粉末冶金高精度斜齿轮制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112893845A(43)申请公布日2021.06.04(21)申请号202110069975.XC22C38/12(2006.01)(22)申请日2021.01.19(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号申请人上海电机学院(72)发明人彭景光潘庆庆(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙)31205代理人顾勇华(51)Int.Cl.B22F5/08(2006.01)B22F3/02(2006.01)B22F3/10(2006.01)B22F3/24(2006.01)C22C38/08(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称粉末冶金高精度斜齿轮制备方法(57)摘要本发明公开了一种高精度粉末冶金压制斜齿轮制备方法，该方法包括：将预先混合好的金属粉末材料加入到安装于成形压机的模具内成形以获得压制坯；在三段式的烧结炉内进行烧结，高温烧结段温度1110‑1130℃，高温烧结时间不低于30分钟；将烧结坯至于两个高精度斜齿轮之间进行滚压以获得7级精度的斜齿轮。该制备方法使用滚压工艺，较烧结件粉末冶金斜齿轮齿形精度至少提升1级，相较于传统的整形工艺，工装模具寿命大幅提高，可实现大规模低成本生产。CN112893845ACN112893845A权利要求书1/2页1.一种粉末冶金高精度斜齿轮制备方法，其特征在于，使用滚压工艺，使斜齿轮齿形精度达到7级或7级以上，齿面粗糙度不高于Ra1.6，包含以下步骤：(1)材料准备：根据材料标准进行粉末原材料准备；(2)成形：将准备好的粉末原材料装入粉末成形机内压制成形，得到齿轮坯料；(3)烧结：将齿轮坯料放入烧结炉中进行烧结，控制高温烧结段温度为1120℃±10℃，高温烧结时间不低于30分钟；得到齿轮烧结坯件；(4)滚压：使用两个与齿轮烧结坯件旋向相反的高精度斜齿轮作为滚压轮，利用两个滚压轮对齿轮烧结坯件进行滚压处理，得到齿轮零件；(5)后加工：对齿轮零件进行清洗，浸油，包装，得到斜齿轮成品。2.根据权利要求1所述粉末冶金高精度斜齿轮制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，优选地采用MPIF35‑FLN2‑4405材料作为粉末原材料，按照元素组分质量百分比计算，具有以下为成分配比：3.根据权利要求1所述粉末冶金高精度斜齿轮制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，将制备好的粉末原材料装入粉末成形机内，以不小于50kN/cm2的成形压力进行压制成形，获得齿轮坯料，使压坯密度不低于7.0g/cm3。4.根据权利要求1所述粉末冶金高精度斜齿轮制备方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，将压坯放入烧结炉中进行烧结时，烧结分三个阶段：预热脱蜡、高温烧结、冷却；控制高温烧结段温度为1110‑1130℃，高温烧结时间不低于30分钟；出炉后立即浸油，使齿轮烧结坯件的表面硬度不低于80HRB。5.根据权利要求1所述粉末冶金高精度斜齿轮制备方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，控制高温烧结段温度为1110‑1130℃，优选地可采用1115‑1125℃。6.根据权利要求1所述粉末冶金高精度斜齿轮制备方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，使用两个与齿轮烧结坯件旋向相反的高精度斜齿轮作为滚压轮，利用两个滚压轮对齿轮烧结坯件进行滚压处理，将齿轮零件精度提高到不低于7级，将齿面粗糙度控制在不高于Ra1.6，得到齿轮零件。7.根据权利要求1所述粉末冶金高精度斜齿轮制备方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，采用的滚压轮的精度不低于5级，齿面粗糙度不超过Ra0.4，硬度为HRC60以上。8.根据权利要求1所述粉末冶金高精度斜齿轮制备方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，在进行滚压处理时，在滚压初期，滚压轮与齿轮烧结坯件仅单侧齿面接触；在滚压中期，使滚压轮与齿轮烧结坯件的中心距减小，在中心距进一步减少后，滚压轮与齿轮烧结坯件之间的侧面间隙减少直至两侧面均接触，使齿轮烧结坯件获得渐开线齿形，开始对齿轮烧结坯件滚压的塑性变形；在滚压后期，使滚压轮与齿轮烧结坯件的中心距进一步减小，保持滚压轮和齿轮烧结坯件之间的啮合为共轭形式，使齿轮烧结坯件的齿厚被挤压，产生塑性变形，以达到提高齿形精度的目的。2CN112893845A权利要求书2/2页9.根据权利要求8所述粉末冶金高精度斜齿轮制备方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，在滚压后期，滚压轮到达最终滚压位置后，滚压轮与齿轮烧结坯件维持当前中心距和转速至少5秒，来完成塑性变形过程。3CN112893845A说明书1/4页粉末冶金高精度斜齿轮制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种斜齿轮制备方法，特别是一种粉末冶金工艺制备传动零件的方法，应用于金属零件成形制备和精度调控技