本发明属于粉末冶金领域，具体来说，是一种用粉末冶金减摩材料制造齿轮的方法。
背景技术：
铁基粉末冶金材料强度、硬度高，耐磨性能好，已在齿轮、汽车零件和液压元件等领域得到广范应用。但随着现代工业的发展，在一些对性能要求较高的场合，铁基粉末冶金零件常出现硬度、强度不足问题，尽管可以通过增加产品密度来改善其力学性能，但材料的孔隙率、含油率随之降低，含油自润滑性能变差，摩擦副表面易发生黏着磨损甚至咬合。双层材料具有类似双金属材料的结构和功能特点，可充分发挥两种复合材料的各自优点，使材料整体获得更加优异的力学和摩擦学性能，延长使用寿命，提升综合经济效益，在工业生产中具有明显应用前景。
技术实现要素：
本发明目的是旨在提供了一种用粉末冶金减摩材料制造齿轮的方法，平衡齿轮的力学性能和摩擦学性能，使得制备的齿轮力学性能和摩擦系数得到有效统一。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用粉末冶金减摩材料制造齿轮的方法，包括如下步骤：
(1)表层材料的混料，将表层材料中材料按比例混合均匀；
(2)基体材料的混料，将基体材料中的铁、镍、钼、钛粉按配方比例进行研磨混合，混合均匀后，在氢气和氩气的保护下，600-800摄氏度进行预扩散处理，冷却至室温后，破碎，经200目筛，得到预扩散粉，将预扩散粉与余下的基体材料混合均匀；
(3)装料，先将混合后的表层材料装入模具中，刮平预压后，将混合和的基体材料装入模具中；
(4)温压，在60-120℃条件下，500-600mpa压力下，压制得到生坯；
(5)烧结，将前述得到的压坯在氢气和氩气保护下，在500-700℃的温度下，低温预烧结10-20min中，然后升温到900-1000℃，烧结20-40min，随炉冷却至室；
(6)整形，将烧结后的产品用压模进行压制整形并得到压件；
(7)浸油，将压件进行浸油处理；
所述表层材料与所述基体材料的厚度比为1:8-10；所述表层材料按重量百分比包括0.3-0.8％石墨粉、0.3-0.8％钼粉、0.4-0.9％钛粉、3-5％铜粉、0.5-1.8％二氧化铈、0.3-0.7％硬脂酸锌、0.1-0.7％锡粉，其余为铁粉；所述基体材料1-3％镍粉、0.3-1％钼粉、0.8-1.2％钛粉、0.3-1％石墨粉、0.1％-0.4％润滑剂、0.3-0.6％烧结助剂，其余为铁粉。
作为本发明一种用粉末冶金减摩材料制造齿轮的方法的一种优选，所述烧结助剂按重量百分比包括0.1-0.3％的纳米三氧化二铁和0.2-0.3％的纳米铜粉。
作为本发明一种用粉末冶金减摩材料制造齿轮的方法的另一种优选，所述润滑剂包括40％硬脂酸锌和60％乙酰胺。
作为本发明一种用粉末冶金减摩材料制造齿轮的方法的又一种优选，在600-800℃下保持30-50min。
作为本发明一种用粉末冶金减摩材料制造齿轮的方法的再一种优选，将压件在真空度为负一个大气压下浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30-60min。
有益效果：
表面层中加入一定量的二氧化铈，促进烧结，细化晶粒，提高表层材料的力学性能和摩擦磨损性能；由于铜粉质地相对柔软，铜粉的加入可以减小摩擦系数，降低噪音；由于锡的熔点比较低(327℃)，烧结过程中会熔化而在原来的位置形成一些流出孔，这些孔隙可以用来储存润滑油，提高表层的含油率；熔化的锡还会流入到铁铜的颗粒之间，与铁和铜反应生成一些中间化合物，使颗粒之间联接更加紧密，保证表层的力学性能；硬脂酸锌，主要目的是减少脱模过程遇到的阻力，降低对模具的伤害；烧结过程中硬脂酸锌会挥发，产生细小的孔隙；钛粉能在烧结的过程中与石墨粉反应生成tic颗粒，使得表层不应孔隙率过高而大幅度降低硬度，表层承载后不会发生大的塑性形变，满足表层硬度和耐磨性的要求。本发明中的表面层在充分保证其硬度和强度后，保证其对耐磨性的要求。
基体层中，先利用与扩散法，使得镍、钼、钛粉颗粒在高温条件下与铁粉发生轻度粘接，并部分扩散到铁粉的表面，使得铁粉在保持高压缩性(保证密度)的前提下，提高各个元素分布的均匀性。富ti区的尺寸小，tic弥散均布在铁基粉当中，能增强产品的硬度和抗弯强度。采用40％硬脂酸锌和60％乙酰胺作为复合润滑剂使得容易脱模，且分散性好，不仅可以使粉末在较低的压制压力下获得较高的生坯密度，而且能明显降低锌元素在烧结过程中，残留在烧结炉内的量，降低了对烧结炉的污染。烧结助剂中的纳米铜粉可以降低烧结温度至900-1000℃，纳米三氧化二铁对烧结过程中粉末颗粒间的元素扩散和烧结颈的形成起到了有效的促进作用，从而使合金的烧结密度和性能提高。
并且压制生坯时，本发明利用温压技术，保证了表面层的密度不至于过低，提高了基体的密度。
在本发明中，基体层密度高，强度大，硬度大，具有较高的承载力，用于承载；表面层，是多孔含有层，提供润滑作用，同时表面层生成的tic颗粒，保证表面层的强度和硬度。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明技术方案进一步说明。
一种用粉末冶金减摩材料制造齿轮的方法，包括如下步骤：
(1)表层材料的混料，将表层材料中材料按比例加入球磨机中，研磨混合均匀；
(2)基体材料的混料，将基体材料中的铁、镍、钼、钛粉按配方比例放入球磨机中，进行研磨混合，混合均匀后，在50％氢气和50％氩气的保护下，600-800℃下进行预扩散处理30min，冷却至室温后，破碎，经200目筛，得到预扩散粉，将预扩散粉与余下的基体材料再次放入到球磨机中，混合40min；
(3)装料，先将混合后的表层材料装入模具中，刮平预压后，将混合和的基体材料装入模具中；
(4)温压，在120℃条件下，600mpa压力下，压制得到生坯；
(5)烧结，将前述得到的压坯在氢气和氩气保护下，在700℃的温度下，低温预烧结10-20min中，然后升温到1000℃，烧结20-40min，随炉冷却至室；
(6)整形，将烧结后的产品用压模进行压制整形并得到压件；
(7)浸油，将压件在真空度为负一个大气压下浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30min；
所述表层材料与所述基体材料的厚度比为1:8；所述表层材料按重量百分比包括0.5％石墨粉、0.8％钼粉、0.4％钛粉、5％铜粉、1.2％二氧化铈、0.7％硬脂酸锌、0.7％锡粉，其余为铁粉；所述基体材料3％镍粉、0.9％钼粉、1.1％钛粉、1％石墨粉、0.35％润滑剂、0.45％烧结助剂，其余为铁粉。
其中，烧结助剂按重量百分比包括0.2％的纳米三氧化二铁和0.25％的纳米铜粉。
其中，润滑剂包括40％硬脂酸锌和60％乙酰胺。
以上对本发明提供的一种用粉末冶金减摩材料制造齿轮的方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。