 面收缩率小，耐磨性、强度和硬度较差。
[0005] 【
【发明内容】
】 本发明提供一种粉末冶金传动齿轮，以解决现有粉末冶金传动齿轮整体密度不均匀， 致密度低，延伸率和断面收缩率小，耐磨性、强度和硬度较差，材料利用率低，制备成本高等 问题。本发明的粉末冶金传动齿轮，通过特定的成分配比，使得粉末冶金传动齿轮整体密度 均匀，致密度高，延伸率和断面收缩率大，耐磨性、强度和硬度好，材料利用率高，适于大批 量快速生产高性能齿轮。
[0006] 为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案： 一种粉末冶金传动齿轮，以重量为单位，由以下原料制成:水雾化铁粉282-846份、铜粉 2-6份、钼粉2-5份、f凡粉3-5份、镍粉1 -3份、纪粉2-3份、错粉2-3份、镁粉1 -2份、钴粉1_1.5 份、铅粉1-1.8份、钢渣粉1.5-2.5份、化铁炉渣粉1-2份、铁合金渣粉1-2份、改性树木灰烬粉 0.8-1.2份、石墨粉0.6-1.2份、不饱和聚酯树脂0.6-1份、硅油0.4-0.9份、羧甲基纤维素 0.6-0.8份、硬脂酸铝0.3-1份、聚乙二醇0.4-0.8份、乙撑双硬脂酸酰胺0.2-0.4份、脂肪酸 0.5-0.8份、碳素纤维0.4-0.7份、玻璃纤维0.3-0.5份、氮化硼0.2-0.3份、环氧丙氧丙基三 甲氧基硅烷0.1-0.2份、二氧化硅0.05-0.1份、硫化锰0.03-0.05份、丙烯酸酯0.01-0.03份、 抑制剂0.02-0.04份、粘结剂0.06-0.08份、强化剂0.04-0.08份、切削剂0.08-0.12份、润滑 剂0.12-0.15份、偶联剂0.1 -0.14份、分散剂0.1 -0.12份； 所述的粉末原料中各种金属粉末的粒径为200-400目； 所述环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷为增粘剂； 所述二氧化娃为抗磨剂； 所述硫化锰为加工助剂； 所述丙烯酸酯为调节剂； 所述抑制剂，以重量份为单位，由以下原料制成:碳化钨12-16份、碳化铌10-14份、碳化 钽10-12份、氮化钨8-10份、碳化钛10-15份、硫化钼6-8份、氟化铈5-9份、碳8-15份； 所述粘结剂，以重量份为单位，由以下原料制成:铝化镍9-15份、三铝化钛8-14份、氮化 铝6-12份、锌5-10份； 所述粉末冶金传动齿轮的制备方法，包括以下步骤： SI:将水雾化铁粉、铜粉、钼粉、钒粉、镍粉、钇粉、铝粉、镁粉、钴粉、铅粉、石墨粉、聚乙 二醇、脂肪酸、碳素纤维、玻璃纤维加入到搅拌机中，在转速为100-200r/min下搅拌10-14m i η，制得混合物A; S2:将不饱和聚酯树脂、羧甲基纤维素、硬脂酸铝、乙撑双硬脂酸酰胺、氮化硼加入搅拌 机中在转速为200-300r/min下搅拌12-16min，制得混合物Β; S3 :将步骤S1制得的混合物A、步骤S2制得的混合物B、钢渣粉、化铁炉渣粉、铁合金渣 粉、改性树木灰烬粉、硅油、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、二氧化硅、硫化锰、丙烯酸酯类调 节剂、抑制剂、粘结剂、强化剂、切削剂、润滑剂、偶联剂、分散剂加入到搅拌机中，在温度为 200-280 °C，转速为300-400r/min下搅拌2-4h，制得混合物C; S4:将步骤S3制得的混合物C放入压机，由压机将所述混合物C送入预设的产品模具中， 并在压力为560-620MPa下压制成生坯件； S5:将步骤S4制得的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在 680-700 °C下，预烧结45-50min，其中氢气与氮气的体积比为1.8-2.2:97.8-98.2,然后按以 下升温和温度进行烧结： 1) 以升温速率 18-22°C/ min，从680-700°C升温至900-940°C，并保温8-12 min; 2) 以升温速率23-27°C/ min，从900-940°C升温至 1050-1080°C，并保温 14-16min; 3) 以升温速率12-16°C/ min，从1050-1080°C升温至1180-1200°C，并在此温度下烧结 145-150min，制得工件； S6:将步骤S5制得的工件进行淬火，淬火温度为810-830°C，淬火时间为40-50min，然后 以升温速率8-12°C/ min升温至920-930°C，保温70-80min，再进行回火，回火温度为220-230 °C，回火保温时间为80-85min，制得低温回火后的粉末冶金传动齿轮； S7:将步骤S6制得的低温回火后的粉末冶金传动齿轮在渗碳炉中，在气态的渗碳介质 中加热到820-860°(：，保温5.5-611，接着冷却至125-128°(：，保温6-711，再接着冷却到室温，制 得渗碳后的粉末冶金传动齿轮； S8:将步骤S7制得的渗碳后的粉末冶金传动齿轮送入蒸汽炉内，进行蒸汽处理，蒸汽温 度为720-740 °C，保温2.5-2.8h，然后在170-185 °C下保温3.5-4h，最后自然冷却到室温，制 得粉末冶金传动齿轮产品。
[0007] 进一步地，所述改性树木灰烬粉通过以下方法制备而成:将树木灰烬先用28%-32% 的硫酸浸泡20-25min，然后用氢氧化钠溶液中和，再用去离子水冲洗去杂，再和NDZ-311钛 酸酯偶联剂混合，所述NDZ-311钛酸酯偶联剂的用量为树木灰烬重量的1.2%-1.8%，以喷雾 形式加入高速混料机中，搅拌16-18min后出料，烘干、粉碎过500-600目筛子，制得改性树木 灰烬粉。
[0008] 进一步地，所述强化剂为701粉强化剂。
[0009] 进一步地，所述切削剂以重量为单位，由以下原料制成:切削油12-14份、磷酸三丙 酯8-10份、二壬基萘磺酸钙4-6份、2,6_二叔丁基对甲酚5-9份、十二烯基丁二酸5-7份、三乙 醇胺硼酸酯8-10份、聚丙烯酰胺6-10份、十二烷基苯磺酸钠7-9份、苯甲酸5-8份、油酸酰胺 3-7份、乙二胺四乙酸四钠2-6份、氨基羧酸类螯合剂I -2份、聚乙二醇7-13份。
[0010] 进一步地，所述润滑剂，以重量为单位，由以下原料制成：聚乙烯基异丁醚18-38 份、氯化石蜡6-12份、氧化镁微粒4-8份、硬脂酸铝6-19份、羧酸酰胺8-12份、醋酸丁脂12-14 份、硼酸6-10份、N-甲基吡咯烷酮7-10份、二甲基甲酰胺6-9份。
[0011] 进一步地，所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂。
[0012] 进一步地，所述分散剂为己烯基双硬脂酰胺。
[0013] 本发明具有以下有益效果： (1) 本发明制得的粉末冶金传动齿轮具有良好的综合性能，其中伸长率达到了 17.95% 以上，断面收缩率达到了 51.27%以上，抗拉强度达到了 828.94MPa以上，屈服强度达到了 543.OlMPa以上，硬度达到了 109.54HRC以上，材料利用率达到了92.11%以上，致密度达到 了91.63% 以上； (2) 本发明的粉末冶金传动齿轮，将钢渣粉、化铁炉渣粉、铁合金渣粉、树木灰烬粉作为 粉末冶金传动齿轮的特定组分使用，资源化利用了废弃物，有效降低了成本； (3) 本发明的粉末冶金传动齿轮，通过特定的成分配比，使得粉末冶金传动齿轮整体密 度均匀，致密度高，延伸率和断面收缩率大，耐磨性、强度和硬度好，材料利用率高，适于大 批量快速生产高性能齿轮。
[0014] 【【具体实施方式】】 为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护 范围，但不限制本发明的保护范围。
[0015] 在实施例中，所述粉末冶金传动齿轮，以重量为单位，由以下原料制成:水雾化铁 粉282-846份、铜粉2-6份、钼粉2-5份、f凡粉3-5份、镍粉1 -3份、纪粉2-3份、错粉2-3份、镁粉 1-2份、钴粉1-1.5份、铅粉1-1.8份、钢渣粉1.5-2.5份、化铁炉渣粉1-2份、铁合金渣粉1-2 份、改性树木灰烬粉〇. 8-1.2份、石墨粉0.6-1.2份、不饱和聚酯树脂0.6-1份、硅油0.4-0.9 份、羧甲基纤维素0.6-0.8份、硬脂酸铝0.3-1份、聚乙二醇0.4-0.8份、乙撑双硬脂酸酰胺 0.2-0.4份、脂肪酸0.5-0.8份、碳素纤维0.4-0.7份、玻璃纤维0.3-0.5份、氮化硼0.2-0.3 份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.1-0.2份、二氧化硅0.05-0.1份、硫化锰0.03-0.05份、丙 烯酸酯〇. 01-0.03份、抑制剂0.02-0.04份、粘结剂0.06-0.08份、强化剂0.04-0.08份、切削 剂0 · 08-0 · 12份、润滑剂0 · 12-0 · 15份、偶联剂0 · I-0 · 14份、分散剂0 · I-0 · 12份； 所述的粉末原料中各种金属粉末的粒径为200-400目； 所述改性树木灰烬粉通过以下方法制备而成:将树木灰烬先用28%-32%的硫酸浸泡20-25min，然后用氢氧化钠溶液中和，再用去离子水冲洗去杂，再和NDZ-311钛酸酯偶联剂混 合，所述NDZ-311钛酸酯偶联剂的用量为树木灰烬重量的1.2%-1.8%，以喷雾形式加入高速 混料机中，搅拌16-18min后出料，烘干、粉碎过500-600目筛子，制得改性树木灰烬粉； 所述环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷为增粘剂； 所述二氧化娃为抗磨剂； 所述硫化锰为加工助剂； 所述丙烯酸酯为调节剂； 所述抑制剂，以重量份为单位，由以下原料制成:碳化钨12-16份、碳化铌10-14份、碳化 钽10-12份、氮化钨8-10份、碳化钛10-15份、硫化钼6-8份、氟化铈5-9份、碳8-15份； 所述粘结剂，以重量份为单位，由以下原料制成:铝化镍9-15份、三铝化钛8-14份、氮化 铝6-12份、锌5-10份； 所述强化剂为701粉强化剂； 所述切削剂以重量为单位，由以下原料制成:切削油12-14份、磷酸三丙酯8-10份、二壬 基萘磺酸钙4-6份、2,6-二叔丁基对甲酚5-9份、十二烯基丁二酸5-7份、三乙醇胺硼酸酯8-10份、聚丙烯酰胺6-10份、十二烷基苯磺酸钠7-9份、苯甲酸5-8份、油酸酰胺3-7份、乙二胺 四乙酸四钠2-6份、氨基羧酸类螯合剂1-2份、聚乙二醇7-13份;所述切削剂的制备方法，包 括以下步骤： 步骤1，将切削油、磷酸三丙酯、二壬基萘磺酸钙、2，6-二叔丁基对甲酚、十二烯基丁二 酸、三乙醇胺硼酸酯、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、苯甲酸混合均匀，然后将混合物加热 至 52-58。。； 步骤2，在步骤1所得混合物中加入剩余组分，继续加热至76-92 °C，并保温2.5-3.5h，制 得切削剂； 所述润滑剂，以重量为单位，由以下原料制成:聚乙烯基异丁醚18-38份、氯化石蜡6-12 份、氧化镁微粒4-8份、硬脂酸铝6-19份、羧酸酰胺8-12份、醋酸丁脂12-14份、硼酸6-10份、 N-甲基吡咯烷酮7-10份、二甲基甲酰胺6-9份;所述润滑剂通过以下制备方法制得： 将润滑剂的原料组分加入到反应釜中于420-480 °C反应11-19h，固化后然后采用对粒 子具有切剪力的锥形磨作为机械分散设备，进行研磨分散，制得润滑剂； 所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂； 所述分散剂为己烯基双硬脂酰胺； 所述粉末冶金传动齿轮的制备方法，包括以下步骤： SI:将水雾化铁粉、铜粉、钼粉、钒粉、镍粉、钇粉、铝粉、镁粉、钴粉、铅粉、石墨粉、聚乙 二醇、脂肪酸、碳素纤维、玻璃纤维加入到搅拌机中，在转速为100-200r/min下搅拌10-14m i η，制得混合物A; S2:将不饱和聚酯树脂、羧甲基纤维素、硬脂酸铝、乙撑双硬脂酸酰胺、氮化硼加入搅拌 机中在转速为200-300r/min下搅拌12-16min，制得混合物Β; S3 :将步骤S1制得的混合物A、步骤S2制得的混合物B、钢渣粉、化铁炉渣粉、铁合金渣 粉、改性树木灰烬粉、硅油、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、二氧化硅、硫化锰、丙烯酸酯类调 节剂、抑制剂、粘结剂、强化剂、切削剂、润滑剂、偶联剂、分散剂加入到搅拌机中，在温度为 200-280 °C，转速为300-400r/min下搅拌2-4h，制得混合物C; S4:将步骤S3制得的混合物C放入压机，由压机将所述混合物C送入预设的产品模具中， 并在压力为560-620MPa下压制成生坯件； S5:将步骤S4制得的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在 680-700 °C下，预烧结45-50min，其中氢气与氮气的体积比为1.8-2.2:97.8-98.2,然后按以 下升温和温度进行烧结： 1) 以升温速率 18-22°C/ min，从680-700°C升温至900-940°C，并保温8-12 min; 2) 以升温速率23-27°C/ min，从900-940°C升温至 1050-1080°C，并保温 14-16min; 3) 以升温速率12-16°C/ min，从1050-1080°C升温至1180-1200°C，并在此温度下烧结 145-150min，制得工件； S6:将步骤S5制得的工件进行淬火，淬火温度为810-830°C，淬火时间为40-50min，然后 以升温速率8-12°C/ min升温至920-930°C，保温70-80min，再进行回火，回火温度为220-230 °C，回火保温时间为80-85min，制得低温回火后的粉末冶金传动齿轮； S7:将步骤S6制得的低温回火后的粉末冶金传动齿轮在渗碳炉中，在气态的渗碳介质 中加热到820-860°(：，保温5.5-611，接着冷却至125-128°(：，保温6-711，再接着冷却到室温，制 得渗碳后的粉末冶金传动齿轮； S8:将步骤S7制得的渗碳后的粉末冶金传动齿轮送入蒸汽炉内，进行蒸汽处理，蒸汽温 度为720-740 °C，保温2.5-2.8h，然后在170-185 °C下保温3.5-4h，最后自然冷却到室温，制 得粉末冶金传动齿轮产品。
[0016] 实施例1 一种粉末冶金传动齿轮，以重量为单位，由以下原料制成:水雾化铁粉560份、铜粉4份、 钼粉4份、f凡粉4份、镍粉2份、纪粉2.5份、错粉2.5份、镁粉1.5份、钴粉1.2份、铅粉1.4份、钢 渣粉2份、化铁炉渣粉1.5份、铁合金渣粉1.5份、改性树木灰烬粉1份、石墨粉0.9份、不饱和 聚酯树脂0.8份、硅油0.7份、羧甲基纤维素0.7份、硬脂酸铝0.7份、聚乙二醇0.6份、乙撑双 硬脂酸酰胺0.3份、脂肪酸0.7份、碳素纤维0.6份、玻璃纤维0.4份、氮化硼0.2份、环氧丙氧 丙基三甲氧基硅烷0.1份、二氧化硅0.08份、硫化锰0.04份、丙烯酸酯0.02份、抑制剂0.03 份、粘结剂0.07份、强化剂0.06份、切削剂0.1份、润滑剂0.14份、偶联剂0.12份、分散剂0.11 份； 所述的粉末原料中各种金属粉末的粒径为200-400目； 所述改性树木灰烬粉通过以下方法制备而成:将树木灰烬先用30%的硫酸浸泡22min， 然后用氢氧化钠溶液中和，再用去离子水冲洗去杂，再和NDZ-311钛酸酯偶联剂混合，所述 NDZ-311钛酸酯偶联剂的用量为树木灰烬重量的1.5%，以喷雾形式加入高速混料机中，搅拌 17min后出料，烘干、粉碎过550目筛子，制得改性树木灰烬粉； 所述环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷为增粘剂； 所述二氧化娃为抗磨剂； 所述硫化锰为加工助剂； 所述丙烯酸酯为调节剂； 所述抑制剂，以重量份为单位，由以下原料制成:碳化钨14份、碳化铌12份、碳化钽10 份、氮化钨9份、碳化钛12份、硫化钼7份、氟化铈7份、碳12份； 所述粘结剂，以重量份为单位，由以下原料制成:铝化镍12份、三铝化钛11份、氮化铝9 份、锌8份； 所述强化剂为701粉强化剂； 所述切削剂以重量为单位，由以下原料制成:切削油13份、磷酸三丙酯9份、二壬基萘磺 酸钙5份、2,6_二叔丁基对甲酚7份、十二烯基丁二酸6份、三乙醇胺硼酸酯9份、聚丙烯酰胺8 份、十二烷基苯磺酸钠8份、苯甲酸6份、油酸酰胺5份、乙二胺四乙酸四钠4份、氨基羧酸类螯 合剂1份、聚乙二醇5份;所述切削剂的制备方法，包括以下步骤： 步骤1，将切削油、磷酸三丙酯、二壬基萘磺酸钙、2，6-二叔丁基对甲酚、十二烯基丁二 酸、三乙醇胺硼酸酯、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、苯甲酸混合均匀，然后将混合物加热 至 55°C; 步骤2，在步骤1所得混合物中加入剩余组分，继续加热至85°C，并保温3h，制得切削剂； 所述润滑剂，以重量为单位，由以下原料制成:聚乙烯基异丁醚28份、氯化石蜡9份、氧 化镁微粒6份、硬脂酸铝12份、羧酸酰胺10份、醋酸丁脂13份、硼酸8份、N-甲基啦咯烷酮8份、 二甲基甲酰胺7份;所述润滑剂通过以下制备方法制得： 将润滑剂的原料组分加入到反应釜中于450°C反应15h，固化后然后采用对粒子具有切 剪力的锥形磨作为机械分散设备，进行研磨分散，制得润滑剂； 所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂； 所述分散剂为己烯基双硬脂酰胺； 所述粉末冶金传动齿轮的制备方法，包括以下步骤： SI:将水雾化铁粉、铜粉、钼粉、钒粉、镍粉、钇粉、铝粉、镁粉、钴粉、铅粉、石墨粉、聚乙 二醇、脂肪酸、碳素纤维、玻璃纤维加入到搅拌机中，在转速为150r/min下搅拌12min，制得 混合物A; S2:将不饱和聚酯树脂、羧甲基纤维素、硬脂酸铝、乙撑双硬脂酸酰胺、氮化硼加入搅拌 机中在转速为250r/min下搅拌14min，制得混合物B; S3 :将步骤S1制得的混合物A、步骤S2制得的混合物B、钢渣粉、化铁炉渣粉、铁合金渣 粉、改性树木灰烬粉、硅油、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、二氧化硅、硫化锰、丙烯酸酯类调 节剂、抑制剂、粘结剂、强化剂、切削剂、润滑剂、偶联剂、分散剂加入到搅拌机中，在温度为 240°C，转速为350r/min下搅拌3h，制得混合物C; S4:将步骤S3制得的混合物C放入压机，由压机将所述混合物C送入预设的产品模具中， 并在压力为590MPa下压制成生坯件； S5:将步骤S4制得的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在 690°C下，预烧结48min，其中氢气与氮气的体积比为2:98,然后按以下升温和温度进行烧 结： 1) 以升温速率20°C/ min，从690°C升温至920°C，并保温10 min; 2) 以升温速率25°C/ min，从920°C升温至1065°C，并保温15min; 3 )以升温速率14 °C / min，从1065 °C升温至1180 °C，并在此温度下烧结150min，制得工 件； S6:将步骤S5制得的工件进行淬火，淬火温度为820°C，淬火时间为45min，然后以升温 速率HTC/ min升温至925°C，保温75min，再进行回火，回火温度为225°C，回火保温时间为 82min，制得低温回火后的粉末冶金传动齿轮； S7:将步骤S6制得的低温回火后的粉末冶金传动齿轮在渗碳炉中，在气态的渗碳介质 中加热到840°C，保温5.8h，接着冷却至126°C，保温6.5h，再接着冷却到室温，制得渗碳后的 粉末冶金传动齿轮； S8:将步骤S7制得的渗碳后的粉末冶金传动齿轮送入蒸汽炉内，进行蒸汽处理，蒸汽温 度为730°C，保温2.6h，然后在178°C下保温3.8h，最后自然冷却到室温，制得粉末冶金传动 齿轮产品。
[0017] 实施例2 一种粉末冶金传动齿轮，以重量为单位，由以下原料制成:水雾化铁粉282份、铜粉2份、 钼粉2份、f凡粉3份、镍粉1份、纪粉2份、错粉2份、镁粉1份、钴粉1份、铅粉1份、钢渣粉1.5份、 化铁炉渣粉1份、铁合金渣粉1份、改性树木灰烬粉0.8份、石墨粉0.6份、不饱和聚酯树脂0.6 份、硅油0.4份、羧甲基纤维素0.6份、硬脂酸铝0.3份、聚乙二醇0.4份、乙撑双硬脂酸酰胺 0.2份、脂肪酸0.5份、碳素纤维0.4份、玻璃纤维0.3份、氮化硼0.2份、环氧丙氧丙基三甲氧 基硅烷0.1份、二氧化硅0.05份、硫化锰0.03份、丙烯酸酯0.01份、抑制剂0.02份、粘结剂 〇. 06份、强化剂0.04份、切削剂0.08份、润滑剂0.12份、偶联剂0.1份、分散剂0.1份； 所述的粉末原料中各种金属粉末的粒径为200-400目； 所述改性树木灰烬粉通过以下方法制备而成:将树木灰烬先用28%的硫酸浸泡25min， 然后用氢氧化钠溶液中和，再用去离子水冲洗去杂，再和NDZ-311钛酸酯偶联剂混合，所述 NDZ-311钛酸酯偶联剂的用量为树木灰烬重量的1.2%，以喷雾形式加入高速混料机中，搅拌 16min后出料，烘干、粉碎过500目筛子，制得改性树木灰烬粉； 所述环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷为增粘剂； 所述二氧化娃为抗磨剂； 所述硫化锰为加工助剂； 所述丙烯酸酯为调节剂； 所述抑制剂，以重量份为单位，由以下原料制成:碳化钨12份、碳化铌10份、碳化钽10 份、氮化钨8份、碳化钛10份、硫化钼6份、氟化铈5份、碳8份； 所述粘结剂，以重量份为单位，由以下原料制成:铝化镍9份、三铝化钛8份、氮化铝6份、 锌5份； 所述强化剂为701粉强化剂； 所述切削剂以重量为单位，由以下原料制成:切削油12份、磷酸三丙酯8份、二壬基萘磺 酸钙4份、2,6_二叔丁基对甲酚5份、十二烯基丁二酸5份、三乙醇胺硼酸酯8份、聚丙烯酰胺6 份、十二烷基苯磺酸钠7份、苯甲酸5份、油酸酰胺3份、乙二胺四乙酸四钠2份、氨基羧酸类螯 合剂1份、聚乙二醇7份;所述切削剂的制备方法，包括以下步骤： 步骤1，将切削油、磷酸三丙酯、二壬基萘磺酸钙、2，6-二叔丁基对甲酚、十二烯基丁二 酸、三乙醇胺硼酸酯、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、苯甲酸混合均匀，然后将混合物加热 至 52。。； 步骤2,在步骤1所得混合物中加入剩余组分，继续加热至76°C，并保温3.5h，制得切削 剂； 所述润滑剂，以重量为单位，由以下原料制成:聚乙烯基异丁醚18份、氯化石蜡6份、氧 化镁微粒4份、硬脂酸铝6份、羧酸酰胺8份、醋酸丁脂12份、硼酸6份、N-甲基吡咯烷酮7份、二 甲基甲酰胺6份;所述润滑剂通过以下制备方法制得： 将润滑剂的原料组分加入到反应釜中于420°C反应19h，固化后然后采用对粒子具有切 剪力的锥形磨作为机械分散设备，进行研磨分散，制得润滑剂； 所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂； 所述分散剂为己烯基双硬脂酰胺； 所述粉末冶金传动齿轮的制备方法，包括以下步骤： SI:将水雾化铁粉、铜粉、钼粉、钒粉、镍粉、钇粉、铝粉、镁粉、钴粉、铅粉、石墨粉、聚乙 二醇、脂肪酸、碳素纤维、玻璃纤维加入到搅拌机中，在转速为l〇〇r/min下搅拌14min，制得 混合物A; S2:将不饱和聚酯树脂、羧甲基纤维素、硬脂酸铝、乙撑双硬脂酸酰胺、氮化硼加入搅拌 机中在转速为200r/min下搅拌16min，制得混合物B; S3 :将步骤S1制得的混合物A、步骤S2制得的混合物B、钢渣粉、化铁炉渣粉、铁合金渣 粉、改性树木灰烬粉、硅油、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、二氧化硅、硫化锰、丙烯酸酯类调 节剂、抑制剂、粘结剂、强化剂、切削剂、润滑剂、偶联剂、分散剂加入到搅拌机中，在温度为 200°C，转速为300r/min下搅拌4h，制得混合物C; S4:将步骤S3制得的混合物C放入压机，由压机将所述混合物C送入预设的产品模具中， 并在压力为560MPa下压制成生坯件； S5:将步骤S4制得的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在 680 °C下，预烧结50min，其中氢气与氮气的体积比为1.8:98.2，然后按以下升温和温度进行 烧结： 1) 以升温速率18°C/ min，从680°C升温至900°C，并保温12 min; 2) 以升温速率23°C/ min，从900°C升温至1050°C，并保温16min; 3) 以升温速率12°C/ min，从1050°C升温至1200°C，并在此温度下烧结150min，制得工 件； S6:将步骤S5制得的工件进行淬火，淬火温度为810°C，淬火时间为50min，然后以升温 速率8°C/ min升温至920°C，保温80min，再进行回火，回火温度为220°C，回火保温时间为 85min，制得低温回火后的粉末冶金传动齿轮； S7:将步骤S6制得的低温回火后的粉末冶金传动齿轮在渗碳炉中，在气态的渗碳介质 中加热到820°C，保温6h，接着冷却至125°C，保温7h，再接着冷却到室温，制得渗碳后的粉末 冶金传动齿轮； S8:将步骤S7制得的渗碳后的粉末冶金传动齿轮送入蒸汽炉内，进行蒸汽处理，蒸汽温 度为720°C，保温2.8h，然后在170°C下保温4h，最后自然冷却到室温，制得粉末冶金传动齿 轮产品。
[0018] 实施例3 一种粉末冶金传动齿轮，以重量为单位，由以下原料制成:水雾化铁粉846份、铜粉6份、 钼粉5份、f凡粉5份、镍粉3份、纪粉3份、错粉3份、镁粉2份、钴粉1.5份、铅粉1.8份、钢渣粉2.5 份、化铁炉渣粉2份、铁合金渣粉2份、改性树木灰烬粉1.2份、石墨粉1.2份、不饱和聚酯树脂 1份、硅油0.9份、羧甲基纤维素0.8份、硬脂酸铝1份、聚乙二醇0.8份、乙撑双硬脂酸酰0.2-0.4份、脂肪酸0.8份、碳素纤维0.7份、玻璃纤维0.5份、氮化硼0.3份、环氧丙氧丙基三甲氧 基硅烷0.2份、二氧化硅0.1份、硫化锰0.05份、丙烯酸酯0.03份、抑制剂0.04份、粘结剂0.08 份、强化剂0.08份、切削剂0.12份、润滑剂0.15份、偶联剂0.14份、分散剂0.12份； 所述的粉末原料中各种金属粉末的粒径为200-400目； 所述改性树木灰烬粉通过以下方法制备而成:将树木灰烬先用32%的硫酸浸泡20min， 然后用氢氧化钠溶液中和，再用去离子水冲洗去杂，再和NDZ-311钛酸酯偶联剂混合，所述 NDZ-311钛酸酯偶联剂的用量为树木灰烬重量的1.8%，以喷雾形式加入高速混料机中，搅拌 18min后出料，烘干、粉碎过600目筛子，制得改性树木灰烬粉； 所述环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷为增粘剂； 所述二氧化娃为抗磨剂； 所述硫化锰为加工助剂； 所述丙烯酸酯为调节剂； 所述抑制剂，以重量份为单位，由以下原料制成:碳化钨16份、碳化铌14份、碳化钽12 份、氮化钨10份、碳化钛15份、硫化钼8份、氟化铈9份、碳15份； 所述粘结剂，以重量份为单位，由以下原料制成:铝化镍15份、三铝化钛14份、氮化铝12 份、锌10份； 所述强化剂为701粉强化剂； 所述切削剂以重量为单位，由以下原料制成:切削油14份、磷酸三丙酯10份、二壬基萘 磺酸钙6份、2,6_二叔丁基对甲酚9份、十二烯基丁二酸7份、三乙醇胺硼酸酯10份、聚丙烯酰 胺10份、十二烷基苯磺酸钠9份、苯甲酸8份、油酸酰胺7份、乙二胺四乙酸四钠6份、氨基羧酸 类螯合剂2份、聚乙二醇13份;所述切削剂的制备方法，包括以下步骤： 步骤1，将切削油、磷酸三丙酯、二壬基萘磺酸钙、2，6-二叔丁基对甲酚、十二烯基丁二 酸、三乙醇胺硼酸酯、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、苯甲酸混合均匀，然后将混合物加热 至 58°C; 步骤2,在步骤1所得混合物中加入剩余组分，继续加热至92°C，并保温2.5h，制得切削 剂； 所述润滑剂，以重量为单位，由以下原料制成:聚乙烯基异丁醚38份、氯化石蜡12份、氧 化镁微粒8份、硬脂酸铝19份、羧酸酰胺12份、醋酸丁脂14份、硼酸10份、N-甲基吡咯烷酮10 份、二甲基甲酰胺9份;所述润滑剂通过以下制备方法制得： 将润滑剂的原料组分加入到反应釜中于480°C反应llh，固化后然后采用对粒子具有切 剪力的锥形磨作为机械分散设备，进行研磨分散，制得润滑剂； 所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂； 所述分散剂为己烯基双硬脂酰胺； 所述粉末冶金传动齿轮的制备方法，包括以下步骤： SI:将水雾化铁粉、铜粉、钼粉、钒粉、镍粉、钇粉、铝粉、镁粉、钴粉、铅粉、石墨粉、聚乙 二醇、脂肪酸、碳素纤维、玻璃纤维加入到搅拌机中，在转速为200r/min下搅拌lOmin，制得 混合物A; S2:将不饱和聚酯树脂、羧甲基纤维素、硬脂酸铝、乙撑双硬脂酸酰胺、氮化硼加入搅拌 机中在转速为300r/min下搅拌12min，制得混合物B; S3 :将步骤S1制得的混合物A、步骤S2制得的混合物B、钢渣粉、化铁炉渣粉、铁合金渣 粉、改性树木灰烬粉、硅油、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、二氧化硅、硫化锰、丙烯酸酯类调 节剂、抑制剂、粘结剂、强化剂、切削剂、润滑剂、偶联剂、分散剂加入到搅拌机中，在温度为 280°C，转速为400r/min下搅拌2h，制得混合物C; S4:将步骤S3制得的混合物C放入压机，由压机将所述混合物C送入预设的产品模具中， 并在压力为620MPa下压制成生坯件； S5:将步骤S4制得的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在 700°C下，预烧结45min，其中氢气与氮气的体积比为2.2:97.8，然后按以下升温和温度进行 烧结： 1)以升温速率22°C/ min，从700°C升温至940°C，并保温8 min; 2) 以升温速率27°C/ min，从940°C升温至1080°C，并保温14min; 3) 以升温速率16°C/ min，从1080°C升温至1200°C，并在此温度下烧结145min，制得工 件； S6:将步骤S5制得的工件进行淬火，淬火温度为830°C，淬火时间为40min，然后以升温 速率12°C/ min升温至930 °C，保温70min，再进行回火，回火温度为230°C，回火保温时间为 80min，制得低温回火后的粉末冶金传动齿轮； S7:将步骤S6制得的低温回火后的粉末冶金传动齿轮在渗碳炉中，在气态的渗碳介质 中加热到860°C，保温5.5h，接着冷却至128°C，保温6h，再接着冷却到室温，制得渗碳后的粉 末冶金传动齿轮； S8:将步骤S7制得的渗碳后的粉末冶金传动齿轮送入蒸汽炉内，进行蒸汽处理，蒸汽温 度为740°C，保温2.5h，然后在185°C下保温3.5h，最后自然冷却到室温，制得粉末冶金传动 齿轮产品。
[0019] 对走施例1-3制徨鉛夫冶全传动齿轮讲杆忡能涮试.结里加下耒所沄"
[0020] 从上表结果可以看出，本发明制得的粉末冶金传动齿轮具有良好的综合性能，其 中伸长率达到了 17.95%以上，断面收缩率达到了 51.27%以上，抗拉强度达到了828.94MPa 以上，屈服强度达到了543.OlMPa以上，硬度达到了109.54HRC以上，材料利用率达到了 92.11%以上，致密度达到了 91.63%以上，可见本发明制得的粉末冶金传动齿轮整体密度均 匀，致密度高，延伸率和断面收缩率大，耐磨性、强度和硬度较好，材料利用率高。
[0021] 以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换， 都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
【主权项】
1. 一种粉末冶金传动齿轮，其特征在于，以重量为单位，由以下原料制成：水雾化铁粉 282-846份、铜粉2-6份、钼粉2-5份、f凡粉3-5份、镍粉1-3份、纪粉2-3份、错粉2-3份、镁粉1-2 份、钴粉1 -1.5份、铅粉1 -1.8份、钢渣粉1.5-2.5份、化铁炉渣粉1 -2份、铁合金渣粉1 -2份、改 性树木灰烬粉0.8-1.2份、石墨粉0.6-1.2份、不饱和聚酯树脂0.6-1份、硅油0.4-0.9份、羧 甲基纤维素0.6-0.8份、硬脂酸铝0.3-1份、聚乙二醇0.4-0.8份、乙撑双硬脂酸酰胺0.2-0.4 份、脂肪酸0.5-0.8份、碳素纤维0.4-0.7份、玻璃纤维0.3-0.5份、氮化硼0.2-0.3份、环氧丙 氧丙基三甲氧基硅烷0.1-0.2份、二氧化硅0.05-0.1份、硫化锰0.03-0.05份、丙烯酸酯 0.01-0.03份、抑制剂0.02-0.04份、粘结剂0.06-0.08份、强化剂0.04-0.08份、切削剂0.08-〇 · 12份、润滑剂0 · 12-0 · 15份、偶联剂0 · 1 -0 · 14份、分散剂0 · 1 -0 · 12份； 所述抑制剂，以重量份为单位，由以下原料制成:碳化钨12-16份、碳化铌10-14份、碳化 钽10-12份、氮化钨8-10份、碳化钛10-15份、硫化钼6-8份、氟化铈5-9份、碳8-15份； 所述粘结剂，以重量份为单位，由以下原料制成:铝化镍9-15份、三铝化钛8-14份、氮化 铝6-12份、锌5-10份； 所述粉末冶金传动齿轮的制备方法，包括以下步骤： S1:将水雾化铁粉、铜粉、钼粉、钒粉、镍粉、钇粉、铝粉、镁粉、钴粉、铅粉、石墨粉、聚乙 二醇、脂肪酸、碳素纤维、玻璃纤维加入到搅拌机中，在转速为100-200r/min下搅拌10-14m i η，制得混合物A; S2:将不饱和聚酯树脂、羧甲基纤维素、硬脂酸铝、乙撑双硬脂酸酰胺、氮化硼加入搅拌 机中在转速为200-300r/min下搅拌12-16min，制得混合物B; S3 :将步骤S1制得的混合物A、步骤S2制得的混合物B、钢渣粉、化铁炉渣粉、铁合金渣 粉、改性树木灰烬粉、硅油、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、二氧化硅、硫化锰、丙烯酸酯、抑制 剂、粘结剂、强化剂、切削剂、润滑剂、偶联剂、分散剂加入到搅拌机中，在温度为200-280°C， 转速为300_400r/min下搅拌2-4h，制得混合物C; S4:将步骤S3制得的混合物C放入压机，由压机将所述混合物C送入预设的产品模具中， 并在压力为560-620MPa下压制成生坯件； S5:将步骤S4制得的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在 680-700 °C下，预烧结45-50min，其中氢气与氮气的体积比为1.8-2.2:97.8-98.2,然后按以 下升温和温度进行烧结： 1) 以升温速率 18-22°C/ min，从680-700°C升温至900-940°C，并保温8-12 min; 2) 以升温速率23-27°C/ min，从900-940°C升温至 1050-1080°C，并保温 14-16min; 3) 以升温速率12-16°C/ min，从1050-1080°C升温至1180-1200°C，并在此温度下烧结 145-150min，制得工件； S6:将步骤S5制得的工件进行淬火，淬火温度为810-830 °C，淬火时间为40-50min，然后 以升温速率8-12°C/ min升温至920-930°C，保温70-80min，再进行回火，回火温度为220-230 °C，回火保温时间为80-85min，制得低温回火后的粉末冶金传动齿轮； S7:将步骤S6制得的低温回火后的粉末冶金传动齿轮在渗碳炉中，在气态的渗碳介质 中加热到820-860°(：，保温5.5-611，接着冷却至125-128°(：，保温6-711，再接着冷却到室温，制 得渗碳后的粉末冶金传动齿轮； S8:将步骤S7制得的渗碳后的粉末冶金传动齿轮送入蒸汽炉内，进行蒸汽处理，蒸汽温 度为720-740 °C，保温2.5-2.8h，然后在170-185 °C下保温3.5-4h，最后自然冷却到室温，制 得粉末冶金传动齿轮产品。2. 根据权利要求1所述的粉末冶金传动齿轮，其特征在于，所述改性树木灰烬粉通过以 下方法制备而成：将树木灰j：尽先用28%-3 2%的硫酸浸泡20-25mi η，然后用氢氧化钠溶液中 和，再用去离子水冲洗去杂，再和NDZ-311钛酸酯偶联剂混合，所述NDZ-311钛酸酯偶联剂的 用量为树木灰烬重量的1.2%-1.8%，以喷雾形式加入高速混料机中，搅拌16-18min后出料， 烘干、粉碎过500-600目筛子，制得改性树木灰烬粉。3. 根据权利要求1所述的粉末冶金传动齿轮，其特征在于，所述强化剂为701粉强化剂。4. 根据权利要求1所述的粉末冶金传动齿轮，其特征在于，所述切削剂以重量为单位， 由以下原料制成：切削油12-14份、磷酸三丙酯8-10份、二壬基萘磺酸钙4-6份、2,6_二叔丁 基对甲酚5-9份、十二烯基丁二酸5-7份、三乙醇胺硼酸酯8-10份、聚丙烯酰胺6-10份、十二 烷基苯磺酸钠7-9份、苯甲酸5-8份、油酸酰胺3-7份、乙二胺四乙酸四钠2-6份、氨基羧酸类 螯合剂1 -2份、聚乙二醇7-13份。5. 根据权利要求1所述的粉末冶金传动齿轮，其特征在于，所述润滑剂，以重量为单位， 由以下原料制成：聚乙烯基异丁醚18-38份、氯化石蜡6-12份、氧化镁微粒4-8份、硬脂酸铝 6-19份、羧酸酰胺8-12份、醋酸丁脂12-14份、硼酸6-10份、N-甲基吡咯烷酮7-10份、二甲基 甲酰胺6-9份。6. 根据权利要求1所述的粉末冶金传动齿轮，其特征在于，所述偶联剂为环氧硅烷类偶 联剂。7. 根据权利要求1所述的粉末冶金传动齿轮，其特征在于，所述分散剂为己烯基双硬脂 酰胺。
【文档编号】C21D1/18GK106086728SQ201610601639
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月27日 公开号201610601639.4, CN 106086728 A, CN 106086728A, CN 201610601639, CN-A-106086728, CN106086728 A, CN106086728A, CN201610601639, CN201610601639.4
【发明人】黄宇
【申请人】黄宇