专利名称：湿辗机齿轮及其制造方法
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 RalO Ral6。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 彡 0. 06%、S 彡 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 150(TC下熔炼成合金液，加入稀土镁硅铁 合金球化剂后混合均勻，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°C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°C，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°C，熔炼时间为1. 5_2h。所述加热熔炼温度为1490 1500°C。
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(ο b)为 780-810MPa，屈服强度(σ ρ)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。具体实施例方式
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°C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，然后搅拌均勻，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°C，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°C，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. 5ο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°C，熔炼时间1. 5h ；热处理温度900°C，保温4h ；回火温 度285°C，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°C，熔炼时间2h ；热处理温度920°C，保温2小时；回火温 度290°C，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°C，熔炼时间1. 8h ；热处理温度910°C，保温3小时；回火 温度300°C，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°C，熔炼时间1. 6h ；热处理温度920°C，保温3小时；回火 温度280°C，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。
权利要求
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.—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 150(TC下熔炼成合金液，加入稀土镁硅铁 合金球化剂后混合均勻，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°C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°C，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. 5ο
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°C，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°C。
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。
全文摘要
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。
文档编号B23P15/14GK101899610SQ20101026802
公开日2010年12月1日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者左晓东, 徐光雷, 徐林富, 徐跃刚, 徐跃庆, 李宏宇, 粱保青 申请人:卫辉熔金高温材料有限责任公司