一种叉车同步器齿环的粉末锻造方法
【专利摘要】本发明公开了一种叉车同步器齿环的粉末锻造方法，其包括配料及混料、压制、烧结、锻造、热处理、表面喷丸强化处理等步骤。本发明通过A合金钢和B合金钢的复合，并采用粉末锻造技术及热处理工艺，使制得的叉车同步器齿环材料具有优异的耐磨性，同时具有较高的机械强度，较好的冲击韧性和塑性等特点。
【专利说明】
一种叉车同步器齿环的粉末锻造方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种叉车同步器齿环的粉末锻造方法，属于粉末锻造技术领域。【背景技术】
[0002]同步器是叉车变速器的关键部分，它的工作原理是利用一对锥形摩擦副产生摩擦力，使得啮合齿轮的圆周速度达到相等并平稳地进入啮合。由于换档齿环及相连接的齿轮要在一两秒钟内加速(减速)到同步换档，所以这种快速多变的摩擦使同步器的螺纹锥面处于恶劣的工作条件下，因而对同步器齿环材料的耐磨性提出了更高的要求。粉末锻造技术是常规的粉末冶金工艺和精密锻造有机结合而发展起来的一项颇具有市场竞争力的少、无切削金属加工方法，以金属粉末为原料，经过预成形压制，在保护气氛中进行加热烧结及作为锻造毛坯，然后在压力机上一次锻造成形和实现无飞边精密模锻，获得了与普通模锻件相同密度、形状复杂的精密锻件。它既有粉末冶金成形性能较好的优点，又发挥锻造变形有效地改变金属材料组织和性能作用的特点，使粉末冶金和锻造工艺在生产上取得了新的突破，特别适宜大批量生产高性能、形状复杂的结构零件，因此具有广阔的应用前景。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种叉车同步器齿环的粉末锻造方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:一种叉车同步器齿环的粉末锻造方法，包括以下步骤:a、配料及混料按照质量比3-5:1-2的比例称取A合金钢粉末和B合金钢粉末，准确称取粉重后，置于混料机内混合15_20min，至分布均勾；b、压制将上述混合好的粉料加入压制机上压制成同步器齿环预成形坯，压制压力为5-8t/cm2 ；c、烧结将上述制得的同步器齿环预成形坯在通有保护气氛的烧结炉中进行烧结处理:首先在氮气保护气氛下升温至580-640°C，保温0.5-lh，再在二氧化碳保护气氛下升温至820-880 °C，保温l_2h，然后在氩气保护气氛下降温至480-560°C，保温0.5-lh，再在氢气保护气氛下升温至900-950 °C，保温l_2h，再在一氧化碳保护气氛升温至1080-1160 °C，保温2-3h;d、锻造将烧结处理后的同步器齿环预成形坯直接从烧结炉内送入压力机模具中进行锻造，出炉至锻压时间为6-8s，锻压力为7-9t/cm2，终锻温度为870-890°C ;e、热处理将上述制得的锻件加热至1020-1060°C，保温l_2h，再降温至870-910°C，保温2-3h，风冷淬火后加热至220-260°C，保温6-8h，再加热至440-480°C，保温2-4h，随炉空冷，再加热至 520-570°C，保温l_2h，水冷淬火后加热至980-1040°C，保温0.5-lh，再降温至680-720°C，保温l-2h，随炉空冷，再加热至380-440 °C，保温3-5h，油冷淬火后加热至245-285 °C，保温4-7h，出炉空冷；f、表面喷丸强化处理采用0.05mm不锈钢弹丸，喷射距离为4-5cm，在0.6-0.8MPa压力下在锻件表面处理20-30min〇
[0005] 所述A合金钢的化学成分质量百分比为:C 0.2-0.5%、Si 0.6-1.2%、Cr 2.1-3.3%、 Mn 1.9-2.6%、Mo 1.2-1.6%、V 0.4-0.8%、Ta 0.3-0.5%、Er 0.04-0.06%、Yb 0.03-0.05%、P < 0.02%、S < 0.01%、余量为Fe及不可避免的夹杂质。
[0006] 所述B合金钢的化学成分质量百分比为:C 1.2_1.8%、Si 0.4_0.8%、W 2.2_3.4%、 Cr 4.4-5?6%、Mo 1.7-2.9%、A1 1.0-1.5%、Mn 0.3-0.6%、Nb 0.2-0.4%、Sm 0.03-0.06%、Gd 0 ? 02-0 ? 04%、P < 0 ? 03%、S < 0 ? 03%、余量为Fe及不可避免的夹杂质。
[0007]本发明的有益效果:本发明通过A合金钢和B合金钢的复合，并采用粉末锻造技术及热处理工艺，使制得的叉车同步器齿环材料具有优异的耐磨性，同时具有较高的机械强度，较好的冲击韧性和塑性等特点。且本发明方法生产周期短，劳动强度低，生产效率高，生产成本低，锻件质量好。【具体实施方式】
[0008] —种叉车同步器齿环的粉末锻造方法，包括以下步骤:a、配料及混料按照质量比4:1的比例称取A合金钢粉末和B合金钢粉末，准确称取粉重后，置于混料机内混合18min，至分布均勾；上述A合金钢的化学成分质量百分比为:C 0.2-0.5%、Si 0.6-1.2%、Cr 2.1-3.3%、Mn 1.9-2.6%、Mo 1.2-1.6%、V 0.4-0.8%、Ta 0.3-0.5%、Er 0.04-0.06%、Yb 0.03-0.05%、P< 0.02%、S < 0.01%、余量为Fe及不可避免的夹杂质；上述B合金钢的化学成分质量百分比为:C 1.2-1.8%、Si 0.4-0.8%、W 2.2-3.4%、Cr 4.4-5.6%、Mo 1.7-2.9%、A1 1.0-1.5%、Mn 0.3-0.6%、Nb 0.2-0.4%、Sm 0.03-0.06%、Gd 0 ? 02-0 ? 04%、P < 0 ? 03%、S < 0 ? 03%、余量为Fe及不可避免的夹杂质；b、压制将上述混合好的粉料加入压制机上压制成同步器齿环预成形坯，压制压力为6t/cm2;c、烧结将上述制得的同步器齿环预成形坯在通有保护气氛的烧结炉中进行烧结处理:首先在氮气保护气氛下升温至620°C，保温0.5h，再在二氧化碳保护气氛下升温至860°C，保温 1.5h，然后在氩气保护气氛下降温至530°C，保温0.5h，再在氢气保护气氛下升温至920°C， 保温lh，再在一氧化碳保护气氛升温至1120°C，保温2h;d、锻造将烧结处理后的同步器齿环预成形坯直接从烧结炉内送入压力机模具中进行锻造，出炉至锻压时间为7s，锻压力为8t/cm2,终锻温度为880°C;e、热处理将上述制得的锻件加热至1040°C，保温1.5h，再降温至880°C，保温2h，风冷淬火后加热至250°C，保温7h，再加热至460°C，保温3h，随炉空冷，再加热至550°C，保温1.5h，水冷淬火后加热至1020°C，保温0.5h，再降温至690°C，保温lh，随炉空冷，再加热至420°C，保温4h，油冷淬火后加热至265°C，保温6h，出炉空冷；f、表面喷丸强化处理采用0.05mm不锈钢弹丸，喷射距离为5cm，在0.7MPa压力下在锻件表面处理25min。
[0009]经检测，上述制得的同步器齿环材料的主要力学性能为:硬度66.2HRC，抗拉强度 1058MPa，屈服强度979MPa，冲击韧性68.2 J/cm2，伸长率12.9%。
【主权项】
1.一种叉车同步器齿环的粉末锻造方法，其特征在于，包括以下步骤:a、配料及混料按照质量比3-5:1-2的比例称取A合金钢粉末和B合金钢粉末，准确称取粉重后，置于混 料机内混合15_20min，至分布均勾；b、压制将上述混合好的粉料加入压制机上压制成同步器齿环预成形坯，压制压力为5-8t/cm2;c、烧结将上述制得的同步器齿环预成形坯在通有保护气氛的烧结炉中进行烧结处理:首先在 氮气保护气氛下升温至580-640°C，保温0.5-lh，再在二氧化碳保护气氛下升温至820-880 °C，保温l_2h，然后在氩气保护气氛下降温至480-560°C，保温0.5-lh，再在氢气保护气氛下 升温至900-950 °C，保温l_2h，再在一氧化碳保护气氛升温至1080-1160 °C，保温2-3h;d、锻造将烧结处理后的同步器齿环预成形坯直接从烧结炉内送入压力机模具中进行锻造，出 炉至锻压时间为6-8s，锻压力为7-9t/cm2，终锻温度为870-890°C ;e、热处理将上述制得的锻件加热至1020-1060°(:，保温1-211，再降温至870-910°(:，保温2-311，风 冷淬火后加热至220-260°C，保温6-8h，再加热至440-480°C，保温2-4h，随炉空冷，再加热至 520-570°C，保温l_2h，水冷淬火后加热至980-1040°C，保温0.5-lh，再降温至680-720°C，保 温l-2h，随炉空冷，再加热至380-440 °C，保温3-5h，油冷淬火后加热至245-285 °C，保温4-7h，出炉空冷；f、表面喷丸强化处理采用0.05mm不锈钢弹丸，喷射距离为4-5cm，在0.6-0.8MPa压力下在锻件表面处理20-30min〇2.根据权利要求1所述的叉车同步器齿环的粉末锻造方法，其特征在于，所述A合金钢 的化学成分质量百分KS:C0.2-0.5%、Si0.6-1.2%、Cr2.1-3.3%、Mnl.9-2.6%、Mol.2-1.6%、V 0.4-0.8%、Ta 0.3-0.5%、Er 0.04-0.06%、Yb 0.03-0.05%、P<0.02%、S <0.01%、余量为Fe及不可避免的夹杂质。3.根据权利要求1所述的叉车同步器齿环的粉末锻造方法，其特征在于，所述B合金钢 的化学成分质量百分KS:C1.2-1.8%、Si0.4-0.8%、W2.2-3.4%、Cr4.4-5.6%、Mol.7-2.9%、A1 1.0-1.5%、Mn 0.3-0.6%、Nb 0.2-0.4%、Sm 0.03-0.06%、Gd 0.02-0.04%、P< 0.03%、S < 0.03%、余量为Fe及不可避免的夹杂质。
【文档编号】B22F3/02GK105983691SQ201610033204
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年1月19日
【发明人】吕青堂, 陈栋, 李文宇
【申请人】安徽蓝博旺机械集团振邺机械有限公司