[发明专利]一种高精度粉末冶金齿轮的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及粉末冶金领域，具体的涉及一种高精度粉末冶金齿轮的制备方法。

背景技术：

粉末冶金材料是指用金属粉末或金属与非金属粉末作原料,通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。其制备工艺被称为粉末冶金工艺或粉末冶金法。

目前，我国大多数齿轮加工一般都采用钢材加工的工艺。需要热处理调质、数控车床精车、粗磨非基准面、粗滚齿轮、精插齿轮等，加工时间长，加工设备多，物流周转慢。浪费能源等特点。但是现有的粉末冶金齿轮采用传统的制备工艺，存在工艺复杂，且生产出来的齿轮表面过于粗糙，强度较差的问题。

发明内容：

本发明的目的是提供

一种高精度粉末冶金齿轮的制备方法，包括以下步骤：

(1)将还原铁粉和铁钼合金粉混合均匀作为第一种粉末颗粒；

(2)将石墨粉、铜粉、镍粉、硅粉、氮化硅粉、铝粉、聚乙烯醋酸乙烯酯、六偏磷酸钠、硬脂酸锌在混料机中混合均匀，作为第二种粉末颗粒；

(3)将铝酸酯和水混合搅拌10-30min，分成两份，分别将第一种粉末颗粒、第二种粉末颗粒浸泡在溶液中，常温搅拌5-10min，过滤烘干，得到预处理的第一种粉末颗粒和预处理的第二种粉末颗粒；

(4)将粘结剂溶解于有机溶剂中制得粘结剂溶液，将预处理的第一种粉末颗粒加入到高混机中，然后加入粘结剂溶液，混合均匀后继续加入预处理的第二种粉末颗粒，混合均匀、干燥，得到粘结粉末；

(5)将上述制得的粘结粉末采用全自动封闭式机械压机进行压制，压制时首先对模具以及模具内的粘结粉末进行加热至200-400℃，然后压制成所需齿轮形状，然后将温压后的齿轮放入高温炉中在800-1000℃下、氢气和氮气的保护下进行一次烧结，烧结完成后，将烧结后的齿轮在机械压机上室温下进行二次压制，经过二次压制后的齿轮放入高温炉中1000-1150℃、氢气与氮气的保护下二次烧结，烧结完成；

(6)将烧结后的齿轮进行修正，然后依次进行碳、氮共渗、回火处理，热处理完成后进行精加工，制得高精度高性能齿轮。

作为上述技术方案的优选，还原铁粉、铁钼合金粉、石墨粉、铜粉、镍粉、硅粉、氮化硅粉、铝粉、聚乙烯醋酸乙烯酯、六偏磷酸钠份、硬脂酸锌的用量以重量份计，分别为：还原铁粉60-85份、铁钼合金粉10-30份、石墨粉10-20份、铜粉1-3份、镍粉1-2份、硅粉0.5-1.5份、氮化硅粉0.1-0.3份、铝粉2-6份、聚乙烯醋酸乙烯酯1-2份、六偏磷酸钠0.5-1份、硬脂酸锌0.1-0.3份。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述铝酸酯与水混合时二者质量比为1：(10-20)。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，粉末颗粒进行浸泡处理时，粉末颗粒与溶液的质量比为1：(16-23)。

作为上述技术方案的优选，第一种粉末颗粒的粒径大小为50-1000μm，第二种粉末颗粒的粒径为1-50μm。

作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述粘结剂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、呋喃树脂、聚四氟乙烯、橡胶中的一种或多种混合。

作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述有机溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、二甲苯中的一种。

作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，粘结剂与有机溶剂的质量比为1：(1-10)，粘结剂的加入量为第一种粉末颗粒与第二种粉末颗粒总重量的1-5％。

作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，第一次压制和二次压制的压力分别为400-600MPa、500-720MPa。

作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，一次烧结和二次烧结的时间分别为：20-40min、1-3h。

作为上述技术方案的优选，步骤(6)中，所述碳氮共渗处理的条件为700-860℃，氨气流量为0.2-0.6m/h，煤油滴量为110-140滴/min，甲醇排气量为120-140滴/min，时间为1-3h。