Corona dentada PM Parte sinterizada

Introducción del producto

Ventajas del producto

Flujo del proceso

La invención pertenece al campo de la pulvimetalurgia, en particular a un engranaje, una corona dentada y un método para conformarlos en una sola vez mediante pulvimetalurgia.

Técnica de fondo:

La tecnología de pulvimetalurgia es una tecnología de conformación neta o casi neta. Utiliza las características del polvo para ser fácil de moldear. No solo tiene una alta precisión del producto, sino que también tiene una alta tasa de utilización del material. Es una tecnología eficiente y respetuosa con el medio ambiente, especialmente para piezas de trabajo con formas complejas. Mecanizado Difícil de hacer, pero fácil de lograr con la tecnología de pulvimetalurgia. Además, los orificios que quedan en el proceso de sinterización pueden absorber vibraciones y reducir el ruido en condiciones de trabajo con requisitos de rendimiento mecánico más bajos, y también pueden desempeñar un papel de autolubricación para piezas de trabajo como los cojinetes. Sin embargo, en condiciones de trabajo con altos requisitos de propiedades mecánicas, los productos pulvimetalúrgicos generalmente requieren procesos adicionales para mejorar sus propiedades mecánicas, como laminado superficial, infiltración, etc. Un proceso adicional demasiado complicado reducirá la competitividad de los productos pulvimetalúrgicos.

Elementos de realización técnica:

El objeto de la presente invención es superar las deficiencias mencionadas anteriormente de la técnica anterior y proporcionar un engranaje y una corona dentada y un método para conformarlos en una sola vez mediante pulvimetalurgia.

Para lograr el objeto anterior, la presente invención adopta las siguientes soluciones técnicas para lograr:

Un método para formar un engranaje y una corona dentada al mismo tiempo mediante pulvimetalurgia, que comprende los siguientes pasos:

1) De acuerdo con la forma del engranaje y los requisitos de rendimiento mecánico, calcule el tamaño del material del área a forjar y diseñe el troquel de prensado en frío;

2) Configure el polvo y mezcle los materiales. Una vez completada la mezcla, use un molde de prensado en frío para realizar la formación de prensado en frío para obtener piezas prensadas en frío de engranajes o anillos de engranaje;

3) Sinterizar la pieza prensada en frío para obtener una pieza sinterizada;

4) Caliente inductivamente la parte sinterizada, y cuando la superficie exterior de la parte sinterizada alcance 1080-1200 grados, transfiérala a la cavidad del troquel de forjado en caliente para forjar en caliente dentro de 2-5s para obtener la parte intermedia;

5) Terminar el middleware para obtener el producto final.

Además, en el paso 1), calcule y use el software de simulación de elementos finitos para determinar el tamaño de la pieza prensada en frío y diseñe el molde prensado en frío.

Además, en el paso 2), el polvo mezclado se configura de acuerdo con los siguientes porcentajes de masa: cobre 2,50 por ciento, grafito 0,5-0,64 por ciento, aglutinante 0,{{7 }}.6 por ciento, y el resto es hierro; el prensado en frío se realiza bajo una presión de 500-600mpa , para obtener piezas prensadas en frío con forma y densidad preestablecidas.

Además, en el paso 2), el polvo mezclado se configura de acuerdo con los siguientes porcentajes de masa: 0.5-4 por ciento de níquel, 0.2-4 por ciento de molibdeno, {{5 }}.5-3.2 por ciento de cobre, 0.5-0.8 por ciento de grafito, 0.4-0.9 por ciento de aglutinante, y La cantidad es hierro ; el prensado en frío se realiza bajo una presión de 500-600mpa para obtener una pieza prensada en frío con una forma y densidad preestablecidas.

Además, el paso 3) comprende los siguientes pasos:

31) Desengrasar las piezas preprensadas en una atmósfera de 300-400 grados C y una relación volumétrica de n2 y h2 con una relación volumétrica de 9:1 durante 10 minutos;

32) Sinterizar a 1120-1200 grados C. en una atmósfera de n2 y h2 con una relación de volumen de 9:1 durante 30-40 minutos para obtener una pieza sinterizada.

Además, el paso 4) comprende los siguientes pasos:

41) Coloque el engranaje sinterizado en el manguito semicerrado, coloque el manguito semicerrado en la bobina de inducción y pase gas inerte en el manguito semicerrado;

42) Encienda la bobina de inducción para comenzar a calentar la parte sinterizada, hasta que la superficie exterior de la parte sinterizada alcance 1080-1200 grados, deje de calentar;

43) Transfiera la pieza sinterizada después del calentamiento por inducción a la cavidad del troquel de forjado en caliente para forjar en caliente dentro de 2-5s para obtener la pieza intermedia.

Además, el paso 5) comprende los siguientes pasos:

51) Enfriar la pieza intermedia no enfriada después de la forja en caliente;

52) Quitar la capa de óxido y evaporar para obtener el producto final.

8. Un método para formar engranajes y coronas dentadas por pulvimetalurgia según la reivindicación 1, donde el paso 5) comprende los siguientes pasos:

51) Desoxidar y evaporar la pieza intermedia enfriada para obtener el producto final.

Un engranaje y una corona obtenidos por el método de forjado parcial de la corona dentada descrito anteriormente.

En comparación con el estado de la técnica, la presente invención tiene los siguientes efectos beneficiosos:

La invención proporciona un método de forjado parcial de un anillo de dientes de engranaje, que utiliza tecnología de pulvimetalurgia para la formación de una sola vez, se somete respectivamente al diseño del molde, la formación de prensado en frío, la sinterización, el calentamiento por inducción, la forja en caliente local y el acabado, y cada parte de la última La etapa se moldea al diseñar el troquel de prensado en frío. Se tiene en cuenta la densidad de la etapa, de modo que el producto final hecho de la parte preprensada después del prensado en frío y los pasos posteriores cumplan con los requisitos de tamaño, y la formación sea conveniente y controlable; la parte sinterizada después del calentamiento por inducción tiene la temperatura superficial más alta, desde la superficie hasta el centro. La temperatura disminuye gradualmente, y cuando la superficie alcanza los 1080-1200 grados, se forma un área forjable con un cierto grosor en la superficie, y luego se forma un área no forjable en el medio, lo que ahorra energía y es conveniente para forjar, y supera la necesidad de forjar directamente con piezas sinterizadas durante el proceso de sinterización cuando se abre el horno. El problema de que la atmósfera reductora es propensa a la explosión; la presente invención proporciona un engranaje y una corona obtenidos por este método, la fuerza de la raíz del diente se mejora mediante la forja local, y el área del núcleo aún mantiene las características de los productos de pulvimetalurgia con poros, para evitar el efecto de choque absorción, reducción de ruido y autolubricación, la parte central es fácil de desmoldar durante la forja en caliente.

Entre ellos: 1-golpe superior; 2-piezas sinterizadas reforzadas localmente; 3-molde medio; 4-golpe inferior; 5-bobina de inducción; 6-tubo de cuarzo semicerrado; relación de volumen.

Maneras detalladas

Para permitir que los expertos en la técnica comprendan mejor las soluciones de la presente invención, las soluciones técnicas en las realizaciones de la presente invención se describirán clara y completamente a continuación junto con los dibujos en las realizaciones de la presente invención. Obviamente, las realizaciones descritas son solo una realización de una parte de la presente invención, pero no todas las realizaciones. En base a las realizaciones de la presente invención, todas las demás realizaciones obtenidas por personas con conocimientos ordinarios en la técnica sin realizar esfuerzos creativos estarán dentro del alcance de protección de la presente invención.

Cabe señalar que los términos "primero" y "segundo" en la descripción y las reivindicaciones de la presente invención y los dibujos anteriores se utilizan para distinguir objetos similares, pero no se utilizan necesariamente para describir una secuencia o secuencia específica. Debe entenderse que los datos así utilizados son intercambiables en circunstancias apropiadas, de modo que las realizaciones de la invención descritas en este documento pueden practicarse en secuencias distintas de las ilustradas o descritas en este documento. Además, los términos "que comprende" y "que tiene", así como cualquier variación de los mismos, pretenden cubrir una inclusión no exclusiva, por ejemplo, un proceso, método, sistema, producto o dispositivo que comprende una secuencia de pasos o elementos. no necesariamente limitado a lo expresamente enumerado sino que puede incluir otros pasos o elementos no enumerados explícitamente o inherentes al proceso, método, producto o aparato.

La presente invención se describe con mayor detalle a continuación junto con el dibujo adjunto:

Ejemplo 1

1) Configure el polvo mezclado de acuerdo con los siguientes porcentajes de masa: 2,50 por ciento de cobre, 0,64 por ciento de grafito, 0,45 por ciento de aglutinante y el resto es hierro; mezcle completamente de manera uniforme en el mezclador de polvo; en donde, el aglutinante puede seleccionarse de ácido esteárico, ácido graso de zinc duro, solución de etanol de glicerol y solución de éter de parafina.

2) Determinar el tamaño de la pieza preprensada de acuerdo con el software de simulación de elementos finitos, diseñar el molde de prensado en frío y realizar el prensado en frío a una presión de 600 mpa para obtener una pieza prensada en frío con una forma y densidad preestablecidas; entre ellos, los factores que afectan el tamaño de la pieza preprensada incluyen cambios de densidad durante el proceso de sinterización, cambios de densidad durante el forjado parcial y cambios de densidad durante el enfriamiento.

3) Sinterizar la pieza prensada en frío obtenida en el paso 2), primero desengrasar la pieza prefabricada a 400 grados, 90 por ciento n210 por ciento h2 en atmósfera reductora durante 10 minutos; luego desengrase a 1180 grados, 90 por ciento n210 por ciento h2 Sinterizado en atmósfera neutra durante 40 minutos para obtener una pieza sinterizada;

4) La pieza sinterizada se calienta por inducción. Específicamente, la parte sinterizada se coloca en un tubo de cuarzo semicerrado, se pasa un gas inerte a través del extremo superior del tubo de cuarzo y la bobina de inducción se enrolla fuera del tubo de cuarzo; la bobina de inducción se activa y el calentamiento se detiene cuando la temperatura de la superficie exterior de la pieza sinterizada alcanza los 1080 grados C; Las piezas sinterizadas calentadas se transfieren a la cavidad de matriz de forjado en caliente para forjar en caliente en 2 segundos y se enfrían con aire después del forjado para obtener piezas intermedias.

5) Acabado de la pieza intermedia para lograr la precisión y suavidad requeridas, y luego templado para aumentar la dureza después del calentamiento secundario, para obtener el engranaje forjado en polvo con alta densidad local.

En otra realización, se transfiere a la cavidad del molde de forja en caliente en el paso 4), y la temperatura de la cavidad del molde de forja en caliente es de 300 grados C; esta realización es beneficiosa para controlar la temperatura durante la forja en caliente.

Con referencia a la figura 1, la figura 1 es la pieza prensada en frío formada a través del paso 1); Consulte la Fig. 2, la Fig. 2 es el producto terminado después del acabado; En el paso 4, la parte sinterizada 2 después del calentamiento por inducción se coloca en un molde de forjado en caliente, la parte sinterizada 2 después del calentamiento por inducción se coloca en el molde central 3, y las superficies superior e inferior de la parte sinterizada 2 después del calentamiento por inducción se colocan respectivamente. prensado con punzones superiores 1 y rebaje 4. De la comparación de la Figura 1 y la Figura 2, se puede ver que hay un área forjable en la parte sinterizada. Debido al calentamiento por inducción, el área forjable se forma desde la superficie exterior hasta cierto grosor. Poniéndolo en el molde de la Figura 3, el área forjable se obtiene forjando el cambio de forma a una forma preestablecida.

Por otro lado, el gradiente de temperatura de la pieza sinterizada después del calentamiento por inducción disminuye gradualmente desde la temperatura superficial hasta la temperatura central, por lo que no hay problema de adherencia entre el interior del engranaje y el molde durante la forja en caliente.

Haciendo referencia a la figura 6, la figura 6 es el diagrama esquemático en el que la bobina de inducción proporcionada por la presente invención está enrollada en el manguito semicerrado; durante el calentamiento por inducción en el paso 4), el gas inerte se introduce primero en el tubo de cuarzo y la parte sinterizada se coloca en el tubo de cuarzo. Al hacerlo, se puede reducir la oxidación y la descarburación durante el calentamiento.

Una realización es hacer un manguito semicerrado con un diámetro exterior de 20 mm utilizando material de pvc, el espesor de la pared del cilindro es de 2 mm y se inserta en una bobina de inducción con un diámetro interior de 20 mm; la abertura superior del manguito semicerrado se alimenta con gas inerte, argón o gas nitrógeno, debajo de la bobina hay un mecanismo de elevación, cuando la pieza de trabajo necesita calentarse, se eleva y entra en el gas, y luego conduce el calentamiento por inducción. Después del calentamiento, el mecanismo de elevación desciende y el manipulador retira la pieza de trabajo para operaciones posteriores, como forjado, templado o soldadura. En otra realización, el manguito semicerrado está hecho de material de cuarzo.

Ejemplo 2

1) Configure el polvo mezclado de acuerdo con el porcentaje de masa de los siguientes componentes: 0.5 por ciento de níquel, 0.2 por ciento de molibdeno, 0.5 por ciento de cobre, {{7} },5 por ciento de grafito, 0,6 por ciento de agente aglutinante y el resto es hierro; Mezcle bien y uniformemente en la máquina de polvo; donde, el aglutinante se puede seleccionar de uno o más de ácido esteárico, estearato de zinc, solución de etanol de glicerol y solución de éter de parafina.

2) Realizar el prensado en frío de acuerdo con el tamaño de la pieza preprensada determinado por el software de simulación de elementos finitos, y utilizar el polvo mixto obtenido en el paso 1) para realizar el prensado en frío para obtener una pieza prensada en frío del tamaño diseñado y densidad;

3) sinterizar la pieza prensada en frío obtenida en el paso 2), primero desengrasar la pieza prensada en frío a 400 grados, 90 por ciento n210 por ciento h2 en una atmósfera reductora durante 10 minutos; luego a 1120 grados, 90 por ciento n210 por ciento h2 Sinterización en atmósfera reductora durante 40 minutos para obtener una pieza sinterizada;

4) La pieza sinterizada se calienta por inducción. Específicamente, la parte sinterizada se coloca en un tubo de cuarzo semicerrado, se pasa un gas inerte a través del extremo superior del tubo de cuarzo y la bobina de inducción se enrolla fuera del tubo de cuarzo; la bobina de inducción se activa y el calentamiento se detiene cuando la temperatura de la superficie exterior de la pieza sinterizada alcanza los 1200 grados C; Las piezas sinterizadas calentadas se transfieren a la cavidad de matriz de forjado en caliente para forjar en caliente en 5 segundos y se enfrían con aire después del forjado para obtener piezas intermedias.

5) Después de terminar la pieza intermedia para lograr la precisión y la suavidad requeridas, se enfría después de un calentamiento secundario para aumentar la dureza, a fin de obtener el anillo de engranaje forjado en polvo parcialmente de alta densidad mencionado anteriormente.

Haciendo referencia a la figura 4, la figura 4 es un dibujo de la parte preprensada de la corona dentada proporcionada por la presente invención, que es una parte prensada en frío de la corona dentada después del paso 2); con referencia a la Fig. 5, la Fig. 5 es una imagen terminada de la corona dentada provista por la presente invención, que es Después de los pasos 3)-5) ​​de la corona dentada terminada, se puede ver a partir de la comparación de la dos figuras que después del calentamiento por inducción, se forma un área forjable desde la superficie exterior hasta un cierto espesor. Durante el proceso de forjado en caliente, la forma del área forjada cambia después del forjado. en la forma predeterminada.

Los parámetros específicos de otras realizaciones proporcionadas por la presente invención se muestran en la tabla 1:

Los parámetros específicos de otras realizaciones de la presente invención en la tabla 1

El contenido anterior es solo para ilustrar la idea técnica de la presente invención y no puede limitar el alcance de la protección de la presente invención. Cualquier cambio realizado sobre la base de la solución técnica de acuerdo con la idea técnica propuesta en la presente invención, cae dentro del alcance de las reivindicaciones de la presente invención. dentro del ámbito de protección.

Proceso de moldeo por inyección de metal

Sistemas de Detección