粉末锻造齿轮材料的组织与性能研究

张冰清¹⁾,王琪¹⁾,王邃¹⁾,王华磊²⁾,江峰^{1) *},孙军¹⁾

1）西安交通大学金属材料强度国家重点实验室，西安 710049    2）青岛新韩金刚石工业有限公司，青岛 266555

*通信作者, E-mail: jiangfeng@mail.xjtu.edu.cn

摘  要  粉末锻造技术结合了粉末冶金技术和精密锻造技术的优点，对烧结的预压件进行一次锻打即可生产出精度高、力学性能强的近净成形产品。本文选择一款齿轮材料（简称Q61），通过压制、脱脂、烧结工艺获得标准块预压件，然后进行闭模热锻获得致密的标准块。测试标准块的物理性能，进行微观组织表征，并进行硬度、拉伸、疲劳性能测试。结果表明，获得的Q61粉锻标准块基本完全致密（7.87 g/cm³）；空冷硬度约HRC 25.3，淬火硬度约为HRC 62.1，空冷态较低的硬度为零件后续机加工、整形提供了保证，后续淬火获得的高硬度可节省渗碳工序。该材料的抗拉强度达到1052.8 MPa，可与常用齿轮钢性能媲美。随后采用粉锻技术，成功制备出高质量行星直齿轮，其齿部高频淬火后硬度与渗碳齿轮的硬度相当。该工作为粉末锻造技术在我国工业界的发展提供了有益的探索。