[發明專利]防抱死高性能粉末冶金感應齒圈及其制造方法

無效

• 申請號: 201210462521.X
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103821906A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 劉文海;朱江紅;謝鐵漢
• 申請（專利權）人: 姜堰市高新粉末冶金有限公司
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H55/06;B22F3/16;B22F3/24;B22F5/08
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技術領域

本發明涉及一種感應齒圈及其制造方法，更具體地說，本發明涉及一種采用粉末冶金方法制造的感應齒圈及其制造方法。

背景技術

感應齒圈為環狀零件，包括圈體、設置在圈體外壁上的輪齒。現有的感應齒圈一般為中碳鋼或合金鋼，經過加工、熱處理而成，零件加工量大，材料浪費也較多，材料成本較高；相鄰輪齒的齒根之間采用平面連接，輪齒齒側面與齒根的平面相交處為尖角或有較小的過渡圓角，容易產生應力集中；為了使圈體具備一定的強度、剛性以及使輪齒具備一定的強度、剛性和耐磨性，須對感應齒圈進行熱處理。如果熱處理后的硬度較高，則鋼質的感應齒圈在使用過程中易產生抱死現象，而且輪齒的齒根易產生比較大的應力集中，使用過程中輪齒易產生疲勞斷裂；如果熱處理后的硬度較低，則輪齒的耐磨性較差，感應齒圈的使用壽命較短。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種材料利用率高，輪齒部位應力集中小，輪齒耐磨性好，可有效地防止產生抱死現象的防抱死高性能粉末冶金感應齒圈及其制造方法。

本發明通過下述技術方案實現技術目標。

防抱死高性能粉末冶金感應齒圈，包括圈體、設置在圈體外壁上的輪齒；其改進之處在于：相鄰所述輪齒齒根之間圓角過渡；所述圈體、輪齒是以粉末冶金為主體的圈體、輪齒；所述輪齒外壁、圈體上下端面設有耐磨復合層。

本發明進一步的技術方案在于：所述耐磨復合層為稀土化合物復合層。

本發明更進一步的技術方案在于：所述耐磨復合層的厚度為0.4-1.6mm。

所述粉末冶金的組分是（按重量百分比）：0.8～1.5%?C、1～1.5%?Cu、1～2%?Ni、3～4%?Ti、0.2～0.8%硬脂酸鋅，其余為Fe粉。

所述防抱死高性能粉末冶金感應齒圈的制造方法，包括混合、攪拌、壓制、燒結、加熱、熱鍛工序，所述工序具體如下：

（1）將粒度≥110目的上述粉末冶金氣門座組分中的原料按重量百分比配料；

（2）將以上原料放入密閉容器內，攪拌混合均勻，形成合金粉末；

（3）將上述合金粉末填充到預制模中，用6.5～7.5tf/㎝2的壓力下壓制成坯料；

（4）將上述壓制成形的坯料用1110～1150℃的高溫燒結，并在還原性氣體中保溫2～2.4h，然后，通過水套冷卻至室溫；

（5）將上述制品加熱至1140～1160℃；

（6）將上述制品放入模具中熱鍛；

（7）對上述制品整形加工；

（8）采用化學浸滲法在上述制品的表面形成稀土化合物復合層。

本發明與現有技術相比，具有以下積極效果：

1、?????????相鄰輪齒齒根之間圓角過渡，顯著減少了輪齒齒根的應力集中。

2、?????????采用粉末冶金工藝制備，只需少量機械加工，材料利用率高，節省工時和材料成本。

3、?????????主體為粉末冶金，粉末冶金有較好的自潤滑性能，可有效地防止感應齒圈產生抱死現象。

4、?????????粉末冶金中Ti加入后，Ti能與Fe形成單相固溶體，從而強化基體，提高基體的耐磨性和耐蝕性。

5、?????????粉末冶金中由于Ti的加入，減少了Cu、Ni等較貴重有色金屬的用量，制品的強度、耐高溫、耐磨、耐腐蝕等性能基本相同，但由于Ti比較廉價，大大降低了制造成本。

6、?????????Ti的加入，使制品燒結后發生明顯收縮，而粉末冶金中大多數添加元素，如Cu、Ni等，則使體積發生膨脹，因此，Ti的加入，可不同程度地抵消膨脹，使得燒結后的制品體積變化接近于零，可以獲得較高的尺寸精度，從而獲得較高的尺寸穩定性。

7、?????????輪齒外壁、圈體上下端面設有耐磨復合層，耐磨復合層為稀土化合物復合層，顯著提高感應齒圈的耐磨性。

8、?????????粉末冶金燒結后，進行熱鍛，可顯著增加制品的密度，從而顯著提高感應齒圈的強度、抗疲勞等機械性能。

9、?????????采用熱鍛后進行化學浸滲法的工藝，在較致密的粉末冶金主體表面形成稀土化合物復合層，這樣，在作為感應齒圈的主體獲得較高機械性能的同時，也獲得了較好的耐磨性，有效延長了感應齒圈的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為圖1中的A-A剖視圖。

圖3為圖1中的Ⅱ部分放大示意圖。

具體實施方式

????下面結合實施例對本發明作進一步說明。