專利名稱：油鋸鏈輪的制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于機械制造技術領域，具體說是一種油鋸鏈輪的制造方法。
背景技術：
油鋸鏈輪是鏈鋸中的一個重要零部件，其功能是帶動鋸鏈運轉，從而切割木材。鏈輪一般由鏈輪齒輪和輪轂裝配焊接而成。傳統的鏈輪齒輪制造技術是通過機械加工的方法機制作。機加工已具有齒輪輪廓的低碳低合金鋼冷沖或冷擠齒輪毛坯，然后經過滲碳熱處理來完成；鏈輪的輪轂一般通過沖壓成型完成，齒輪與輪轂的材質不同，齒輪材料為低碳低合金鋼，例如17CrNi6；輪轂材料為25CrMo4。
鏈輪的裝配工藝流程為齒輪經滲碳熱處理后和輪轂裝配→釬焊→淬火硬化熱處理→拋丸處理→內孔珩磨→檢驗入庫。
另一種齒輪傳統的制造方法是通過普通粉末冶金制造鏈輪齒輪，后與輪轂焊接熱處理而成。但齒輪的密度一般低于7.1g/cm3，熱處理后齒輪的硬度低于HRC45。
傳統的工藝有如下缺點1、通過冷沖、冷擠及機加工齒輪毛坯周期長，效率低，成本高；2、鏈輪制造過程中需要兩步熱處理(齒輪加工后需要滲碳熱處理；釬焊后需要硬化熱處理)，成本高，而且增加因熱處理造成的變形，尤其是鏈輪與輪轂釬焊后熱處理會造成很大的變形；而且因為齒輪與輪轂的材質不同，為保證質量，熱處理的氣氛需嚴格控制。
3、雖然現有普通粉末冶金制造方法提高了生產的效率，但是由于其齒輪組分所限，齒輪毛坯未經閉室精密鍛造，齒輪密度低，性能難于與機加工齒輪相媲美。
如何研究一種油鋸鏈輪的制造方法，使工藝簡單、生產效率高，制作成本低，而且鏈輪質量和精度又高，這是目前亟待解決的技術課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種油鋸鏈輪的制造方法，簡化工序，提高生產效率，降低制作成本，提高加工精度和質量。
本發(fā)明的目的是通過如下技術方案實現的一種油鋸鏈輪的制造方法，包括齒輪的制作、輪轂的制作、齒輪與輪轂裝配焊接及后處理工序，其特征在于所述的齒輪的制作是通過鍛造粉末冶金方法完成的，包括以下工藝(1)、齒輪毛坯成分a)含碳量為0.6％-0.9％；b)鎳含量為1.6％-2.0％；c)鉬含量為0.5％-0.7％；d)銅的含量控制在2.0％-3.0％之間；e)硫化錳為0-0.2％；f)其余組分為鐵；將以上組分通過普通粉末冶金制作齒輪毛坯；(2)齒輪毛坯閉室精密鍛造齒輪毛坯浸在石墨乳中或涂上石墨或在氮氣保護下，快速感應加熱到815-950℃，感應加熱時間小于20秒鐘，再移到模具內快速閉室鍛打、脫模，然后進行拋丸，去除表面氧化物及殘留石墨；鍛打后齒輪密度大于7.7g/cm3；所述的齒輪與輪轂裝配焊接包括以下工藝流程齒輪與已加工的輪轂裝配后，釬焊與硬化在爐中一步完成，釬焊爐在其加熱區(qū)之后帶有氣體快速冷卻裝置，此冷卻裝置是將以氮氣為主加上少量氫氣的保護氣氛通過氣泵及熱交換器進行冷卻后噴向鏈輪，使鏈輪在氣體淬火中發(fā)生相變硬化；釬焊硬化后的齒輪硬度可達到HRC58以上，同時輪轂因快速氣體冷卻提高了強度，大大改善了因油淬導致的熱處理變形。
上述油鋸鏈輪的制造方法中，為便于后續(xù)機加工，所述的齒輪毛坯經過閉室鍛打、脫模并進行拋丸后，齒輪毛坯在600-700℃下，保溫85-95分鐘，在氮氣或還原性保護氣氛中進行退火。
上述油鋸鏈輪的制造方法中，齒輪與輪轂裝配并釬焊硬化后，需經過155-165℃保溫50-70分鐘進行回火，齒輪材料表面硬度達到HRC58，顯微硬度700-800HV1；輪轂硬度為200-500HV3；然后，進行拋丸處理和內孔珩磨。
本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點和積極效果本發(fā)明工藝與傳統的油鋸鏈輪制造方法相比，鍛造粉末冶金及釬焊硬化一步法制造鏈輪具有如下優(yōu)點1、齒輪密度可以大于7.8g/cm3，可以與同種型號的鋼相媲美；2、可自動化生產，提高了生產效率；3、齒輪材料成分可以任意設計，以滿足不同需要；4、無需滲碳熱處理及釬焊后的油淬熱處理，改善了輪轂因熱處理造成的變形，可有效控制產品質量和精度；5、最大優(yōu)點是節(jié)省工序，大大降低成本。
6、本發(fā)明工藝簡單、合理，便于推廣應用。


圖1為本發(fā)明油鋸鏈輪實施例的立體圖。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明參見圖1，一種油鋸鏈輪的制造方法的實施例，包括齒輪1的制作、輪轂2的制作、齒輪1與輪轂2裝配釬焊及后處理工序，鏈輪制造主要是通過閉室精密鍛造粉末冶金齒輪毛坯來完成，其具體技術方案如下例如STIHL MS170油鋸鏈輪1)齒輪毛坯材料配方碳0.71％；鎳1.72％；鉬0.55％；銅2.3％，硫化錳小于0.2％(若需要隨后的機加工要加硫化錳，否則不需要加硫化錳)；輪轂材料為25CrMo4。
2)齒輪毛坯重量控制在29.0-29.6g；3)齒輪毛坯浸在石墨乳中，然后快速感應加熱到870至900℃，感應加熱時間為7秒鐘，再移到模具內快速閉室鍛打、脫模；鍛打后齒輪密度大于7.7g/cm34)齒輪毛坯拋丸，去除表面氧化物及殘留石墨；5)齒輪毛坯在700℃下保溫90分鐘，在氮氣保護氣氛中進行退火；然后，根據齒輪毛坯與輪轂2裝配需要，對齒輪毛坯進行機加工。
6)齒輪1與輪轂2裝配；7)齒輪1與輪轂2裝配后的油鋸鏈輪在一個30.5厘米(12英寸)的釬焊爐中，一步完成釬焊及硬化，圖1中3為釬焊部位。皮帶移動速度為20厘米/分鐘，釬焊爐在其加熱區(qū)之后帶有氣體快速冷卻裝置，此冷卻裝置是以90％的氮氣加上10％的氫氣保護氣氛通過氣泵及熱交換器進行冷卻后噴向鏈輪，使鏈輪在氣體淬火中發(fā)生相變硬化。
8)釬焊及硬化后的鏈輪需經過160℃保溫一個小時進行回火，其材料表面硬度可以達到HRC58，顯微硬度大于700HV1；輪轂硬度為305HV3；9)拋丸處理；10)內孔珩磨。
本發(fā)明與傳統的機加工或普通粉末冶金不同，本發(fā)明是用鍛造粉末冶金方法制造鏈輪齒輪并與輪轂釬焊硬化而成。本發(fā)明技術包括材料成分設計，粉末冶金齒輪毛坯設計及閉室鍛造設計。從齒輪制造工藝來講，主要包含兩步一為普通粉末冶金制造齒輪毛坯；二為齒輪毛坯閉室精鍛。
齒輪材料成分配方主要包含有碳、鎳、鉬、銅等主要成分。材料成分的設計目的為a)去除齒輪加工后的滲碳熱處理工序；b)要有足夠的淬透性，保證鏈輪齒輪在釬焊過程中完成硬化熱處理。
齒輪毛坯的設計a)嚴格控制齒輪毛坯的重量；b)齒輪毛坯的形狀設計要合理，避免鍛造過程中產生裂紋。
閉室鍛造的設計a)嚴格控制齒輪毛坯表面脫碳或被氧化，因此溫度的控制、表面的保護及加熱時間控制非常重要。閉室鍛造是精密鍛造過程，沒有毛邊。
由于毛坯的制造及閉室鍛造都可以自動化生產，效率高。從而鍛造粉末冶金齒輪可以大大降低成本。
本發(fā)明技術與傳統的釬焊及之后的熱處理不同，鏈輪的釬焊及硬化在爐中一步完成。
總之，本發(fā)明技術的完成主要是靠合理選擇齒輪毛坯材料的成分配方，閉室精密鍛造粉末冶金齒輪毛坯技術及鏈輪釬焊硬化一步完成技術來實現的。
當然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明并不限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員，在本發(fā)明的實質范圍內，作出的變化、改型、添加或替換，都應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種油鋸鏈輪的制造方法，包括齒輪的制作、輪轂的制作、齒輪與輪轂裝配焊接及后處理工序，其特征在于所述的齒輪的制作是通過鍛造粉末冶金方法完成的，包括以下工藝(1)、齒輪毛坯成分a)含碳量為0.6％-0.9％；b)鎳含量為1.6％-2.0％；c)鉬含量為0.5％-0.7％；d)銅的含量控制在2.0％-3.0％之間；e)硫化錳為0-0.2％；f)其余組分為鐵；將以上組分通過普通粉末冶金制作齒輪毛坯；(2)齒輪毛坯閉室精密鍛造齒輪毛坯浸在石墨乳中或涂上石墨或在氮氣保護下，快速感應加熱到815-950℃，感應加熱時間小于20秒鐘，再移到模具內快速閉室鍛打、脫模，然后進行拋丸，去除表面氧化物及殘留石墨；鍛打后齒輪密度大于7.7g/cm3；所述的齒輪與輪轂裝配焊接包括以下工藝流程齒輪與已加工的輪轂裝配后，釬焊與硬化在爐中一步完成，釬焊爐在其加熱區(qū)之后帶有氣體快速冷卻裝置，此冷卻裝置是將以氮氣為主加上少量氫氣的保護氣氛通過氣泵及熱交換器進行冷卻后噴向鏈輪，使鏈輪在氣體淬火中發(fā)生相變硬化；釬焊硬化后的齒輪硬度可達到HRC58以上，同時輪轂因快速氣體冷卻提高了強度，大大改善了因油淬導致的熱處理變形。
2.按照權利要求1所述的油鋸鏈輪的制造方法，其特征在于所述的齒輪毛坯經過閉室鍛打、脫模并進行拋丸后，齒輪毛坯在600-700℃下，保溫85-95分鐘，在氮氣或還原性保護氣氛中進行退火。
3.按照權利要求2所述的油鋸鏈輪的制造方法，其特征在于齒輪與輪轂裝配并釬焊與硬化后，需經過155-165℃保溫50-70分鐘進行回火，齒輪材料表面硬度達到HRC58，顯微硬度700-800HV1；輪轂硬度為200-500HV3；然后，進行拋丸處理和內孔珩磨。
全文摘要
本發(fā)明提供一種油鋸鏈輪的制造方法，其特點是選擇合理的齒輪毛坯成分，通過普通粉末冶金方法完成齒輪毛坯，然后進行齒輪毛坯閉室精密鍛造齒輪毛坯浸在石墨乳中或涂上石墨或在氮氣保護下，然后快速感應加熱到815－950℃，感應加熱時間應小于20秒鐘，再移到模具內快速閉室鍛打、脫模；鍛打后齒輪密度大于7.7g/cm
文檔編號C21D11/00GK1974115SQ20061007049
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權日2006年12月5日
發(fā)明者楊高明 申請人:楊高明