一种齿轮铸造生产工艺 |
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| 申请号 | CN201710510199.6 | 申请日 | 2017-06-28 | 公开(公告)号 | CN107287521A | 公开(公告)日 | 2017-10-24 |
| 申请人 | 安徽华飞机械铸锻有限公司; | 发明人 | 杨胜; 谢枫; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 齿轮 铸造 生产工艺，涉及齿轮铸造领域，包括以下步骤：1)将原料单质进行熔炼，得熔融液；2)制得上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将 型砂 压满模型内，型砂加热 固化 成型后，备用；3)将熔融液浇铸至造型中，得齿轮半成品；4)最后将齿轮半成品经正火、回火及 退火 热处理 后即可。该种齿轮铸造生产工艺简单方便、易于实现，生产效率高，具有 耐磨性 好、 抗拉强度 高、延伸性能好、剪切强度高的优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种齿轮铸造生产工艺，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种齿轮铸造生产工艺技术领域[0001] 本发明涉及齿轮铸造领域，具体涉及一种齿轮铸造生产工艺。 背景技术[0002] 齿轮行业在我国已经得到了飞速发展。齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，齿轮在传动中的应用很早就出现了。 [0003] 在机械制造工业中，制造齿轮所用的材料由许多种，有钢、铁、铜合金及非金属材料等，一般以钢齿轮应用最大，但钢齿轮多是通过机械加工制造的，其耐磨性能较差，其他材质的齿轮，由于各有一些不同的优点和缺陷，仅适用于一些特殊需要的场合中。目前，传统的机械加工制作齿轮的工序包括下料、锻打、粗车、正火、精车、滚齿、插齿、倒角、倒棱和磨孔等，传统的齿轮生产工序多、工艺较复杂，生产周期长，生产效率低，生产成本也比较高。现有技术中的齿轮大多由铝合金材料制成，其耐磨性、抗拉前股东、剪切强度及延伸性能均有待提高。现在制造齿轮的工艺多为：搅拌—成形—烧结—包装。在此种工艺中，很多公司为了减少成本，采用精简配方或减少工艺等方式，精简配方虽然节省了成本，可对产品性能品质缺乏保障，只能针对一些最低端的产品使用。 发明内容[0004] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种齿轮铸造生产工艺，该种齿轮铸造生产工艺简单方便、易于实现，生产效率高，具有耐磨性好、抗拉强度高、延伸性能好、剪切强度高的优点。 [0005] 为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的： [0006] 一种齿轮铸造生产工艺，按照以下步骤进行： [0007] (1)将原料单质输送至电炉中熔炼，得熔融液； [0008] 所述原料单质按重量份配比包括以下成分：Fe90-110份、C0.50-1.10份、Si0.74-1.60份、Mn0.80-1.20份、Ni0.12-0.18份、S0.05-0.07份和P0.04-0.06份； [0010] (3)将步骤(1)制得的熔融液在温度为1420-1560℃条件下，加入孕育剂，静置40-60min,再浇铸至步骤(2)中的造型中，浇铸完成后，水冷至430-470℃，得齿轮半成品； [0012] 进一步地，在步骤(1)中，所述熔炼温度为1580-1720℃，熔炼时间为2-3h，升温速率为80-100℃/min。 [0013] 进一步地，所述原料单质按重量份配比包括以下成分：Fe100份、C0.80份、Si1.24份、Mn1.00份、Ni0.15份、S0.06份和P0.05份。 [0015] 进一步地，所述改性凹土粉通过以下步骤制得：将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌10-20min，转速设定为300～500r/min，然后过滤将溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理1-2h，温度设定在70～90℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2-3h后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1～2h即可，焙烧温度为250～350℃。 [0016] 进一步地，所述型砂是通过以下步骤获得的：将硅砂和水混合均匀后，缓慢加入丙烯酸树脂和改性凹土粉，搅拌均匀后加入硅烷偶联剂，最后加入叔胺，快速搅拌混合3-5min后得到型砂。 [0017] 进一步地，所述孕育剂的加入量为母液重量的2-4％。 [0018] 优选地，所述孕育剂为硅锶孕育剂。 [0019] 进一步地：在步骤(4)中，所述正火是将齿轮半成品在温度为640-660℃条件下保温30-40min，再升温至780-810℃，保温40-60min；回火是将齿轮半成品降温至430-470℃，保温40-50min，再回温至540-560℃，保温40-60min；退火是将齿轮半成品降温至490-530℃，保持1-2h。 [0020] 本发明具有如下的有益效果：本发明齿轮铸造生产工艺简单方便，生产效率高，生产过程稳定，可靠性强，生产出的齿轮产品质量优异，性能指标高； [0021] (1)通过本发明生产工艺制得的齿轮表面硬度等级可保持在60HRC以上，内部硬度等级保持在40HRC以上，表层硬化层厚度为1.5-1.7mm。以上产品齿轮参数使得齿轮在使用过程中表面硬化层不易脱离、齿轮抗冲击能力、耐磨性和强度适宜，齿轮的使用寿命为同等采用现有热处理工艺得到的齿轮的10-20倍； [0022] (2)通过本发明生产工艺制得的齿轮，其抗拉强度高达480Mpa以上，剪切强度高达300Mpa以上，且延伸率大于8，耐磨性能，表面硬度为2000～2500HV，耐磨性好。加工时间短，加工效率高，生产成本低。 具体实施方式[0023] 下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。 [0024] 实施例1 [0025] 一种齿轮铸造生产工艺，按照以下步骤进行： [0026] (1)称取齿轮铸造所需的原料单质：Fe80kg、C0.35kg、Si0.52kg、Mn0.40kg、Ni0.08kg、S0.03kg和P0.02kg； [0027] 将原料单质输送至电炉中熔炼，电炉开始的升温速率为80℃/min，其熔炼温度为1580℃，熔炼时间为2h，熔炼完毕得熔融液； [0028] (2)按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为130℃条件下加热固化成型后，备用； [0029] (3)将步骤(1)制得的熔融液在温度为1420℃条件下，加入母液重量2％的硅锶孕育剂，静置40min,再浇铸至步骤(2)中的造型中，浇铸完成后，水冷至430℃，得齿轮半成品； [0030] (4)最后将齿轮半成品经正火、回火及退火热处理后即完成本发明的齿轮铸造生产，其具体步骤如下：正火，将齿轮半成品在温度为640℃条件下保温30min，再升温至780℃，保温40min；回火，将齿轮半成品降温至430℃，保温40min，再回温至540℃，保温40min；退火，将齿轮半成品降温至490℃，保持1h。 [0031] 其中，上述的型砂包括以下原料：硅砂60kg、改性凹土粉40kg、丙烯酸树脂10kg、叔胺8kg、硅烷偶联剂6kg和水10kg。其制备方法将硅砂和水混合均匀后，缓慢加入丙烯酸树脂和改性凹土粉，搅拌均匀后加入硅烷偶联剂，最后加入叔胺，快速搅拌混合3min后得到型砂。 [0032] 上述的改性凹土粉通过以下步骤制得：将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌10min，转速设定为300r/min，然后过滤将溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理1h，温度设定在70℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2h后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1h即可，焙烧温度为250℃。 [0033] 实施例2 [0034] 一种齿轮铸造生产工艺，按照以下步骤进行： [0035] (1)称取齿轮铸造所需的原料单质：Fe100kg、C0.80kg、Si1.24kg、Mn1.00kg、Ni0.15kg、S0.06kg和P0.05kg； [0036] 将原料单质输送至电炉中熔炼，电炉开始的升温速率为90℃/min，其熔炼温度为1650℃，熔炼时间为2.5h，熔炼完毕得熔融液； [0037] (2)按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为135℃条件下加热固化成型后，备用； [0038] (3)将步骤(1)制得的熔融液在温度为1490℃条件下，加入母液重量3％的硅锶孕育剂，静置50min,再浇铸至步骤(2)中的造型中，浇铸完成后，水冷至450℃，得齿轮半成品； [0039] (4)最后将齿轮半成品经正火、回火及退火热处理后即完成本发明的齿轮铸造生产，其具体步骤如下：正火，将齿轮半成品在温度为650℃条件下保温35min，再升温至795℃，保温50min；回火，将齿轮半成品降温至450℃，保温45min，再回温至550℃，保温50min；退火，将齿轮半成品降温至520℃，保持1.5h。 [0040] 其中，上述的型砂包括以下原料：硅砂60kg、改性凹土粉40kg、丙烯酸树脂10kg、叔胺8kg、硅烷偶联剂6kg和水10kg。其制备方法将硅砂和水混合均匀后，缓慢加入丙烯酸树脂和改性凹土粉，搅拌均匀后加入硅烷偶联剂，最后加入叔胺，快速搅拌混合4min后得到型砂。 [0041] 上述的改性凹土粉通过以下步骤制得：将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌15min，转速设定为400r/min，然后过滤将溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理1.5h，温度设定在80℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2.5h后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1.5h即可，焙烧温度为300℃。 [0042] 实施例3 [0043] 一种齿轮铸造生产工艺，按照以下步骤进行： [0044] (1)称取齿轮铸造所需的原料单质：Fe120kg、C1.42kg、Si1.84kg、Mn1.60kg、Ni0.24kg、S0.08kg和P0.07kg； [0045] 将原料单质输送至电炉中熔炼，电炉开始的升温速率为100℃/min，其熔炼温度为1720℃，熔炼时间为3h，，熔炼完毕得熔融液； [0046] (2)按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为140℃条件下加热固化成型后，备用； [0047] (3)将步骤(1)制得的熔融液在温度为1560℃条件下，加入母液重量4％的硅锶孕育剂，静置60min,再浇铸至步骤(2)中的造型中，浇铸完成后，水冷至470℃，得齿轮半成品； [0048] (4)最后将齿轮半成品经正火、回火及退火热处理后即完成本发明的齿轮铸造生产，其具体步骤如下：正火，将齿轮半成品在温度为660℃条件下保温40min，再升温至810℃，保温60min；回火，将齿轮半成品降温至470℃，保温50min，再回温至560℃，保温60min；退火，将齿轮半成品降温至530℃，保持2h。 [0049] 其中，上述的型砂包括以下原料：硅砂60kg、改性凹土粉40kg、丙烯酸树脂10kg、叔胺8kg、硅烷偶联剂6kg和水10kg。其制备方法将硅砂和水混合均匀后，缓慢加入丙烯酸树脂和改性凹土粉，搅拌均匀后加入硅烷偶联剂，最后加入叔胺，快速搅拌混合5min后得到型砂。 [0050] 上述的改性凹土粉通过以下步骤制得：将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌20min，转速设定为500r/min，然后过滤将溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理2h，温度设定在90℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理3h后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧2h即可，焙烧温度为350℃。 [0051] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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