一种耐磨损的齿轮制造方法与流程

[0001]
本发明涉及齿轮制造技术领域，具体为一种耐磨损的齿轮制造方法。


背景技术：

[0002]
齿轮可按齿形、齿轮外形、齿线形状、轮齿所在的表面和制造方法等分类，齿轮的齿形包括齿廓曲线、压力角、齿高和变位，渐开线齿轮比较容易制造，因此现代使用的齿轮中，渐开线齿轮占绝对多数，而摆线齿轮和圆弧齿轮应用较少在压力角方面按硬度，齿面可区分为软齿面和硬齿面两种，软齿面的齿轮承载能力较低，但制造比较容易，跑合性好，多用于传动尺寸和重量无严格限制，以及小量生产的一般机械中，因为配对的齿轮中，小轮负担较重，因此为使大小齿轮工作寿命大致相等，小轮齿面硬度一般要比大轮的高，硬齿面齿轮的承载能力高，它是在齿轮精切之后，再进行淬火、表面淬火或渗碳淬火处理，以提高硬度，但在热处理中，齿轮不可避免地会产生变形，因此在热处理之后须进行磨削、研磨或精切，以消除因变形产生的误差，提高齿轮的精度。
[0003]
目前对于齿轮的要求，多数集中的齿轮的耐磨损方面，现有的齿轮在实际的使用过程中，会产生大量的金属碎屑，一旦润滑油中混合料硬质的杂质，就有可能会造成齿槽的磨损，严重的可能会导致齿槽发生断裂或者打滑，不利于高精度要求的设备吗，其次是在高扭矩的情况下，长时间使用的齿轮，极有可能会发生破损和断裂，最后是在使用的过程中，一旦齿轮发生偏移，极有可能会发生侧面的过度磨损，进而缩短齿槽的咬合摩擦力，进一步降低齿轮的使用寿命。


技术实现要素：

[0004]
本发明提供的发明目的在于提供一种耐磨损的齿轮制造方法。通过高能离子注入和磷化处理，可以提高齿轮的耐磨损性能，避免在使用的过程中，齿轮发生磨损打滑的问题，通过高碳钢和气相沉积法，可以进一步提高齿轮的受力点的结构强度，避免在高速情况下，发生齿轮的破损和断裂，通过淬火、钝化和抛光，可以避免使用过程中碎屑磨损受力面和齿槽，进一步提高齿轮的使用寿命，避免产生刮擦。
[0005]
为了实现上述效果，本发明提供如下技术方案：一种耐磨损的齿轮制造方法，包括以下步骤：
[0006]
s1、原料准备：将高碳钢作为齿轮原料主体，将齿轮原料主体的外侧通过气相沉积法渗透碳元素。
[0007]
s2、削切：通过滚刀式削切机床对齿轮原料主体进行削切，然后再进行去毛刺。
[0008]
s3、外壁处理：淬火前对齿轮原料进行高能离子注渗碳化钨材料和碳化铬复合材料，然后在淬火冷却，进行初步抛光。
[0009]
s4、磷化处理：将齿轮原料的外壁两侧分别浸泡在锌系磷酸液中，干燥后，通过钝化液进行钝化。
[0010]
s5、整体抛光：通过抛光机，对齿轮的齿槽进行抛光和上油作业。
[0011]
进一步的，根据s1中的操作步骤，首先选用齿轮，齿轮都具体尺寸如下：选用直径大于1.5倍的直径的齿轮原料主体，所述齿轮原料主体的外壁进行除锈处理。
[0012]
进一步的，根据s1中的操作步骤，所述碳元素的前驱体进行高压气化，然后混合纳米陶瓷粉体进行气相沉积法进行渗透，所述碳元素的渗透至0.5倍直径的齿轮原料主体。
[0013]
进一步的，根据s2中的操作步骤，所述滚刀式削切机床在削切时，转速不超过240转每秒，同步注入润滑剂，注入流量在室温28摄氏度情况下大于10立方厘米每秒。
[0014]
进一步的，根据s2中的操作步骤，所述毛刺通过180目打磨机进行打磨，按照先外壁两侧后齿槽的原则进行打磨，去除毛刺后，必须进行润滑剂同步冲洗，且注入流量在室温28摄氏度情况下大于10立方厘米每秒，所述齿轮原料主体在84摄氏度下预热烘干3.5小时。
[0015]
进一步的，根据s3中的操作步骤，所述碳化钨与碳化铬复合材料的质量比为1：1.17，且碳化钨与碳化铬与齿轮原料主体的质量比为1.3：10。
[0016]
进一步的，根据s3中的操作步骤，所述高能离子注入的厚度需达到7.8毫米的厚度以上，所述淬火采用分级淬火，齿轮原料在低温盐浴或碱浴炉中淬火，盐浴或碱浴的温度在ms点附近，齿轮原料在这一温度停留2分钟到5分钟，然后取出空冷。
[0017]
进一步的，根据s4中的操作步骤，所述齿轮原料主体的外壁两侧浸泡到锌系磷酸溶液中，且在80摄氏度-90摄氏度的环境下进行处理，时间为10-20分钟，形成磷化膜厚达10-30克/平方米,锌系磷酸溶液游离酸度与总酸度的比值为1:7。
[0018]
进一步的，根据s4中的操作步骤，所述钝化液采用hno3、浓h2so4、hclo3、k2cr2o7、kmno4按照1：1.4：1.6：0.1的比例混合，所述钝化后的外壁必须保证表面粗糙度低于ral.6um。
[0019]
进一步的，根据s5中的操作步骤，所述整体抛光采用1000目的砂纸进行打磨，主要打磨的位置集中在钝化外壁和磷化处理的外壁。
[0020]
本发明提供了一种耐磨损的齿轮制造方法，具备以下有益效果：
[0021]
(1)、该耐磨损的齿轮制造方法，通过高能离子注入和磷化处理，可以提高齿轮的耐磨损性能，避免在使用的过程中，齿轮发生磨损打滑的问题。
[0022]
(2)、该耐磨损的齿轮制造方法，通过高碳钢和气相沉积法，可以进一步提高齿轮的受力点的结构强度，避免在高速情况下，发生齿轮的破损和断裂。
[0023]
(3)、该耐磨损的齿轮制造方法，通过淬火、钝化和抛光，可以避免使用过程中碎屑磨损受力面和齿槽，进一步提高齿轮的使用寿命，避免产生刮擦。
附图说明
[0024]
图1为本发明耐磨损的齿轮制造方法流程示意图；
具体实施方式
[0025]
本发明提供一种技术方案：请参阅图1，一种耐磨损的齿轮制造方法，包括以下步骤：
[0026]
步骤一、原料准备：将高碳钢作为齿轮原料主体，将齿轮原料主体的外侧通过气相沉积法渗透碳元素。
[0027]
步骤二、削切：通过滚刀式削切机床对齿轮原料主体进行削切，然后再进行去毛
刺。
[0028]
步骤三、外壁处理：淬火前对齿轮原料进行高能离子注渗碳化钨材料和碳化铬复合材料，然后在淬火冷却，进行初步抛光。
[0029]
步骤四、磷化处理：将齿轮原料的外壁两侧分别浸泡在锌系磷酸液中，干燥后，通过钝化液进行钝化。
[0030]
步骤五、整体抛光：通过抛光机，对齿轮的齿槽进行抛光和上油作业。
[0031]
具体的，根据步骤一中的操作步骤，首先选用齿轮，齿轮都具体尺寸如下：选用直径大于1.5倍的直径的齿轮原料主体，齿轮原料主体的外壁进行除锈处理。
[0032]
具体的，根据步骤一中的操作步骤，碳元素的前驱体进行高压气化，然后混合纳米陶瓷粉体进行气相沉积法进行渗透，碳元素的渗透至0.5倍直径的齿轮原料主体。
[0033]
具体的，根据步骤二中的操作步骤，滚刀式削切机床在削切时，转速不超过240转每秒，同步注入润滑剂，注入流量在室温28摄氏度情况下大于10立方厘米每秒。
[0034]
具体的，根据步骤二中的操作步骤，毛刺通过180目打磨机进行打磨，按照先外壁两侧后齿槽的原则进行打磨，去除毛刺后，必须进行润滑剂同步冲洗，且注入流量在室温28摄氏度情况下大于10立方厘米每秒，齿轮原料主体在84摄氏度下预热烘干3.5小时。
[0035]
具体的，根据步骤三中的操作步骤，碳化钨与碳化铬复合材料的质量比为1：1.17，且碳化钨与碳化铬与齿轮原料主体的质量比为1.3：10。
[0036]
具体的，根据步骤三中的操作步骤，高能离子注入的厚度需达到7.8毫米的厚度以上，淬火采用分级淬火，齿轮原料在低温盐浴或碱浴炉中淬火，盐浴或碱浴的温度在ms点附近，齿轮原料在这一温度停留2分钟到5分钟，然后取出空冷。
[0037]
具体的，根据步骤四中的操作步骤，齿轮原料主体的外壁两侧浸泡到锌系磷酸溶液中，且在80摄氏度-90摄氏度的环境下进行处理，时间为10-20分钟，形成磷化膜厚达10-30克/平方米,锌系磷酸溶液游离酸度与总酸度的比值为1:7。
[0038]
具体的，根据步骤四中的操作步骤，钝化液采用hno3、浓h2so4、hclo3、k2cr2o7、kmno4按照1：1.4：1.6：0.1的比例混合，钝化后的外壁必须保证表面粗糙度低于ral.6um。
[0039]
具体的，根据步骤五中的操作步骤，整体抛光采用1000目的砂纸进行打磨，主要打磨的位置集中在钝化外壁和磷化处理的外壁。
[0040]
实施例的方法进行检测分析，并与现有技术进行对照，得出如下数据：
[0041] 耐磨损性结构强度使用寿命实施例较高较高较长现有技术较差较低较短
[0042]
根据上述表格数据可以得出，当实施实施例时，通过本发明一种耐磨损的齿轮制造方法耐磨损性能较好，且结构强度较好，不易发生破损碎裂，并且使用寿命较差。
[0043]
本发明提供了一种耐磨损的齿轮制造方法，包括以下步骤：步骤一、原料准备：将高碳钢作为齿轮原料主体，将齿轮原料主体的外侧通过气相沉积法渗透碳元素，首先选用齿轮，齿轮都具体尺寸如下：选用直径大于1.5倍的直径的齿轮原料主体，选用直径大于1.5倍的直径的齿轮原料主体，可以避免气相沉积法导致的过度渗透，导致齿轮轴心处韧性下降，易开裂，齿轮原料主体的外壁进行除锈处理，提高渗透的效率，碳元素的前驱体进行高压气化，然后混合纳米陶瓷粉体进行气相沉积法进行渗透，通过纳米陶瓷粉体，可以提高齿
轮的耐磨性，碳元素的渗透至0.5倍直径的齿轮原料主体，步骤二、削切：通过滚刀式削切机床对齿轮原料主体进行削切，然后再进行去毛刺，滚刀式削切机床在削切时，转速不超过240转每秒，同步注入润滑剂，注入流量在室温28摄氏度情况下大于10立方厘米每秒，润滑剂，可以避免碎屑附着在齿轮上，导致齿轮的外壁发生剐蹭，毛刺通过180目打磨机进行打磨，按照先外壁两侧后齿槽的原则进行打磨，去除毛刺后，必须进行润滑剂同步冲洗，且注入流量在室温28摄氏度情况下大于10立方厘米每秒，齿轮原料主体在84摄氏度下预热烘干3.5小时，预热，一方面可以避免润滑剂滞留，另外一方面可以实现淬火之前的预热，步骤三、外壁处理：淬火前对齿轮原料进行高能离子注渗碳化钨材料和碳化铬复合材料，提高高能离子注入，可以提高齿轮外壁的抗剐蹭能力，然后在淬火冷却，进行初步抛光，碳化钨与碳化铬复合材料的质量比为1：1.17，且碳化钨与碳化铬与齿轮原料主体的质量比为1.3：10，高能离子注入的厚度需达到7.8毫米的厚度以上，淬火采用分级淬火，齿轮原料在低温盐浴或碱浴炉中淬火，盐浴或碱浴的温度在ms点附近，齿轮原料在这一温度停留2分钟到5分钟，然后取出空冷，淬火可以进一步提高齿轮的结构强度，且促进齿轮的内部转换成奥氏体，步骤四、磷化处理：将齿轮原料的外壁两侧分别浸泡在锌系磷酸液中，干燥后，通过钝化液进行钝化，齿轮原料主体的外壁两侧浸泡到锌系磷酸溶液中，磷化处理，可以避免齿轮的外壁两侧产生偏向磨损，提高使用寿命，且在80摄氏度-90摄氏度的环境下进行处理，时间为10-20分钟，形成磷化膜厚达10-30克/平方米,锌系磷酸溶液游离酸度与总酸度的比值为1:7，钝化液采用hno3、浓h2so4、hclo3、k2cr2o7、kmno4按照1：1.4：1.6：0.1的比例混合，钝化后的外壁必须保证表面粗糙度低于ral.6um，钝化，可以避免局部位置发生锈蚀，步骤五、整体抛光：通过抛光机，对齿轮的齿槽进行抛光和上油作业，整体抛光采用1000目的砂纸进行打磨，主要打磨的位置集中在钝化外壁和磷化处理的外壁，平整齿槽的尺寸，进一步提高加工都精度。
[0044]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。