防抱死高性能粉末冶金感应齿圈及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种防抱死高性能粉末冶金感应齿圈，包括圈体、设置在圈体外壁上的轮齿；相邻轮齿齿根之间圆角过渡；圈体、轮齿是以粉末冶金为主体的圈体、轮齿；轮齿外壁、圈体上下端面设有耐磨复合层。本发明还公开了该防抱死高性能粉末冶金感应齿圈制造方法，包括混合、搅拌、压制、烧结、加热、热锻、整形加工、化学浸渗工序。本发明材料利用率高，轮齿部位应力集中小，轮齿耐磨性好，强度、抗疲劳等机械性能较高，可有效地防止产生抱死现象，使用寿命长。
【专利说明】防抱死高性能粉末冶金感应齿圈及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种感应齿圈及其制造方法，更具体地说，本发明涉及一种采用粉末冶金方法制造的感应齿圈及其制造方法。
【背景技术】
[0002]感应齿圈为环状零件，包括圈体、设置在圈体外壁上的轮齿。现有的感应齿圈一般为中碳钢或合金钢,经过加工、热处理而成,零件加工量大,材料浪费也较多,材料成本较高；相邻轮齿的齿根之间采用平面连接，轮齿齿侧面与齿根的平面相交处为尖角或有较小的过渡圆角，容易产生应力集中；为了使圈体具备一定的强度、刚性以及使轮齿具备一定的强度、刚性和耐磨性，须对感应齿圈进行热处理。如果热处理后的硬度较高，则钢质的感应齿圈在使用过程中易产生抱死现象，而且轮齿的齿根易产生比较大的应力集中，使用过程中轮齿易产生疲劳断裂；如果热处理后的硬度较低，则轮齿的耐磨性较差，感应齿圈的使用寿命较短。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种材料利用率高，轮齿部位应力集中小，轮齿耐磨性好，可有效地防止产生抱死现象的防抱死高性能粉末冶金感应齿圈及其制造方法。
[0004]本发明通过下述技术方案实现技术目标。
[0005]防抱死高性能粉末冶金感应齿圈，包括圈体、设置在圈体外壁上的轮齿；其改进之处在于:相邻所述轮齿齿根之间圆角过渡；所述圈体、轮齿是以粉末冶金为主体的圈体、轮齿；所述轮齿外壁、圈体上下端面设有耐磨复合层。
[0006]本发明进一步的技术方案在于:所述耐磨复合层为稀土化合物复合层。
[0007]本发明更进一步的技术方案在于:所述耐磨复合层的厚度为0.4-1.6mm。
[0008]所述粉末冶金的组分是(按重量百分比):0.8~1.5% C、1~1.5% Cu、1~2% N1、3~4% Ti,0.2~0.8%硬脂酸锌，其余为Fe粉。
[0009]所述防抱死高性能粉末冶金感应齿圈的制造方法，包括混合、搅拌、压制、烧结、加热、热锻工序，所述工序具体如下:
(1)将粒度≥110目的上述粉末冶金气门座组分中的原料按重量百分比配料；
(2)将以上原料放入密闭容器内，搅拌混合均匀，形成合金粉末；
(3)将上述合金粉末填充到预制模中，用6.5~7.5tf/cm 2的压力下压制成坯料；
(4)将上述压制成形的坯料用1110~1150°C的高温烧结，并在还原性气体中保温2~2.4h,然后,通过水套冷却至室温；
(5)将上述制品加热至1140~1160°C；
(6)将上述制品放入模具中热锻；
(7)对上述制品整形加工；(8 )采用化学浸渗法在上述制品的表面形成稀土化合物复合层。
[0010]本发明与现有技术相比，具有以下积极效果:
1、相邻轮齿齿根之间圆角过渡，显著减少了轮齿齿根的应力集中。
[0011 ] 2、采用粉末冶金工艺制备，只需少量机械加工，材料利用率高，节省工时和材料成本。
[0012]3、主体为粉末冶金，粉末冶金有较好的自润滑性能，可有效地防止感应齿圈产生抱死现象。
[0013]4、粉末冶金中Ti加入后，Ti能与Fe形成单相固溶体，从而强化基体，提高基体的耐磨性和耐蚀性。
[0014]5、粉末冶金中由于Ti的加入，减少了 Cu、Ni等较贵重有色金属的用量，制品的强度、耐高温、耐磨、耐腐蚀等性能基本相同,但由于Ti比较廉价，大大降低了制造成本。
[0015]6、Ti的加入，使制品烧结后发生明显收缩，而粉末冶金中大多数添加元素，如Cu、Ni等，则使体积发生膨胀，因此，Ti的加入，可不同程度地抵消膨胀，使得烧结后的制品体积变化接近于零，可以获得较高的尺寸精度，从而获得较高的尺寸稳定性。
[0016]7、轮齿外壁、圈体上下端面设有耐磨复合层，耐磨复合层为稀土化合物复合层，显著提高感应齿圈的耐磨性。
[0017]8、粉末冶金烧结后，进行热锻，可显著增加制品的密度，从而显著提高感应齿圈的强度、抗疲劳等机械性能。
[0018]9、采用热锻后进行化学浸渗法的工艺，在较致密的粉末冶金主体表面形成稀土化合物复合层，这样，在作为感应齿圈的主体获得较高机械性能的同时，也获得了较好的耐磨性，有效延长了感应齿圈的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明结构示意图。
[0020]图2为图1中的A-A剖视图。
[0021]图3为图1中的II部分放大示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0023]附图所示的防抱死高性能粉末冶金感应齿圈，包括圈体3、设置在圈体3外壁上的轮齿I ;相邻轮齿I齿根之间圆角过渡；圈体3、轮齿1是以粉末冶金为主体的圈体3、轮齿I ;轮齿I外壁、圈体3上下端面设有耐磨复合层2，优选方案:耐磨复合层2为稀土化合物复合层，其厚度为0.4-1.6mm。
[0024]1、实施例一、二:
按下表中的重量百分进行配料(单位均为％):
【权利要求】
1.一种防抱死高性能粉末冶金感应齿圈，包括圈体(3)、设置在圈体(3)外壁上的轮齿(I);其特征在于:相邻所述轮齿(I)齿根之间圆角过渡；所述圈体(3)、轮齿(I)是以粉末冶金为主体的圈体(3)、轮齿(I);所述轮齿(I)外壁、圈体(3)上下端面设有耐磨复合层(2)。
2.根据权利要求1所述的防抱死高性能粉末冶金感应齿圈，其特征在于:所述耐磨复合层(2)为稀土化合物复合层。
3.根据权利要求1或2所述的防抱死高性能粉末冶金感应齿圈，其特征在于:所述耐磨复合层(2)的厚度为0.4-1.6mm。
4.根据权利要求1或2所述的防抱死高性能粉末冶金感应齿圈，其特征在于:所述粉末冶金的组分是(按重量百分比):0.8~1.5% C、l~1.5% Cu、l~2% N1、3~4% T1、0.2~0.8%硬脂酸锌，其余为Fe粉。
5.权利要求1~4之一所述的防抱死高性能粉末冶金感应齿圈的制造方法，包括混合、搅拌、压制、烧结、加热、热锻、整形加工、化学浸渗工序，所述工序具体如下:(1)将粒度≤110目的权利要求4所述粉末冶金气门座组分中的原料按重量百分比配料； (2)将以上原料放入密闭容器内，搅拌混合均匀，形成合金粉末；(3)将上述合金粉末填充到预制模中，用6.5~7.5tf/cm 2的压力下压制成坯料； (4)将上述压制成形的坯料用1110~1150°C的高温烧结，并在还原性气体中保温2~2.4h,然后,通过水套冷却至室温； (5)将上述制品加热至1140~1160°C； (6)将上述制品放入模具中热锻； (7)对上述制品整形加工； (8 )采用化学浸渗法在上述制品的表面形成稀土化合物复合层。
【文档编号】B22F3/24GK103821906SQ201210462521
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年11月16日 优先权日:2012年11月16日
【发明者】刘文海, 朱江红, 谢铁汉 申请人:姜堰市高新粉末冶金有限公司