Couronne dentée PM Pièce frittée

Présentation du produit

Avantages du produit

Flux de processus

L'invention appartient au domaine de la métallurgie des poudres, en particulier à un engrenage, une couronne dentée et un procédé pour leur mise en forme unique par métallurgie des poudres.

Technique de fond :

La technologie de la métallurgie des poudres est une technologie de mise en forme nette ou de mise en forme quasi nette. Il utilise les caractéristiques de la poudre pour être facile à façonner. Il a non seulement une grande précision de produit, mais également un taux d'utilisation élevé des matériaux. C'est une technologie efficace et respectueuse de l'environnement, en particulier pour les pièces aux formes complexes. Usinage Difficile à faire, mais facilement réalisable avec la technologie de la métallurgie des poudres. De plus, les trous laissés dans le processus de frittage peuvent absorber les vibrations et réduire le bruit dans des conditions de travail avec des exigences de performances mécaniques inférieures, et peuvent également jouer un rôle d'autolubrification pour les pièces telles que les roulements. Cependant, dans les conditions de travail avec des exigences élevées en matière de propriétés mécaniques, les produits de la métallurgie des poudres nécessitent généralement des processus supplémentaires pour améliorer leurs propriétés mécaniques, tels que le laminage de surface, l'infiltration, etc. Un processus supplémentaire trop compliqué réduira la compétitivité des produits de la métallurgie des poudres.

Eléments techniques de réalisation :

L'objet de la présente invention est de pallier les inconvénients susmentionnés de l'art antérieur, et de fournir un engrenage et une couronne dentée et un procédé pour leur formation unique par métallurgie des poudres.

Afin d'atteindre l'objet ci-dessus, la présente invention adopte les solutions techniques suivantes pour atteindre :

Procédé de formation d'un engrenage et d'une couronne dentée en même temps par métallurgie des poudres, comprenant les étapes suivantes :

1) Selon la forme de l'engrenage et les exigences de performances mécaniques, calculez la taille du matériau de la zone à forger et concevez la matrice de pressage à froid ;

2) Configurez la poudre et mélangez les matériaux. Une fois le mélange terminé, utilisez un moule pressé à froid pour effectuer un formage à froid afin d'obtenir des pièces pressées à froid d'engrenages ou de couronnes dentées ;

3) Frittage de la pièce pressée à froid pour obtenir une pièce frittée ;

4) Chauffez par induction la pièce frittée et lorsque la surface extérieure de la pièce frittée atteint 1080-1200 degré, transférez-la dans la cavité de la matrice de forgeage à chaud pour forger à chaud dans les 2-5 s pour obtenir la pièce intermédiaire ;

5) Finition du middleware pour obtenir le produit final.

De plus, à l'étape 1), calculez et utilisez un logiciel de simulation par éléments finis pour déterminer la taille de la pièce pressée à froid et concevez le moule pressé à froid.

De plus, à l'étape 2), la poudre mélangée est configurée selon les pourcentages massiques suivants : cuivre 2,50 %, graphite 0.5-0.64 %, liant 0.{{7 }}.6 pour cent, et le reste est du fer ; le pressage à froid est réalisé sous une pression de 500-600mpa , pour obtenir des pièces pressées à froid avec une forme et une densité prédéfinies.

De plus, à l'étape 2), la poudre mélangée est configurée selon les pourcentages massiques suivants : 0.5-4 pourcent de nickel, 0.2-4 pourcentage de molybdène, {{5 }}.5-3.2 % de cuivre, 0.5-0.8 % de graphite, 0.4-0.9 % de liant, et La quantité est du fer ; le pressage à froid est effectué sous une pression de 500-600mpa pour obtenir une pièce pressée à froid avec une forme et une densité prédéfinies.

En outre, l'étape 3) comprend les étapes suivantes :

31) Dégraisser les pièces prépressées dans une atmosphère de 300-400 degré C et un rapport volumique de n2 et h2 avec un rapport volumique de 9:1 pendant 10 minutes ;

32) Fritter à 1120-1200 degré C. dans une atmosphère de n2 et h2 avec un rapport volumique de 9:1 pendant 30-40 minutes pour obtenir une pièce frittée.

En outre, l'étape 4) comprend les étapes suivantes :

41) Mettez l'engrenage fritté dans le manchon semi-fermé, placez le manchon semi-fermé dans la bobine d'induction et passez du gaz inerte dans le manchon semi-fermé ;

42) Allumez la bobine d'induction pour commencer à chauffer la pièce frittée, jusqu'à ce que la surface extérieure de la pièce frittée atteigne 1080-1200 degré, arrêtez de chauffer ;

43) Transférer la pièce frittée après chauffage par induction dans la cavité de la matrice de forgeage à chaud pour forgeage à chaud en 2-5s pour obtenir la pièce intermédiaire.

En outre, l'étape 5) comprend les étapes suivantes :

51) Trempe de la pièce intermédiaire non refroidie après forgeage à chaud ;

52) Retirer la couche d'oxyde et flasher pour obtenir le produit final.

8. Procédé de formation d'engrenages et de couronnes dentées par métallurgie des poudres selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'étape 5) comprend les étapes suivantes :

51) Désoxyder et flasher la pièce intermédiaire refroidie pour obtenir le produit final.

Un engrenage et une couronne obtenus par le procédé de forgeage partiel de la couronne dentée décrit ci-dessus.

Par rapport à l'art antérieur, la présente invention a les effets bénéfiques suivants :

L'invention porte sur un procédé de forgeage partiel d'une couronne dentée d'engrenage, qui utilise la technologie de la métallurgie des poudres pour un formage unique, subit respectivement une conception de moule, un formage par pressage à froid, un frittage, un chauffage par induction, un forgeage à chaud local et une finition, et chaque partie du dernier l'étape est moulée lors de la conception de la matrice de pressage à froid. La densité de l'étape est prise en compte, de sorte que le produit final fabriqué à partir de la pièce pré-pressée après pressage à froid et les étapes suivantes répondent aux exigences de taille, et le formage est pratique et contrôlable ; la pièce frittée après chauffage par induction a la température de surface la plus élevée, de la surface au centre La température diminue progressivement, et lorsque la surface atteint 1080-1200 degré, une zone forgeable d'une certaine épaisseur se forme sur la surface, puis une zone infalsifiable est formée au milieu, ce qui économise de l'énergie et est pratique pour le forgeage, et surmonte la nécessité de forger directement avec des pièces frittées pendant le processus de frittage lorsque le four est ouvert. Le problème que l'atmosphère réductrice est sujette à l'explosion ; la présente invention propose un engrenage et une couronne dentée obtenus par ce procédé, la résistance de la racine de la dent est améliorée par forgeage local, et la zone centrale conserve toujours les caractéristiques des produits de la métallurgie des poudres avec des pores, de manière à éviter l'effet de choc d'absorption, de réduction du bruit et d'autolubrification, la partie centrale est facile à démouler lors du forgeage à chaud.

Parmi eux : 1-coup de poing supérieur ; 2-pièces frittées renforcées localement ; 3-moule moyen ; 4-poinçon inférieur ; 5-bobine d'induction ; 6-tube de quartz semi-fermé ; rapport volumétrique.

Manières détaillées

Afin de permettre à l'homme du métier de mieux comprendre les solutions de la présente invention, les solutions techniques dans les modes de réalisation de la présente invention seront décrites clairement et complètement ci-dessous en conjonction avec les dessins dans les modes de réalisation de la présente invention. Évidemment, les modes de réalisation décrits ne sont qu'un mode de réalisation d'une partie de la présente invention, mais pas tous les modes de réalisation. Sur la base des modes de réalisation de la présente invention, tous les autres modes de réalisation obtenus par l'homme du métier sans faire d'efforts créatifs tomberont dans la portée de protection de la présente invention.

Il convient de noter que les termes "premier" et "second" dans la description et les revendications de la présente invention et les dessins ci-dessus sont utilisés pour distinguer des objets similaires, mais pas nécessairement utilisés pour décrire une séquence ou une séquence spécifique. Il faut comprendre que les données ainsi utilisées sont interchangeables dans des circonstances appropriées de sorte que les modes de réalisation de l'invention décrits ici peuvent être mis en pratique dans des séquences autres que celles illustrées ou décrites ici. En outre, les termes « comprenant » et « ayant », ainsi que toutes leurs variantes, sont destinés à couvrir une inclusion non exclusive, par exemple, un processus, une méthode, un système, un produit ou un dispositif comprenant une séquence d'étapes ou d'éléments est pas nécessairement limités à ceux expressément énumérés à la place, peuvent inclure d'autres étapes ou éléments non explicitement énumérés ou inhérents au processus, à la méthode, au produit ou à l'appareil.

La présente invention est décrite plus en détail ci-dessous en conjonction avec le dessin ci-joint :

Exemple 1

1) Configurez la poudre mélangée selon les pourcentages massiques suivants : 2,50 % de cuivre, 00,64 % de graphite, 0,45 % de liant et le reste est du fer ; bien mélanger uniformément dans le mélangeur de poudre ; dans lequel, le liant peut être choisi parmi l'acide stéarique, un ou plusieurs acides gras de zinc durs, une solution d'éthanol de glycérol et une solution d'éther de paraffine.

2) Déterminez la taille de la pièce pré-pressée selon le logiciel de simulation par éléments finis, concevez le moule de pressage à froid et effectuez un pressage à froid sous une pression de 600 mpa pour obtenir une pièce pressée à froid avec une forme et une densité prédéfinies ; parmi eux, les facteurs affectant la taille de la pièce prépressée comprennent le frittage Les changements de densité pendant le processus, les changements de densité pendant le forgeage partiel et les changements de densité pendant le refroidissement.

3) fritter la pièce pressée à froid obtenue à l'étape 2), dégraisser d'abord la pièce préfabriquée à 400 degrés, 90 pour cent n210 pour cent h2 dans une atmosphère réductrice pendant 10 minutes ; puis dégraisser à 1180 degrés, 90 % n210 % h2 Fritté en atmosphère neutre pendant 40 minutes pour obtenir une pièce frittée ;

4) La pièce frittée est chauffée par induction. Plus précisément, la pièce frittée est placée dans un tube de quartz semi-fermé, un gaz inerte est passé à travers l'extrémité supérieure du tube de quartz et la bobine d'induction est enroulée à l'extérieur du tube de quartz ; la bobine d'induction est alimentée et le chauffage est arrêté lorsque la température de la surface extérieure de la pièce frittée atteint 1080 degrés C ; Les pièces frittées chauffées sont transférées dans la cavité de la matrice de forgeage à chaud pour forgeage à chaud en 2 secondes, et refroidies à l'air après forgeage pour obtenir des pièces intermédiaires.

5) Finition de la pièce intermédiaire pour obtenir la précision et la douceur requises, puis trempe pour augmenter la dureté après chauffage secondaire, afin d'obtenir l'engrenage forgé en poudre avec une densité locale élevée.

Dans un autre mode de réalisation, il est transféré à la cavité de matrice de forgeage à chaud à l'étape 4), et la température de la cavité de matrice de forgeage à chaud est de 300 degrés C. ; ce mode de réalisation est avantageux pour contrôler la température lors du forgeage à chaud.

En se référant à la figure 1, la figure 1 est la pièce pressée à froid formée à l'étape 1) ; Voir Fig. 2, la Fig. 2 est le produit fini après finition; À l'étape 4, la pièce frittée 2 après chauffage par induction est placée dans une matrice de forgeage à chaud, la pièce frittée 2 après chauffage par induction est placée dans le moule central 3, et les surfaces supérieure et inférieure de la pièce frittée 2 après chauffage par induction sont respectivement pressée avec les poinçons supérieurs 1 et inférieurs 4. D'après la comparaison de la figure 1 et de la figure 2, on peut voir qu'il existe une zone forgeable sur la pièce frittée. En raison du chauffage par induction, la zone forgeable est formée à partir de la surface extérieure jusqu'à une certaine épaisseur. En la mettant dans le moule de la figure 3, la zone forgeable est obtenue en forgeant la forme Changer en une forme prédéfinie.

D'autre part, le gradient de température de la pièce frittée après chauffage par induction décroît progressivement de la surface à la température centrale, il n'y a donc pas de problème d'adhérence entre l'intérieur de l'engrenage et le moule lors du forgeage à chaud.

En référence à la figure 6, la figure 6 est le diagramme schématique montrant que la bobine d'induction fournie par la présente invention est enroulée sur le manchon semi-fermé; lors du chauffage par induction à l'étape 4), le gaz inerte est d'abord introduit dans le tube de quartz, et la pièce frittée est placée dans le tube de quartz. Ce faisant, l'oxydation et la décarburation pendant le chauffage peuvent être réduites.

Un mode de réalisation consiste à fabriquer un manchon semi-fermé d'un diamètre extérieur de 20 mm en utilisant un matériau en pvc, l'épaisseur de la paroi du cylindre est de 2 mm et il est inséré dans une bobine d'induction d'un diamètre intérieur de 20 mm ; l'ouverture supérieure du manchon semi-fermé est alimentée en gaz inerte, argon ou azote, sous la bobine se trouve un mécanisme de levage, lorsque la pièce doit être chauffée, elle monte et pénètre dans le gaz, puis effectue un chauffage par induction. Après chauffage, le mécanisme de levage descend et la pièce est retirée par le manipulateur pour les opérations ultérieures, telles que le forgeage, la trempe ou le soudage. Dans un autre mode de réalisation, le manchon semi-fermé est en matériau quartz.

Exemple 2

1) Configurez la poudre mélangée en fonction du pourcentage en masse des composants suivants : 0.5 % de nickel, 0.2 % de molybdène, 0.5 % de cuivre, {{7} } 0,5 % de graphite, 0 0,6 % de liant et le reste est du fer ; Bien mélanger et uniformément dans la machine à poudre ; dans lequel le liant peut être choisi parmi un ou plusieurs parmi l'acide stéarique, le stéarate de zinc, une solution d'éthanol de glycérol et une solution d'éther de paraffine.

2) Effectuer un pressage à froid en fonction de la taille de la pièce pré-pressée déterminée par le logiciel de simulation par éléments finis, et utiliser la poudre mélangée obtenue à l'étape 1) pour effectuer un pressage à froid afin d'obtenir une pièce pressée à froid de la taille prévue et densité;

3) fritter la pièce pressée à froid obtenue à l'étape 2), dégraisser d'abord la pièce pressée à froid à 400 degrés, 90 pour cent n210 pour cent h2 dans une atmosphère réductrice pendant 10 minutes ; puis à 1120 degrés, 90 % n210 % h2 Frittage en atmosphère réductrice pendant 40 minutes pour obtenir une pièce frittée ;

4) La pièce frittée est chauffée par induction. Plus précisément, la pièce frittée est placée dans un tube de quartz semi-fermé, un gaz inerte est passé à travers l'extrémité supérieure du tube de quartz et la bobine d'induction est enroulée à l'extérieur du tube de quartz ; la bobine d'induction est alimentée et le chauffage est arrêté lorsque la température de la surface extérieure de la pièce frittée atteint 1200 degrés C ; Les pièces frittées chauffées sont transférées dans la cavité de la matrice de forgeage à chaud pour forgeage à chaud dans les 5 secondes, et refroidies à l'air après forgeage pour obtenir des pièces intermédiaires.

5) Après avoir terminé la pièce intermédiaire pour obtenir la précision et la douceur requises, elle est trempée après un chauffage secondaire pour augmenter la dureté, de manière à obtenir la couronne d'engrenage forgée en poudre partiellement haute densité mentionnée ci-dessus.

En référence à la figure 4, la figure 4 est un dessin de la partie prépressée de la couronne dentée fournie par la présente invention, qui est une partie pressée à froid de la couronne dentée après l'étape 2) ; se référant à la Fig. 5, la Fig. 5 est une image finie de la couronne dentée fournie par la présente invention, qui est Après les étapes 3)-5) ​​de la couronne dentée finie, on peut voir à partir de la comparaison de la deux chiffres qu'après chauffage par induction, une zone forgeable est formée à partir de la surface extérieure jusqu'à une certaine épaisseur. Pendant le processus de forgeage à chaud, la forme de la zone forgée est modifiée après le forgeage. dans la forme par défaut.

Les paramètres spécifiques d'autres modes de réalisation fournis par la présente invention sont comme indiqué dans le tableau 1 :

Les paramètres spécifiques d'autres modes de réalisation de la présente invention dans le tableau 1

Le contenu ci-dessus est uniquement destiné à illustrer l'idée technique de la présente invention et ne peut pas limiter la portée de protection de la présente invention. Toutes les modifications apportées sur la base de la solution technique selon l'idée technique proposée dans la présente invention entrent toutes dans la portée des revendications de la présente invention. dans le cadre de la protection.

Processus de moulage par injection de métal

Systèmes de détection