合金奧貝球鐵蝸輪及其製備工藝的製作方法

2023-06-26 00:46:46

專利名稱：合金奧貝球鐵蝸輪及其製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種閥門電動執行機構(或閥門電動裝置)的蝸輪蝸杆傳動副上的奧
貝球鐵蝸輪及其製備方法。
背景技術：
上世紀七十年代末，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)是一種綜合性能優異的新型工程材料，高強度、高耐磨性，同時具有較好的塑性和低溫韌性等，在高性能、高精度的重要構件上得到廣泛應用。目前國內這種材料在齒輪零件上已逐步成功應用。 目前閥門電動執行機構(或閥門電動裝置)上的蝸輪材料基本上採用銅合金或者鋅基合金(ZA27)，生產成本高。特別是對於小轉距的電動執行機構，銅合金或者鋅基合金蝸輪的成本可高達整機成本的四分之一。

發明內容
為了克服以上缺陷，本發明要解決的技術問題是提出一種新型的奧貝球鐵，利用特殊的加熱後等溫淬火方法，使球鐵得到適量的殘餘奧氏體，降低硬度，適當降低屈服強度和彎曲疲勞強度，改善加工性能，適合於生產閥門電動執行機構(或閥門電動裝置)蝸輪蝸杆副上的蝸輪。 本發明所採用的技術方案為一種合金奧貝球鐵蝸輪，按重量百分比計，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%，其餘為鐵。 本發明還提供一種製備合金奧貝球鐵蝸輪的工藝，以低硫、低磷、低錳球生鐵或優質廢鋼、同牌號回爐鐵為原材料，採用中頻爐熔煉，利用廢舊電極增碳，以稀土鎂合金為球化劑，75%矽鐵為孕育劑，處理後澆注蝸輪毛坯，保證蝸輪鑄態毛坯的球化率> 2級，球徑大小為6 7級，蝸輪毛坯粗加工後，經加熱後等溫淬火使殘餘奧氏體為30%左右，滲碳體《1 % ，再進行精加工滾齒，即製成合金奧貝球鐵蝸輪。 其中，上述製備工藝中所述的加熱後等溫淬火是將蝸輪毛坯粗加工後，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。
本發明的有益效果如下 1、本發明力學性能如下(樹脂砂型鑄造楔形試棒取樣) o b > 800MPa、 S > 8%、 HRC20 25，綜合性能達到閥門電動執行機構的工況要求，且力學性能穩定。 2、以低硫、低磷、低錳球生鐵或優質廢鋼、同牌號回爐鐵為原材料，成 本明顯低於銅合金和鋅基合金(ZA27);蝸輪毛坯採用樹脂砂造型，鑄造工藝簡
單，易於實現批量生產。 3、熔煉採用中頻爐，化學成分容易控制，成品率高。
4、按DL/T641-2005《電站閥門電動執行機構》行業標準，使用本產品的閥門電動 裝置進行試驗，達到了開關型負載10000次循環操作、調節型負載連續運轉200000次的的 壽命試驗要求均通過，試驗後拆卸檢驗發現，齒面無裂紋、點飾等缺陷，磨損量小。
具體實施例方式
本發明通過對爐前原料的化學成分的精確控制，配合適當的熱處理工藝，使球鐵
得到適量的殘餘奧氏體，利用組織中存在部分共析前鐵素體提高塑韌性，降低硬度，適當降
低屈服強度和彎曲疲勞強度，達到生產符合性能要求的蝸輪。奧貝球鐵蝸輪的應用突破了
傳統蝸輪採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行機構的生
產成本，對執行機構的整機結構設計、生產製造等諸多方面將產生深遠影響。 下面結合具體鑄造奧貝球鐵蝸輪毛坯的試驗，對本發明作進一步實施方式說明，
但不限定本發明的內容。 實施例一 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%，餘量為鐵。採用中頻爐熔煉，利用廢舊電極增碳，以稀土 鎂合金為球化劑，75%矽鐵為孕育劑，保證蝸輪鑄態毛坯的球化率為2級，球徑大小為6 7 級。蝸輪毛坯粗加工後加熱至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，進行精加工滾齒即製成奧貝球鐵蝸輪。 技術指標殘餘奧氏體25 30%左右，滲碳體《1%，力學性能為抗拉強度845 855Mpa，硬度HRC24 25，延伸率達到8 9%。
實施例二 除C 3. 8 3. 9%， S 0. 015 0. 02%， Mo 0. 15 0. 18%， Cu 0. 55 0. 6%，其
餘同實例一。 技術指標殘餘奧氏體28 32%左右，滲碳體《1 % ，力學性能為抗拉強度870 880Mpa，硬度HRC24 25，延伸率達到8. 5 9. 5%。
權利要求
一種合金奧貝球鐵蝸輪，其特徵在於按重量百分比計，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％，其餘為鐵。
2. —種製備如權利要求1所述的合金奧貝球鐵蝸輪的工藝，其特徵在於以低硫、低 磷、低錳球生鐵或優質廢鋼、同牌號回爐鐵為原材料，採用中頻爐熔煉，利用廢舊電極增碳， 以稀土鎂合金為球化劑，75%矽鐵為孕育劑，處理後澆注蝸輪毛坯，保證蝸輪鑄態毛坯的球 化率> 2級，球徑大小為6 7級，蝸輪毛坯粗加工後，經加熱後等溫淬火使殘餘奧氏體為 30%左右，滲碳體《1%，再進行精加工滾齒，即製成合金奧貝球鐵蝸輪。
3. 如權利要求2所述奧貝球鐵蝸輪製備工藝，其特徵在於所述的加熱後等溫淬火是 將蝸輪毛坯粗加工後，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
本發明涉及一種合金奧貝球鐵蝸輪及其製備工藝，該蝸輪的組分按重量百分比計，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％，其餘為鐵，經過熔煉，以稀土鎂合金為球化劑，矽鐵為孕育劑，處理後澆注毛坯，蝸輪毛坯經過粗加工，加熱後等溫淬火得到適量殘餘奧氏體，再進行精加工滾齒，即製成合金奧貝球鐵蝸輪。本蝸輪具有抗疲勞強度高、抗點蝕能力強、密度比鋼低、變形小等優點。適合於替代銅合金或者鋅基合金(ZA27)生產閥門電動執行機構(或閥門電動裝置)上的蝸輪，生產成本明顯降低。
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 優先權日2009年12月9日
發明者吳春光, 唐濤, 樊高鵬, 湯佔峰, 蔡軍 申請人:揚州電力設備修造廠