專利名稱：鋼基復合銅雙金屬蝸輪的制作方法
技術領域：
鋼基復合銅雙金屬蝸輪，屬于機械傳動用零部件領域。
背景技術：
蝸輪蝸桿傳動用于交錯軸間傳遞運動及動力，通常交錯角S=90'。它的主要優(yōu)點是 傳動比大，工作平穩(wěn)無噪音，結構緊湊，可以自鎖。缺點是制造蝸輪需要大量的貴重減磨 性有色金屬銅。
全國閥門生產企業(yè)有6000余家，基本上是用銅合金生產蝸輪，每年消耗銅資源20余萬砘。
有色金屬銅是一種重要的戰(zhàn)略資源，我國銅礦資源較少，大部分依靠進口，近年來銅 價飚升，電解銅價格一直在7萬元/噸左右，大有上漲到更高價位的市場趨勢。
為了解決上述技術問題，已有人研制鋼基復合銅和鋁基復合銅的蝸輪等滑動耐磨件， 可以節(jié)約大量銅材，但目前仍存在復合不夠牢固等有關方面的問題。
而且現(xiàn)有技術的銅鋼復合技術，需要在鋼基體表面涂抹特殊化學復合劑，對人體有毒 并有一定的環(huán)境污染，復合效率低，廢品率高，耗能大，復合強度低。
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術存在的問題，設計一種使復合強度更
高，大大提高了復合面軸向、環(huán)向的抗拉強度，質量更可靠，不需要在鋼基體表面涂抹特殊 化學復合劑，能夠節(jié)約貴重金屬銅，大幅度降低了生產成本的鋼基復合銅雙金屬蝸輪。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是該鋼基復合銅雙金屬蝸輪，包括鋼 基體，其特征在于在鋼基體外表面上加工有凹孔槽，銅復合層通過高溫滲透銅鋼壓力復 合法復合在鋼基體外。
鋼基體外加工的凹孔槽為豎向一條。
凹孔槽寬度4mm、深度6mm。
鋼基體外加工的橫向凹孔狀槽或根據(jù)設計需要而定，還可以是兩條、三條或多條。 凹孔槽寬度4ram、深度6mm。凹孔槽的作用是抗拉、抗扭、抗剪，使復合更牢固，大大
3提高了復合面軸向，環(huán)向的抗拉、抗扭強度，有效防止了鋼基與復合銅層的軸向環(huán)向位移。 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的鋼基復合銅蝸輪所具有的有益效果是非工作面用90% 以上的鋼代替，并精鑄成外表面帶凹孔槽的鋼基，其減磨工作面用10%以下的銅合金復合 在鋼基上，通過高溫滲銹銅鋼壓力復合方法，使雙金屬牢固復合在一起，將優(yōu)秀碳鋼高強 度的機械性能與銅合金的減磨性結合在一起。由于鋼基外表面有凹孔槽，從而使復合強度更 高，大大提高了復合面軸向、環(huán)向的抗拉扭強度，有效防止了銅基與復銅層的軸向環(huán)向位移， 復合更牢固，使用更安全可靠，為生產高質量、高可靠性、低成本的鋼銅復合雙金屬蝸輪 產品提供了有效的途徑。本鋼基復合銅蝸輪的復合方法不用涂抹任何化學復合劑，減少環(huán) 境污染。

圖1是鋼基上帶凹孔槽的復合銅雙金屬蝸輪結構示意圖； 圖2是鋼基上帶凹孔槽的結構示意圖1-2是鋼基復合銅雙金屬蝸輪的最佳實施例。其中1凹孔槽 2銅復合層 3鋼 基體。
具體實施方式
以下結合附圖1-2對本實用新型的鋼基復合銅雙金屬蝸輪做進一步說明 參照圖l-2:
本鋼基復合銅雙金屬蝸輪，由凹孔槽l、銅復合層2、鋼基體3組成，在鋼基體3外表 面上加工有凹孔槽1，銅復合層2通過高溫滲透銅鋼壓力復合法復合在鋼基體3外。鋼基 體3內加工的凹孔槽1為橫向一條，環(huán)繞在鋼基體3外。根據(jù)理論力學原理計算出的抗拉 抗扭、抗剪強度，凹孔槽寬度4mm、深度6mm。既能滿足強度要求，又不浪費銅材。
應當注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。所述的橫向凹 孔槽為一條，也可以根據(jù)設計需要增加或減少，凹孔槽也可以是圓形、方形、長方形等多 種形狀；凹孔槽寬度4mm、深度6mm，也可以根據(jù)設計需要增加或減少深度。
高溫滲透銅鋼壓力復合方法如下 1、化學鍍銅蝸輪鋼基體3用精密鑄造工藝生產，在其復合表面精鑄有凹孔槽1， 凹孔槽l寬度4mm，深度6mm。蝸輪鋼基體3經(jīng)過噴丸去銹處理，通過噴丸提高鋼基體3的 表面粗糙度。
蝸輪鋼基體3經(jīng)化學去油去銹清洗干凈后，浸入一定濃度的硫酸銅溶液中，利用化學 原理先在鋼基體3表面附著一層銅，厚度3—5um，銅層雖薄但作用重要，起到了蝸輪鋼基體3高溫下防氧化和銅原子遷移誘導作用。
2、 高溫滲透將鍍銅后的蝸輪鋼基體3放入特殊設計的模具中預熱至60(TC，澆入熔 融的銅合金(如ZQCuSn6-6-3)，在電爐中1200'C保溫0. 5小時，高溫過熱狀態(tài)下的銅 原子很活躍，向鋼基體3中遷移的速率大，鋼在紅熱高溫下鋼原子間隙加大，有利于銅原 子向鋼基體3中遷移，滲透層厚度》80um。
3、 加壓熔合從電爐中取出模具，內裝蝸輪鋼基體3和熔融的銅合金，加50MPa壓力， 保壓2分鐘，在有壓力狀態(tài)下降溫熔合，銅層致密無氣孔無砂眼，形成了高密度的銅鋼滲 透熔接合金層，從而實現(xiàn)了高強度的熔合。
權利要求1、鋼基復合銅雙金屬蝸輪，包括鋼基體(3)，其特征在于在鋼基體(3)外表面上加工有凹孔槽(1)，銅復合層(2)通過高溫滲透銅鋼壓力復合法復合在鋼基體(3)外。
2、 根據(jù)權利要求1所述的鋼基復合銅雙金屬蝸輪，其特征在于鋼基體(3)外加工 的凹孔槽(1)為橫向一條。
3、 根據(jù)權利要求2所述的鋼基復合銅雙金屬蝸輪，其特征在于凹孔槽(1)寬度4mm、 深度6mm。
專利摘要鋼基復合銅雙金屬蝸輪，屬于機械傳動用零部件領域。包括鋼基體(3)，其特征在于在鋼基體(3)外表面上加工有凹孔槽(1)，銅復合層(2)通過高溫滲透銅鋼壓力復合法復合在鋼基體(3)外。由于鋼基外表面有凹孔槽，從而使復合強度更高，大大提高了復合面軸向、環(huán)向的抗拉扭強度，有效防止了銅基與復銅層的軸向環(huán)向位移，復合更牢固，使用更安全可靠，為生產高質量、高可靠性、低成本的鋼銅復合雙金屬蝸輪產品提供了有效的途徑。本鋼基復合銅蝸輪的復合方法不用涂抹任何化學復合劑，減少環(huán)境污染。
文檔編號F16H55/02GK201288808SQ20082017365
公開日2009年8月12日 申請日期2008年10月20日 優(yōu)先權日2008年10月20日
發(fā)明者張士平, 楊明光 申請人:楊明光;張士平