本发明涉及一种耐磨齿轮的生产工艺，属于汽车配件技术领域。
背景技术：
变速箱主要指的是汽车的变速箱。它分为手动、自动两种，手动变速箱主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。然而无论是手动变速箱还是自动变速箱都需要用到变速箱齿轮。
变速箱齿轮经常在高转速、高负荷、转速和负荷不断交变的情况下工作。齿轮除了由于正常磨损外，还会由于润滑油品质、润滑条件不良、驾驶操作不当、维修时齿轮装配相互啃合位置不当等原因，均会造成齿轮冲击，轮齿啃合得不好以及起步抖动等，都会加速齿轮的磨损和损伤。齿轮是依靠本身的结构尺寸和材料强度来承受外载荷的，这就要求材料具有较高强度韧性和耐磨性；由于齿轮形状复杂，齿轮精度要求高，还要求材料工艺性好。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种使用寿命长的耐磨齿轮。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种耐磨齿轮的生产工艺，包括以下步骤：
㈠熔炼原料：
a、配料
所述耐磨齿轮中各成分的质量百分比为：
C：0.05-0.15%，Cr：0.01-0.03%，Mn：0.38-0.45%，Zn：1.16-1.28%，Cu：1.23-1.35%，Ag：0.62-0.86%，Au：0.33-0.49%，Pt：0.18-0.25%，Ni：1.37-1.56%，W：1.16-1.35%，Mo：0.01-0.03%，Ce：0.01-0.03%，Eu：0.01-0.04%，Lu: 0.05-0.08%，Ti：1.18-1.93%，AlN：0.25-0.42%，S≤0.003%，P≤0.003%，滑石粉:0.27-0.36%,氧化镁：0.19-0.25％, 碳化钨:0.11-0.16%，余量为Fe；
b、按预定的耐磨齿轮中各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1500摄氏度至1530摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，冷却时用水冷与空冷结合，先采用水冷以25-28℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至600-650℃形成合金，然后空冷至360-380℃，再采用水冷以14-19℃/s的冷却速率将合金水冷至室温；
d、加热，将上一步冷却后的合金加入熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1550摄氏度至1600摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
e、在合金溶液表面撒入膨胀珍珠岩粉，打渣两遍，打渣完成后，形成待铸造的合金溶液，在五分钟内浇注完毕；
㈡蜡模制备：采用机械注蜡，制作与耐磨齿轮尺寸一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整，之后使用蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗；
㈢在步骤㈡制得的蜡模上制作壳模砂型，采用蒸汽脱蜡制得壳模并进行壳模焙烧；
㈣将焙烧好的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，并用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；
㈤浇注
浇注前用恒温200～250摄氏度的热风机对壳模进行烘烤30-45分钟，浇注时，浇注温度为1380～1400摄氏度，浇注后，铸件在砂型中保温0.5～2小时；浇注成型后，进行脱模，破碎壳模，切除铸件的保温冒口，得到铸件；
㈥将浇注成型后的铸件进行热处理，具体工艺为：
A、淬火：铸件淬火保温温度为700℃±20℃，保温时间为3.5～4.5h；铸件淬火加热完成后快速放入水槽水冷55-75分钟，冷却槽水温控制在25～35℃；
C、一次回火：将铸件加热至660-675℃回火45-50min后，待温30-45s，使铸件温度均匀化，之后以25-28℃/s的冷却速率加速冷却至250-300℃后，再空冷至室温；
D、二次回火：将铸件加热至550-600℃回火35-45min后空冷至室温；
㈦蘸取聚乙二醇聚电解质水溶液均匀浸涂在热处理后的耐磨齿轮的表面，之后置于65-80℃的烘箱中0.5-1小时，得到涂覆有聚乙二醇聚电解质的耐磨齿轮；
㈧电镀：在涂覆有聚乙二醇聚电解质的铸件表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为60±10μm；
㈨所述耐磨齿轮的锌镍合金镀层的外表面覆盖骨瓷保护层，具体工艺为:
a、配料：骨瓷保护层中各成分的质量百分比成分为：碳化钨：2.35-2.43%、锌粉：1.65-1.83%、蒙脱石：3.43-3.55%、硅灰石：2.23-2.43%、透辉石：3.35-3.53%、石英:1.67-1.82%、长石:2.11-2.35%、骨炭：4.56-4.67%、滑石粉：2.33-2.65%、铝粉：3.42-3.57%，余量为高岭土；
b、粉碎:将骨瓷保护层的各原料按质量百分比加入球磨机中进行混合球磨，加入水形成釉浆；
c、除铁过筛：将上述釉浆用550目到600的筛网进行过滤，过滤后用除铁器除铁；
d、滤搅工序：滤去上一步骤中釉浆内多余的水，滤后釉浆的水份在22-25％；
e、将滤后的釉浆放入真空练泥机进行练泥，真空度为0.05-0.09Mpa；
f、涂覆：将调制好的釉浆涂覆在耐磨齿轮的锌镍合金镀层的外表面，厚度为0.55-1.15mm；
g、低温干燥：将成型后的颗粒填料送入低温干燥机进行低温干燥，控制干燥温度为52-64℃，干燥至成型填料水份小于6%；
h、焙烧：将低温干燥后的耐磨齿轮送入隧道窑焙烧，冷却后形成骨瓷保护层，制得耐磨齿轮。
上述技术方案的改进是：步骤㈠中所述耐磨齿轮中各成分的质量百分比为：
C：0.05%，Cr：0.01%，Mn：0.38%，Zn：1.16%，Cu：1.23%，Ag：0.62%，Au：0.33%，Pt：0.18%，Ni：1.37%，W：1.16%，Mo：0.01%，Ce：0.01%，Eu：0.01%，Lu: 0.05%，Ti：1.18%，AlN：0.25%，S≤0.003%，P≤0.003%，滑石粉:0.27%,氧化镁：0.19％, 碳化钨:0.11%，余量为Fe。
上述技术方案的改进是：步骤㈠中所述耐磨齿轮中各成分的质量百分比为：
C：0.15%，Cr：0.03%，Mn：0.45%，Zn：1.28%，Cu：1.35%，Ag：0.86%，Au：0.49%，Pt：0.25%，Ni：1.56%，W：1.35%，Mo：0.03%，Ce：0.03%，Eu：0.04%，Lu:0.08%，Ti：1.93%，AlN：0.42%，S≤0.003%，P≤0.003%，滑石粉:0.36%,氧化镁：0.25％, 碳化钨:0.16%，余量为Fe。
本发明采用上述技术方案的有益效果是：
（1）本发明的耐磨齿轮由于原料中含有Zn、Ni和W，加强了齿轮的耐热和耐腐蚀性能；
（2）本发明的耐磨齿轮由于原料中含有Ti、Al和稀土元素，减轻了齿轮的质量，增加了结构强度和耐腐蚀性能；
（3）本发明的耐磨齿轮由于在原料熔炼时进行了二次熔炼，再通过打渣的配合，使得原料熔炼更加彻底，可以有效去除原料中的杂质，提高铸件质量；
（4）本发明的耐磨齿轮由于在浇注操作时，用恒温的热风机对壳模进行烘烤，通过对壳模的预热有效防止在浇注时壳模发生开裂和破碎；
（5）本发明的耐磨齿轮由于对铸件进行热处理，可控制齿轮的横向与纵向凹陷造成的表面裂纹，并可使齿轮表面层产生与工作应力相反的残余应力，受载时可抵消部分工作应力，增加使用寿命；
（6）本发明的耐磨齿轮由于热处理时通过两次回火，第一次回火能够回转奥氏体在板条界或板条束界上形成，并在保温过程中进一步富集合金元素以提高稳定性；铁素体板条束在保温过程中则发生回复，同时铁素体中的有害元素也被排至回转奥氏体中，从而改善了基体性能；第二次回火能够在保证强度的前提下使回转奥氏体富集足够多的合金元素，使少网状碳化物，使组织更为均匀，能够保持结构稳定，进一步增强接触疲劳强度和冲击韧性；
（7）本发明的耐磨齿轮由于铸件表面涂覆聚乙二醇聚电解质，从而提高了后续电镀操作的质量，使得锌镍合金镀层覆盖的更加紧密均匀，有效防止镀层脱落；
（8）本发明的耐磨齿轮由于锌镍合金镀层外表面覆盖骨瓷保护层，能够有效保护镀层，防止齿轮在工作过程中镀层被磨损，通过骨瓷保护层的保护，不仅保证了齿轮的耐高温耐腐蚀性能，还进一步提高了齿轮表面的结构强度，使齿轮更加耐磨，延长使用寿命。
具体实施方式
实施例一
本实施例的耐磨齿轮的生产工艺，包括以下步骤：
㈠熔炼原料：
a、配料
所述耐磨齿轮中各成分的质量百分比为：
C：0.05%，Cr：0.01%，Mn：0.38%，Zn：1.16%，Cu：1.23%，Ag：0.62%，Au：0.33%，Pt：0.18%，Ni：1.37%，W：1.16%，Mo：0.01%，Ce：0.01%，Eu：0.01%，Lu: 0.05%，Ti：1.18%，AlN：0.25%，S≤0.003%，P≤0.003%，滑石粉:0.27%,氧化镁：0.19％, 碳化钨:0.11%，余量为Fe；
b、按预定的耐磨齿轮中各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1500摄氏度至1530摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，冷却时用水冷与空冷结合，先采用水冷以25-28℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至600-650℃形成合金，然后空冷至360-380℃，再采用水冷以14-19℃/s的冷却速率将合金水冷至室温；
d、加热，将上一步冷却后的合金加入熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1550摄氏度至1600摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
e、在合金溶液表面撒入膨胀珍珠岩粉，打渣两遍，打渣完成后，形成待铸造的合金溶液，在五分钟内浇注完毕；
㈡蜡模制备：采用机械注蜡，制作与耐磨齿轮尺寸一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整，之后使用蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗；
㈢在步骤㈡制得的蜡模上制作壳模砂型，采用蒸汽脱蜡制得壳模并进行壳模焙烧；
㈣将焙烧好的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，并用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；
㈤浇注
浇注前用恒温200～250摄氏度的热风机对壳模进行烘烤30-45分钟，浇注时，浇注温度为1380～1400摄氏度，浇注后，铸件在砂型中保温0.5～2小时；浇注成型后，进行脱模，破碎壳模，切除铸件的保温冒口，得到铸件；
㈥将浇注成型后的铸件进行热处理，具体工艺为：
A、淬火：铸件淬火保温温度为700℃±20℃，保温时间为3.5～4.5h；铸件淬火加热完成后快速放入水槽水冷55-75分钟，冷却槽水温控制在25～35℃；
C、一次回火：将铸件加热至660-675℃回火45-50min后，待温30-45s，使铸件温度均匀化，之后以25-28℃/s的冷却速率加速冷却至250-300℃后，再空冷至室温；
D、二次回火：将铸件加热至550-600℃回火35-45min后空冷至室温；
㈦蘸取聚乙二醇聚电解质水溶液均匀浸涂在热处理后的耐磨齿轮的表面，之后置于65-80℃的烘箱中0.5-1小时，得到涂覆有聚乙二醇聚电解质的耐磨齿轮；
㈧电镀：在涂覆有聚乙二醇聚电解质的铸件表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为60±10μm；
㈨所述耐磨齿轮的锌镍合金镀层的外表面覆盖骨瓷保护层，具体工艺为:
a、配料：骨瓷保护层中各成分的质量百分比成分为：碳化钨：2.35-2.43%、锌粉：1.65-1.83%、蒙脱石：3.43-3.55%、硅灰石：2.23-2.43%、透辉石：3.35-3.53%、石英:1.67-1.82%、长石:2.11-2.35%、骨炭：4.56-4.67%、滑石粉：2.33-2.65%、铝粉：3.42-3.57%，余量为高岭土；
b、粉碎:将骨瓷保护层的各原料按质量百分比加入球磨机中进行混合球磨，加入水形成釉浆；
c、除铁过筛：将上述釉浆用550目到600的筛网进行过滤，过滤后用除铁器除铁；
d、滤搅工序：滤去上一步骤中釉浆内多余的水，滤后釉浆的水份在22-25％
e、将滤后的釉浆放入真空练泥机进行练泥，真空度为0.05-0.09Mpa
f、涂覆：将调制好的釉浆涂覆在耐磨齿轮的锌镍合金镀层的外表面，厚度为0.55-1.15mm；
g、低温干燥：将成型后的颗粒填料送入低温干燥机进行低温干燥，控制干燥温度为52-64℃，干燥至成型填料水份小于6%；
h、焙烧：将低温干燥后的耐磨齿轮送入隧道窑焙烧，冷却后形成骨瓷保护层，制得耐磨齿轮。
实施例二
本实施例的耐磨齿轮与实施例一基本相同，不同之处在于其质量百分比成分为：C：0.15%，Cr：0.03%，Mn：0.45%，Zn：1.28%，Cu：1.35%，Ag：0.86%，Au：0.49%，Pt：0.25%，Ni：1.56%，W：1.35%，Mo：0.03%，Ce：0.03%，Eu：0.04%，Lu:0.08%，Ti：1.93%，AlN：0.42%，S≤0.003%，P≤0.003%，滑石粉:0.36%,氧化镁：0.25％, 碳化钨:0.16%，余量为Fe。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。