專利名稱：合金奧貝球鐵蝸輪及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(或閥門電動裝置)的蝸輪蝸桿傳動副上的奧
貝球鐵蝸輪及其制備方法。
背景技術(shù)：
上世紀(jì)七十年代末，芬蘭、美國和中國幾乎同期宣布研究成功奧貝球鐵(ADI)。自此，ADI成為球鐵家族中的新成員。奧貝球鐵(ADI)是一種綜合性能優(yōu)異的新型工程材料，高強(qiáng)度、高耐磨性，同時具有較好的塑性和低溫韌性等，在高性能、高精度的重要構(gòu)件上得到廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)這種材料在齒輪零件上已逐步成功應(yīng)用。 目前閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(或閥門電動裝置)上的蝸輪材料基本上采用銅合金或者鋅基合金(ZA27)，生產(chǎn)成本高。特別是對于小轉(zhuǎn)距的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，銅合金或者鋅基合金蝸輪的成本可高達(dá)整機(jī)成本的四分之一。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服以上缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種新型的奧貝球鐵，利用特殊的加熱后等溫淬火方法，使球鐵得到適量的殘余奧氏體，降低硬度，適當(dāng)降低屈服強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度，改善加工性能，適合于生產(chǎn)閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(或閥門電動裝置)蝸輪蝸桿副上的蝸輪。 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種合金奧貝球鐵蝸輪，按重量百分比計(jì)，其組份含有C3. 5-3. 9 % ， Si2. 3-2. 9 % ， Mn《0. 4 % ， P《0. 035 % ， S《0. 03 % ， MoO. 2-0. 3 % ，CuO. 3-0. 6%， NiO. 2-0. 5%，其余為鐵。 本發(fā)明還提供一種制備合金奧貝球鐵蝸輪的工藝，以低硫、低磷、低錳球生鐵或優(yōu)質(zhì)廢鋼、同牌號回爐鐵為原材料，采用中頻爐熔煉，利用廢舊電極增碳，以稀土鎂合金為球化劑，75%硅鐵為孕育劑，處理后澆注蝸輪毛坯，保證蝸輪鑄態(tài)毛坯的球化率> 2級，球徑大小為6 7級，蝸輪毛坯粗加工后，經(jīng)加熱后等溫淬火使殘余奧氏體為30%左右，滲碳體《1 % ，再進(jìn)行精加工滾齒，即制成合金奧貝球鐵蝸輪。 其中，上述制備工藝中所述的加熱后等溫淬火是將蝸輪毛坯粗加工后，加熱至910 930。C，保溫1. 5小時，再淬入鹽浴終溫為410 425。C的鹽槽，鹽浴1. 2小時。
本發(fā)明的有益效果如下 1、本發(fā)明力學(xué)性能如下(樹脂砂型鑄造楔形試棒取樣) o b > 800MPa、 S > 8%、 HRC20 25，綜合性能達(dá)到閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工況要求，且力學(xué)性能穩(wěn)定。 2、以低硫、低磷、低錳球生鐵或優(yōu)質(zhì)廢鋼、同牌號回爐鐵為原材料，成 本明顯低于銅合金和鋅基合金(ZA27);蝸輪毛坯采用樹脂砂造型，鑄造工藝簡
單，易于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。 3、熔煉采用中頻爐，化學(xué)成分容易控制，成品率高。
4、按DL/T641-2005《電站閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用本產(chǎn)品的閥門電動 裝置進(jìn)行試驗(yàn)，達(dá)到了開關(guān)型負(fù)載10000次循環(huán)操作、調(diào)節(jié)型負(fù)載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)200000次的的 壽命試驗(yàn)要求均通過，試驗(yàn)后拆卸檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，齒面無裂紋、點(diǎn)飾等缺陷，磨損量小。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明通過對爐前原料的化學(xué)成分的精確控制，配合適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚕骨蜩F
得到適量的殘余奧氏體，利用組織中存在部分共析前鐵素體提高塑韌性，降低硬度，適當(dāng)降
低屈服強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度，達(dá)到生產(chǎn)符合性能要求的蝸輪。奧貝球鐵蝸輪的應(yīng)用突破了
傳統(tǒng)蝸輪采用銅合金和鋅基合金(ZA27)鑄造的局限性，大大降低閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的生
產(chǎn)成本，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等諸多方面將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 下面結(jié)合具體鑄造奧貝球鐵蝸輪毛坯的試驗(yàn)，對本發(fā)明作進(jìn)一步實(shí)施方式說明，
但不限定本發(fā)明的內(nèi)容。 實(shí)施例一 操作工藝以新生鐵、軟鋼、碳棒為原料，合金成分為C 3.5 3.7%，Si 2. 3 2. 5%， Mn 0. 15 0. 20%， P 0. 025 0. 03%， S 0. 022 0. 03%， Mo 0. 18 0. 20%， Cu 0.45 0.55%， Ni 0.4 0.5%，余量為鐵。采用中頻爐熔煉，利用廢舊電極增碳，以稀土 鎂合金為球化劑，75%硅鐵為孕育劑，保證蝸輪鑄態(tài)毛坯的球化率為2級，球徑大小為6 7 級。蝸輪毛坯粗加工后加熱至910 93(TC，保溫1. 5小時，淬入鹽浴終溫為410 425°C 的鹽槽中，鹽浴1. 2小時，進(jìn)行精加工滾齒即制成奧貝球鐵蝸輪。 技術(shù)指標(biāo)殘余奧氏體25 30%左右，滲碳體《1%，力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度845 855Mpa，硬度HRC24 25，延伸率達(dá)到8 9%。
實(shí)施例二 除C 3. 8 3. 9%， S 0. 015 0. 02%， Mo 0. 15 0. 18%， Cu 0. 55 0. 6%，其
余同實(shí)例一。 技術(shù)指標(biāo)殘余奧氏體28 32%左右，滲碳體《1 % ，力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度870 880Mpa，硬度HRC24 25，延伸率達(dá)到8. 5 9. 5%。
權(quán)利要求
一種合金奧貝球鐵蝸輪，其特征在于按重量百分比計(jì)，其組份含有C3.5-3.9％，Si 2.3-2.9％，Mn≤0.4％，P≤0.035％，S≤0.03％，Mo 0.2-0.3％，Cu0.3-0.6％，Ni 0.2-0.5％，其余為鐵。
2. —種制備如權(quán)利要求1所述的合金奧貝球鐵蝸輪的工藝，其特征在于以低硫、低 磷、低錳球生鐵或優(yōu)質(zhì)廢鋼、同牌號回爐鐵為原材料，采用中頻爐熔煉，利用廢舊電極增碳， 以稀土鎂合金為球化劑，75%硅鐵為孕育劑，處理后澆注蝸輪毛坯，保證蝸輪鑄態(tài)毛坯的球 化率> 2級，球徑大小為6 7級，蝸輪毛坯粗加工后，經(jīng)加熱后等溫淬火使殘余奧氏體為 30%左右，滲碳體《1%，再進(jìn)行精加工滾齒，即制成合金奧貝球鐵蝸輪。
3. 如權(quán)利要求2所述奧貝球鐵蝸輪制備工藝，其特征在于所述的加熱后等溫淬火是 將蝸輪毛坯粗加工后，加熱至910 93(TC，保溫1. 5小時，再淬入鹽浴終溫為410 425°C 的鹽槽，鹽浴1.2小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合金奧貝球鐵蝸輪及其制備工藝，該蝸輪的組分按重量百分比計(jì)，其組份含有C 3.5-3.9％，Si 2.3-2.9％，Mn≤0.4％，P≤0.035％，S≤0.03％，Mo 0.2-0.3％，Cu 0.3-0.6％，Ni 0.2-0.5％，其余為鐵，經(jīng)過熔煉，以稀土鎂合金為球化劑，硅鐵為孕育劑，處理后澆注毛坯，蝸輪毛坯經(jīng)過粗加工，加熱后等溫淬火得到適量殘余奧氏體，再進(jìn)行精加工滾齒，即制成合金奧貝球鐵蝸輪。本蝸輪具有抗疲勞強(qiáng)度高、抗點(diǎn)蝕能力強(qiáng)、密度比鋼低、變形小等優(yōu)點(diǎn)。適合于替代銅合金或者鋅基合金(ZA27)生產(chǎn)閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(或閥門電動裝置)上的蝸輪，生產(chǎn)成本明顯降低。
文檔編號C22C37/10GK101736190SQ20091026333
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者吳春光, 唐濤, 樊高鵬, 湯占峰, 蔡軍 申請人:揚(yáng)州電力設(shè)備修造廠