[发明专利]一种工程塑料复合齿轮及其制备工艺

权利要求书

1.一种工程塑料复合齿轮，其特征在于：包括金属轮毂(1)以及耐磨层(3)，所述金属轮毂(1)中部开设有安装通孔，所述金属轮毂(1)侧壁设有喷花，所述耐磨层(3)套设在金属轮毂(1)外部，所述金属轮毂(1)外壁与耐磨层(3)内壁之间的缝隙中设有粘接层(2)。

2.一种工程塑料复合齿轮的制备工艺，其特征在于：所述的一种工程塑料齿轮为权利要求1中所述的一种工程塑料复合齿轮，所述制备工艺包括以下步骤：

S1：耐磨层(3)制备；

S101：管材制备；

S102：将步骤S101中得到管材放置于180℃的烘箱中，热处理12h，缓慢冷却至室温；

S103：将热处理后的管材根据金属轮毂(1)的尺寸加工成尺寸相互适配的塑料环，该塑料环作为耐磨层(3)；

S2：金属轮毂(1)制备；

S201：通过机床车削生产金属圈；

S202：在水中加入5％的水性清洗液和5％的水洗防锈液，放置金属圈，利用超声波进行清洗金属圈表面的铁屑和防锈油，时间20min，然后烘干；

S203：再对金属圈表面进行喷砂处理，得到外壁的喷花；

S204：在水中加入5％的水洗防锈液，放置喷砂后的金属圈，利用超声波进行清洗轮毂表面的沙粒，时间20min，再次烘干；

S205：以乙醇为溶剂，配置10％的偶联剂溶液，将金属圈放入偶联剂溶液中，浸渍5min，取出，最后自由晾干，最终得到金属轮毂(1)；

S3：合成金属工程塑料复合齿轮；

S301：热压装配：首先将加工好的耐磨层(3)放入烘箱中预热，温度150℃，时间2h，然后将金属轮毂(1)和预热的耐磨层(3)，放入压机进行热压装配，冷却至室温，得到第一毛坯；

S302：焊接：首先用高频加热设备对第一毛坯进行焊接，金属轮毂(1)与耐磨层(3)接触面有溢胶，然后将空气完全排出，再取出第一毛坯，并放置平整操作台，采用工装将毛坯压平，固化定型，冷却至室温，得到第二毛坯；

S4：合成金属工程塑料复合齿轮：根据齿轮产品对第二毛坯进行精细加工，最终得到金属与工程塑料复合齿轮。

3.根据权利要求2所述的一种工程塑料复合齿轮的制备工艺，其特征在于：步骤S103中所述塑料环厚度与金属轮毂(1)厚度一致，所述塑料环内径比所述金属轮毂外径小3mm，且所述塑料环外径尺寸根据齿轮产品外径决定。

4.根据权利要求3所述的一种工程塑料复合齿轮的制备工艺，其特征在于：S201：通过机床车削生产金属圈；金属圈的尺寸根据齿轮产品具体尺寸进行设定。

5.根据权利要求4所述的一种工程塑料复合齿轮的制备工艺，其特征在于：步骤S302中，所述金属轮毂(1)外壁的滚花和高性能工程塑料的耐磨层(3)在通过焊接过程中配合偶联剂处理，最终形成粘接层(2)。

6.根据权利要求5所述的一种工程塑料复合齿轮的制备工艺，其特征在于：增强材料采用偶联剂处理的短切纤维、无机晶须材料，包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶浆粕、超高分子量聚乙烯纤维、聚四氟乙烯纤维、聚对亚苯基苯并双噁唑纤维、聚酰亚胺纤维、碳化硅晶须、钛酸钾晶须、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、氧化铝晶须、氧化镁晶须、氧化锌晶须、碳酸镁晶须、氢氧化镁晶须、碳纳米管、石墨烯。

7.根据权利要求6所述的一种工程塑料复合齿轮的制备工艺，其特征在于：耐磨助剂采用偶联剂处理的耐高温耐磨助剂，包括选择粒径耐磨炭黑、粒径沉淀法白炭黑粉末、鳞片石墨粉末、二硫化钼粉末、碳化硅粉末以及氮化硅粉末。

8.根据权利要求7所述的一种工程塑料复合齿轮的制备工艺，其特征在于：偶联剂包括含有氨基、巯基乙烯基、环氧基、氯丙基、氰基、甲基丙烯酰氧基等基团的硅烷偶联剂；

催化剂包括Li、Na、K、Ca等碱性金属，LiH，NaH、KH、CaH₂等碱金属氢化物，LiOH、NaOH、KOH等强碱；

活化剂为官能度大于等于2的异氰酸酯化合物，包括MDI、TDI、HDI、IPDI、NDI、聚合MDI、液化MDI；

抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、磷类抗氧剂、硫醚类抗氧剂等抗氧剂。