一种钛合金齿轮及其制备方法.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CN109295343A(43)申请公布日2019.02.01(21)申请号201811121305.2(22)申请日2018.09.26(71)申请人湖州迈隆机械有限公司地址313000浙江省湖州市吴兴区道场乡工业园区创新路(72)发明人邱峰(74)专利代理机构北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司11385代理人董芙蓉(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)B22F3/105(2006.01)B22F3/15(2006.01)B22F5/08(2006.01)C23C24/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种钛合金齿轮及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种钛合金齿轮，包括：钛合金齿轮基体；附着在所述钛合金齿轮基体表面的硬化层。在本发明中，所述钛合金齿轮基体的成分优选为α+β相钛合金，在本发明中，所述钛合金齿轮基体的成分优选为：5.2～6.8wt％的Al；1.6～2.5wt％的Sn；1.6～2.5wt％的Zr；2.0～3.3wt％的Mo；0.9～2.0wt％的Cr；1.0～2.0wt％的Nb；0.05～0.15wt％的Si；余量为Ti。CN109295343ACN109295343A权利要求书1/1页1.一种钛合金齿轮的制备方法，包括：采用3D打印的方法制备得到钛合金齿轮基体；将所述钛合金齿轮基体进行热等静压处理，得到钛合金齿轮坯体；采用熔覆的方法在所述钛合金齿轮坯体表面形成硬化层，得到钛合金齿轮；所述硬化层的厚度为1～2mm。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述3D打印的方法包括电子束选区熔化成形技术、激光熔化沉积成形技术或激光选区熔化沉积技术。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述3D打印的方法为电子束选区熔化成形技术；所述电子束选区熔化成形过程中的工作功率为250～3000W；扫描速率为500～5800mm/s；光斑直径为100～400μm；铺粉厚度为50～200μm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热等静压的加热温度为900～1000℃；工作压力为110～130MPa。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔覆的方法包括激光熔覆或离子熔覆。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述熔覆的方法为激光熔覆；所述激光熔覆的熔覆粉体包括钛粉、镍粉和碳化钛粉；所述钛粉、镍粉和碳化钛粉的质量比为(35～45)：(35～45)：(10～30)。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述激光熔覆过程中的功率为2～3Kw；扫描速度为2～5mm/s；光束直径为2.5～4mm；送粉速度4～6g/min。8.一种权利要求1所述的方法制备得到的钛合金齿轮，包括：钛合金齿轮基体；附着在所述钛合金齿轮基体表面的硬化层；所述硬化层的厚度为1～2mm。9.根据权利要求8所述的钛合金齿轮，其特征在于，所述钛合金齿轮基体的成分为：5.2～6.8wt％的Al；1.6～2.5wt％的Sn；1.6～2.5wt％的Zr；2.0～3.3wt％的Mo；0.9～2.0wt％的Cr；1.0～2.0wt％的Nb；0.05～0.15wt％的Si；余量为Ti。10.根据权利要求8所述的钛合金齿轮，其特征在于，所述硬化层的成分包括TiC、Ti和Ni；所述TiC在硬化层中的含量由硬化层表面到钛合金齿轮基体从多到少梯度分布。2CN109295343A说明书1/5页一种钛合金齿轮及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及齿轮技术领域，尤其涉及一种钛合金齿轮及其制备方法。背景技术[0002]齿轮传动是应用最为广泛的一种传动机构，随着现代工业水平的发展，齿轮传动正朝着低速重载和高速重载的两个方向发展，对齿轮的性能要求越来越高，要求其具有高功率密度、长寿命、高可靠性等特点。[0003]目前普遍使用的高性能齿轮一般由低碳、中碳合金钢锻件，采用滚齿或插齿成形，再经渗碳、渗氮热处理方式获得表面硬化层，最后通过磨齿到达要求的齿轮设计精度。[0004]现有技术所制备的齿轮，虽然能满足使用要求，但是其热处理工艺过程复杂，而且热处理过程中变形大，容易出现组织缺陷和渗层不均匀等问题，影响其使用性能。另外，对于大螺旋角内齿轮、无退刀槽人字齿和双联齿轮等复杂结构齿轮，采用滚齿或插齿进行加工难度大。而且，常规渗碳、渗氮齿轮的表面硬度和疲劳强度依然较低，限制了齿轮在耐磨性、功率密度和使用寿命上的进一步提高。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种钛合金齿轮及其制备方法，本发明提供的方法制备得到的钛合金齿轮表面硬度高、摩擦系数低，耐磨损，抗冲击。[0006]本发明提供了一种钛合金齿轮，包括：钛合金齿轮基体；附着在所述钛合金齿轮基体表面的硬化层。[0