一种齿轮及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102865350A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102865350A(43)申请公布日2013.01.09(21)申请号201210240473.X(22)申请日2012.07.12(71)申请人济南大学地址250022山东省济南市市中区济微路106号(72)发明人王守仁刘高志田希杰王砚军宋令惠王敏(74)专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人崔同磊(51)Int.Cl.F16H55/17(2006.01)F16H55/06(2006.01)B22D18/02(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书66页页附图附图11页(54)发明名称一种齿轮及其制造方法(57)摘要本发明提供一种齿轮及其制造方法，所属齿轮包括合金基体和嵌设于合金基体内的增强体，所述增强体为横向钢丝和纵向钢丝交错编织成的齿轮骨架；其制备方法采用一火两锻的工艺和离子溅射喷涂的方法完成，该一种齿轮及其制造方法和现有技术相比，既保持了常规钢铁材料高强度、高硬度、耐高温、导热系数高的特性，又具有铝合金材料塑性好、密度低的特点，而且制造方法通过精密锻造等塑性变形，获得的齿轮形状和尺寸完整、重量轻，齿形变形小，齿面的耐磨性提高，啮合噪音小，使用寿命长，具有很好的推广使用价值。CN1028653ACN102865350A权利要求书1/1页1.一种齿轮，其特征在于：包括合金基体和嵌设于合金基体内的增强体，所述增强体为横向钢丝和纵向钢丝交错编织成的齿轮骨架。2.根据权利要求1所述的一种齿轮，其特征在于：所述增强体横向钢丝编织角为30±5º，纵向钢丝编织角为25±5º。3.根据权利要求1所述的一种齿轮，其特征在于：所述增强体的体积分数为5～15%，合金基体的体积分数为85～95%。4.根据权利要求1～3中任一所述的一种齿轮，其特征在于：所述增强体为不锈钢，合金基体为铸造硅铝合金。5.一种齿轮的制造方法，用来制造权利要求1至4中所述的齿轮，其特征在于：包括以下步骤：a.采用三维五向编织技术将增强体编织成通孔率为100%的空间三维网络骨架；b.将编织好的网络骨架放置到锻造模具中，在锻造模具中浇入经处理的合金基体，锻造出带网络骨架的齿轮毛坯；c.将制备好的齿轮毛坯放入精锻模具中，经过加热、预锻和精锻后成型，获得所需齿轮。6.根据权利要求5所述的一种齿轮的制造方法，其特征在于：所述步骤b中合金基体的浇入前的处理过程为，将合金基体熔炼至700～720℃，保温25～35Min，经孕育处理和脱渣处理后浇入到锻造模具中。7.根据权利要求5所述的一种齿轮的制造方法，其特征在于：所述步骤c中模具加热到200～400℃，预锻温度为420～480℃，精锻温度为360～400℃。8.根据权利要求5所述的一种齿轮的制造方法，其特征在于：所述制造方法在c步骤后还包括步骤d：对齿轮的表面进行离子溅射，喷涂薄膜涂层。9.根据权利要求8所述的一种齿轮的制造方法，其特征在于：所述的薄膜涂层为DLC复合薄膜涂层。10.根据权利要求9所述的一种齿轮的制造方法，其特征在于：所述DLC复合薄膜涂层包括铺底层和DLC类金刚石涂层，所述的铺底层为SiC、Cr/Ti/N、Ti-Al-N中的一种或组合。2CN102865350A说明书1/6页一种齿轮及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及齿轮技术领域，具体地说是一种齿轮及其制造方法。背景技术[0002]齿轮作为传递运动和动力的最基本零件之一，在工业领域中得到了广泛的应用，尤其是印刷设备、机车、船舶、电厂、钢厂、铁路轨道等领域的检测。这些领域要求齿轮重量小、传动扭矩小、传动平稳、噪音低，所以工程塑料制造的齿轮成为首选，但是受温度影响，塑料齿轮的孔径、分度圆直径和侧隙等尺寸会发生变化，存在传动失稳、噪音大、传动扭矩低、易磨损、易变形等缺点。后来采用轻质铝合金材质制造的齿轮，具有质量轻、密度小、可塑性好、铝基复合技术易于掌握、易于加工等特点，但是其强度仍然较低，抗磨性较差，在制作轻载传动零件方面受到局限，现阶段传统的齿轮生产大多采用传统的切削加工方法，材料利用率低，生产效率低，产品成本高。所以提供一种强度高、抗磨性好的轻载传动齿轮及其制造方法可以有效的解决现有技术的不足，满足生产应用需求，具有良好的推广使用价值。发明内容[0003]本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种强度高、抗磨性好的轻载传动齿轮及其制造方法。[0004]本发明的技术方案是按以下方式实现的，一种齿轮，包括合金基体和嵌设于合金基体内的增强体，所述增强体为横向钢丝和纵向钢丝交错编织成的齿轮骨架。[0005]上述技术方案，在合金基体的内部增加了增强体骨架，大幅提高齿轮本体的强度和硬度，合金基体在三维空间呈连续分布，与网络骨架