[發明專利]一種高抗沖擊耐磨齒輪及其制備方法

在審

• 申請號: 202010631148.0
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111876671A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 李偉民
• 申請（專利權）人: 無錫市源通傳動科技有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/46;C22C38/60;F16H55/06;C09D7/61;C09D177/00;C21D9/32
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 伍志祥

本發明提出了一種高抗沖擊耐磨齒輪，包括：C、Si、Cu、Al、Au、P、N、Ca、Cr、Ni、V、Au、Pb、Y、F、As，余量為Fe；所述齒輪外表面設有一層耐磨層，以重量份計，所述耐磨層包括以下組分：二氧化硅插層尼龍樹脂50?100份、氧化鋁5?10份、氧化鎂3?7份、碳化鎢1?5份、潤滑劑1?2份、氧化石墨烯5?10份、穩定劑1?2份、粘結劑0.5?1份、阻燃劑0.5?2份。本發明制備方法簡單，制得的耐磨損高抗沖擊齒輪性能優良，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及齒輪技術領域，具體涉及一種高抗沖擊耐磨齒輪及其制備方法。

背景技術

傳動齒輪是機械、汽車等裝備的關鍵部件。傳統的齒輪大部分是由金屬材料制成，金屬齒輪具有強度高、尺寸穩定性好、承載重量大等優點。但是，金屬齒輪存在五大缺點：一是不耐腐蝕，二是需要外加潤滑油，三是不耐磨，四是噪音大，五是重量大。因此，如紡織機械、造紙機械、橡膠機械、食品機械等輕工機械，汽車、拖拉機等運輸裝備逐步改用尼龍、聚甲醛等高分子材料做傳動齒輪。齒輪除了由于正常磨損外，還會由于潤滑油品質、潤滑條件不良、駕駛操作不當、維修時齒輪裝配相互啃合位置不當等原因，均會造成齒輪沖擊，輪齒啃合得不好以及起步抖動等，都會加速齒輪的磨損和損傷，齒輪是依靠本身的結構尺寸和材料強度來承受外載荷的，這就要求材料具有較高強度韌性、耐磨性和高抗沖擊性；由于齒輪形狀復雜，齒輪精度要求高，還要求材料工藝性好。

公開號CN105647173A的中國專利申請，公開了一種耐磨尼龍復合材料及其制備方法，該復合材料是以耐高溫尼龍為基材、二硫化鉬作為耐磨改性劑，該復合材料的優勢體現在熱變形溫度高，但是韌性較差，且該復合材料未經增強改性，導致其強度、韌性均無法滿足齒輪應用要求；同時，采用二硫化鉬為黑色填料，無法制備出本色耐磨尼龍復合材料，同樣滿足不了齒輪應用要求。

公開號CN 106751765 B的中國專利申請，公開了一種耐磨高抗沖尼龍復合材料，該復合材料包括以下組份：尼龍樹脂20-80份；纖維材料10-50份；耐磨劑10-40份；表面處理劑全氟聚醚0.1-2份；潤滑劑0.1-1.0份和抗氧劑0.1-0.6份。雖然該尼龍復合材料具有較好的自潤性、耐磨損、噪音低、機械強度高等特性，但是，由于尼龍的吸水性會導致齒輪尺寸穩定性差，因此，不適合用于精密齒輪。

發明內容

本發明的目的在于提出一種高抗沖擊耐磨齒輪及其制備方法，制備方法簡單，制得的耐磨損高抗沖擊齒輪性能優良，具有廣闊的應用前景。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供一種高抗沖擊耐磨齒輪，其質量百分比成分為：C：0.15-0.3％，Si：0.22-0.27％，Cu：0.52-0.74％，Al：0.25-0.44％，Au：0.11-0.15％，P：0.005-0.03％，N：0.002-0.02％，Ca：0.03-0.10％，Cr：0.25-0.7％，Ni：0.22-0.35％，V：0.02-0.12％，Au：0.001-0.01％，Pb：0.02-0.05％，Y：0.02-0.05％，F：0.003％，As：0.003％，余量為Fe；

所述齒輪外表面設有一層耐磨層，以重量份計，所述耐磨層包括以下組分：二氧化硅插層尼龍樹脂50-100份、氧化鋁5-10份、氧化鎂3-7份、碳化鎢1-5份、潤滑劑1-2份、氧化石墨烯5-10份、穩定劑1-2份、粘結劑0.5-1份、阻燃劑0.5-2份。

作為本發明的進一步改進，所述二氧化硅插層尼龍樹脂由以下方法制備而成：

S1.將尼龍樹脂鈉鹽于水熱反應釜中，30-40℃溫度條件下超聲制得含層間水的尼龍樹脂；

S2.將上述制得含層間水的尼龍樹脂烘干，按質量比1：(0.2-0.5)加入正硅酸乙酯，密封條件下加熱至35-45℃超聲分散至反應完全，噴灑少量丙酮，待丙酮和水揮發完全后，得到二氧化硅插層尼龍樹脂。