[發明專利]一種低噪音自潤滑的中小模數圓柱齒輪及制備方法

有效

• 申請號: 201910133330.0
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109877550B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 許旸;劉保建;顏國君;蔣百鈴
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B23P15/14
• 分類號: B23P15/14;B22D11/04;B22D11/20;C21D1/20;C21D5/00;C21D9/32;C22C33/08;C22C37/04;C22C37/08;C22C37/10
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

1.一種低噪音自潤滑的中小模數圓柱齒輪的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將預設成分物料在中頻感應爐中熔化成鐵水，所述預設成分物料按照質量百分比由以下組分組成：C：3.50±0.05％、Si：1.40±0.05％、Mn：≤0.3％、P：≤0.015％、S：≤0.015％、Cr：0.3-0.5％、Cu：0.5-1.0％、Ni：0.5-1.0％，其它合金元素：≤0.3％，余量為Fe，以上各組分的質量百分比總和為100％，其中，碳含量為99.95-100％的理論碳當量；

步驟2，向步驟1的鐵水中加入孕育劑和球化劑，以使鐵水經孕育和球化處理后的終硅量為2.55±0.05％，殘鎂含量為0.04±0.005％；

步驟3，將經步驟2處理后的鐵水澆注入預熱后的水平連鑄爐的爐膛，且流入偏心式結晶器中進行冷凝成棒材，此時啟動拉拔機通過引晶桿對已冷凝成棒材的型材進行步進式提拉；間隔預設周期向所述爐膛加注經步驟2處理后的鐵水，使所述爐膛內鐵水液面高度始終高于所述偏心式結晶器不少于0.6米；觀察從所述偏心式結晶器拉拔出的一個步距的型材的顏色均勻性；

若所述型材的顏色為均勻橘紅色，則繼續進行拉拔工藝；反之，向水平連鑄爐中添加孕育劑或增碳劑，調節經步驟2處理后的鐵水至共晶成分，直到顏色變為均勻橘紅色；

步驟4，對經步驟3拉拔工藝處理后的型材進行金相檢測和電鏡掃描檢測；

所述金相檢測和電鏡掃描檢測的合格標準是：距型材表層12mm內的石墨球直徑≤20μm，石墨球密度≥300個/mm²，球化率100％；距表面12-20mm內的石墨球直徑≤30μm，石墨球密度≥200個/mm²；

步驟5，對經步驟4檢測合格后的型材進行退火處理；

步驟6，對經步驟5處理后的型材進行鋸切和車削，以加工成圓柱形坯材或圓環形坯材；

步驟7，對步驟6得到的所述圓柱形坯材或圓環形坯材在300-400℃下時效處理120min，取出空冷后進行滾齒或插齒，以加工成齒輪坯，且預留磨量為0.2-0.3mm；

步驟8，對步驟7得到的所述齒輪坯的齒部和根部進行高頻感應等溫淬火處理；隨后進行粗磨和精磨至預設裝配尺寸，得到低噪音自潤滑的中小模數圓柱齒輪。

2.根據權利要求1所述的一種低噪音自潤滑的中小模數圓柱齒輪的制備方法，其特征在于，所述步驟8中高頻感應等溫淬火處理具體為：

步驟8.1，通過高頻感應爐的螺旋感應線圈將所述齒輪坯的齒部升溫至900±10℃，通過高頻感應爐的螺旋感應線圈將所述齒輪坯的根部升溫至850℃，并根據預設模數大小將齒輪坯保溫30-40min后取出；

步驟8.2，將經步驟8.1處理后的齒輪坯浸入溫度為260±10℃的硝鹽槽中進行淬火，并保溫40-60min后取出；

步驟8.3，將經步驟8.2處理后的齒輪坯空冷，并去除鹽漬。

3.根據權利要求2所述的一種低噪音自潤滑的中小模數圓柱齒輪的制備方法，其特征在于，所述步驟8.1中保溫操作具體為：采用石英玻璃管罩住所述齒輪坯，并向所述石英玻璃管內部通入惰性氣體進行保溫。

4.根據權利要求1所述的一種低噪音自潤滑的中小模數圓柱齒輪的制備方法，其特征在于，所述步驟2中的孕育劑具體為75^#硅鐵、或含鍶硅鐵、或含鋇硅鐵、或含鋯硅鐵或硅鋇合金中任意一種；

所述球化劑具體為稀土鎂、或釔重稀土、或純鎂或鎂合金中任意一種。

5.根據權利要求1所述的一種低噪音自潤滑的中小模數圓柱齒輪的制備方法，其特征在于，所述步驟3水平連鑄爐的爐膛的預熱操作為：用燃油噴火器或氧-乙炔火焰，向爐膛噴火，持續至少1h，使爐膛內壁的顏色呈現紅黃色且溫度不小于700℃；臨澆注鐵水前，停止噴火。

6.一種低噪音自潤滑的中小模數圓柱齒輪，其特征在于，采用如權利要求1-5中任一項所述的低噪音自潤滑的中小模數圓柱齒輪的制備方法制得。