一种减速器齿轮箱端盖及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种减速器齿轮箱端盖，具体涉及一种减速器齿轮箱端盖及其制备方法，属于合金材料技术领域。所述减速器齿轮箱端盖的组成元素及质量百分比为：Al：8.80％‑10.00％、Zn：0.42％‑0.85％、Mn：0.15％‑0.45％、B：0.05％‑0.10％、Ca：0.20％‑1.20％、Sr：0.20％‑0.60％、Y：0.30％‑1.50％、Ce：0.20％‑0.80％、Si≤0.04％、Fe≤0.003％、Ni≤0.0015％、Cu≤0.002％，余量为Mg。并具体公开了该减速器齿轮箱端盖的制备方法。本发明专利技术通过各成分的合理配伍以及工艺参数的合理设定，并采用复合固溶处理的方法，进一步提高减速器齿轮箱端盖的性能，使其在室温和高温下都具有良好的综合性能，符合减速器齿轮箱端盖的性能要求，进而延长减速器齿轮箱的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种减速器齿轮箱，具体涉及一种减速器齿轮箱端盖及其制备方法，属于合金材料

技术介绍
减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。按照传动级数不同可分为单级和多级减速机；按照齿厂轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿引轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同进轴式减速器。减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器中的齿轮箱承受来自风轮的作用力和齿轮传动时产生的反力，必须具有足够的刚性去承受力和力矩的作用，防止变形，保证传动质量。齿轮箱箱体的设计应按照风电机组动力传动的布局安排、加工和装配条件、便于检查和维护等要求来进行。而减速器齿轮箱端盖性能的好坏对其能否正常工作以及其使用寿命的影响很大。因此这就要求减速器齿轮箱端盖不仅具有良好机械性能和力学性能，且具有良好的耐热性和耐腐蚀性等性能。现在技术中的减速器齿轮箱端盖普遍采用各种优质合金钢锻造成型，尽管硬度较高，但减震性差、耐热性差、耐腐蚀性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种表面硬度高、强度高、耐热性好、耐腐蚀性好等综合性能好的减速器齿轮箱端盖。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种减速器齿轮箱端盖，其组成元素及质量百分比为：Al：8.80％-10.00％、Zn：0.42％-0.85％、Mn：0.15％-0.45％、B：0.05％-0.10％、Ca：0.20％-1.20％、Sr：0.20％-0.60％、Y：0.30％-1.50％、Ce：0.20％-0.80％、Si≤0.04％、Fe≤0.003％、Ni≤0.0015％、Cu≤0.002％，余量为Mg。本专利技术在AZ91镁合金的基础上，加入适量的B，与Mn共同抑制Fe等杂质的有害影响，添加适量碱土元素Ca和Sr改善镁合金的高温性能，以及添加适量的富Y稀土和富Ce稀土起加强固溶强化的作用，通过各元素之间的合理配置以及协同作用，显著提高镁合金减速器齿轮箱端盖的力学性能和机械性能，尤其是显著提高减速器齿轮箱端盖的耐热性、抗高温蠕变性能，耐腐蚀，并延长了减速器齿轮箱的使用寿命。在本专利技术减速器齿轮箱端盖所用的镁合金中，Al和Zn在镁合金中的固溶度较大，而在镁合金中同时加入Zn与Al，它们的协同作用可以有效提高镁合金的强度、硬度以及耐腐蚀性等。一方面，Zn可以促进Al在镁合金中的溶解，增大Al的溶解度，进一步提高Al在镁合金中的作用，而Al不仅在固溶处理和时效处理的过程中起到沉淀强化的作用，提高合金的强度、硬度、可铸性，还可在合金的表面形成氧化铝保护膜，提高合金的耐腐蚀性能。另一方面，Zn可以减少Fe、Ni、Cu等有害杂质对于合金耐腐蚀性能的影响。但是在本专利技术减速器齿轮箱端盖中Al和Zn的加入量都不能过高，若Al的含量过高，会使合金有形成显微缩松的倾向，而Zn含量过高则会增大合金的热裂倾向，因此本专利技术将Al和Zn的加入量分别控制在8.80％-10.00％和0.42％-0.85％。在减速器齿轮箱端盖的镁合金中，由于形成条件不同，铁相在合金中的存在形式可能为单质、固溶体或者金属间化合物。由于镁的平衡电位和稳定电位都非常负，而铁的析氢电位较低，则铁相的存在会严重影响减速器齿轮箱端盖的耐腐蚀性；同时，铁相的存在会严重损害镁合金的组织和力学性能，导致其柔韧性降低，脆性增加。为了有效抑制铁相的有害影响，本专利技术减速器齿轮箱端盖中加入了适量的Mn和B共同作为除铁剂，在镁液中与Fe相互作用，形成溶解度极小、熔点高且密度大的金属间化合物如MnFe、FeB等沉淀，达到除去杂质Fe的目的。碱土元素在镁合金中可以形成在高温下也不容易分解的、高熔点的中间相，能够有效阻止晶界的运动，可以显著改善镁合金的高温力学性能特别是抗蠕变性能。Ca的加入不仅可以明显细化镁合金的铸态和时效态的组织，也可以通过抑制β相的溶解，提高其热稳定性，从而有效提高镁合金在室温以及高温下的抗拉强度。而由于Sr不仅可以减小合金的过冷度，还可以在固、液界面前沿的富集使α晶粒长大受阻，有效起到细化合金的铸态共晶组织，同时提高合金的抗蠕变性能和耐腐蚀性能。此外，Sr还可以和Al在合金晶界处生成多角块状或者杆状的Al4Sr高熔点相，从而起到强化作用，提高了镁合金的力学性能。但是为了防止合金组织的粗化倾向，Sr的含量不宜过高，因此本专利技术中Sr的加入量控制在合适的范围：0.20％-0.60％。稀土元素在镁中的固溶度大，可起到固溶强化、沉淀强化等作用，其在镁中的扩散系数小，通过减慢再结晶过程和提高再结晶温度，可以减小晶界和相界的扩散渗透性以及相界的聚集作用，而且稀土元素能与Mg、Al、Zn、Mn等形成高熔点、热稳定性好的金属间化合物以实现弥散强化作用，从而提高镁合金的耐热性、抗高温蠕变性等。Mg的原子半径为0.160mm，电负性为1.31，稀土元素Y的原子半径为0.182mm，电负性为1.22，稀土元素Ce的原子半径为0.183mm，电负性为1.12，由此可见Y和Ce的原子半径与镁原子的相对差值都在15％之内，电负性差值均小于0.4，因此可以形成有限的固溶体以及稳定的化合物，从而更好的实现它们在镁合金中的作用。Y在镁合金中具有显著的时效强化效应，而Ce则具有良好的固溶强化效应。在本专利技术中复合添加Y和Ce，它们在合金中生成Al11Ce3、Al2Y、Al6Mn6Y等热稳定相，可有效阻止高温下镁合金晶粒的长大和晶界的滑移，而且两者的细化作用叠加，大大促进了晶粒和合金铸态组织的细化，也显著提高了合金在室温和高温下的抗拉强度、屈服强度等力学性能。此外，Y和碱土元素Sr也可以产生协同作用，由于它们的细晶强化、固溶强化和析出相强化的作用，它们的复合加入可以有效细化镁合金的晶粒，使得镁合金的高温力学性能得到显著的改善。但是Y的加入量不是越多越好，过多的Y会导致镁合金的强度、塑性以及硬度均下降，因此本专利技术将Y的加入量控制在合理的范围内。在本专利技术减速器齿轮箱端盖所用的镁合金中，在AZ91镁合金的基础上，加入适量的B、碱土元素Ca和Sr以及富Y稀土和富Ce稀土，并且进一步限制杂质元素Si、Fe、Ni、Cu的含量，通过它们的合理配置以及协同作用，得到的镁合金与一般的AZ91镁合金相比，耐热性好、其在高温下的综合性能显著提高。进一步地，所述减速器齿轮箱端盖的组成元素及质量百分比为：Al：9.00％-9.50％、Zn：0.50％-0.60％、Mn：0.20％-0.40％、B：0.06％-0.09％、Ca：0.40％-1.00％、Sr：0.30％-0.50％、Y：0.50％-1.00％、Ce：0.30％-0.60％、Si≤0.04％、Fe≤0.003％、Ni≤0.0015％、Cu≤0.002％，余量为Mg。再进一步地，所述减速器齿轮箱端盖的组成元素及质量百分比为：Al：9.30％、Zn：0.60％、Mn：0.30％、B：0.08％、Ca：0.70％、Sr：0.40％、Y：0.80％、Ce：0.45％、Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减速器齿轮箱端盖，其体征在于，所述减速器齿轮箱端盖的组成元素及质量百分比为：Al：8.80％‑10.00％、Zn：0.42％‑0.85％、Mn：0.15％‑0.45％、B：0.05％‑0.10％、Ca：0.20％‑1.20％、Sr：0.20％‑0.60％、Y：0.30％‑1.50％、Ce：0.20％‑0.80％、Si≤0.04％、Fe≤0.003％、Ni≤0.0015％、Cu≤0.002％，余量为Mg。

【技术特征摘要】
1.一种减速器齿轮箱端盖，其体征在于，所述减速器齿轮箱端盖的组成元素及质量百分比为：Al：8.80％-10.00％、Zn：0.42％-0.85％、Mn：0.15％-0.45％、B：0.05％-0.10％、Ca：0.20％-1.20％、Sr：0.20％-0.60％、Y：0.30％-1.50％、Ce：0.20％-0.80％、Si≤0.04％、Fe≤0.003％、Ni≤0.0015％、Cu≤0.002％，余量为Mg。2.根据权利要求1所述的减速器齿轮箱端盖，其体征在于，所述减速器齿轮箱端盖的组成元素及质量百分比为：Al：9.00％-9.50％、Zn：0.50％-0.60％、Mn：0.20％-0.40％、B：0.06％-0.09％、Ca：0.40％-1.00％、Sr：0.30％-0.50％、Y：0.50％-1.00％、Ce：0.30％-0.60％、Si≤0.04％、Fe≤0.003％、Ni≤0.0015％、Cu≤0.002％，余量为Mg。3.一种如权利要求1所述的减速器齿轮箱端盖的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：S1、熔炼前处理：按权利要求1所述减速器齿轮箱端盖的组成成分及其质量百分比配制炉料，将炉料预热至150-180℃后备用，再将坩埚在500-580℃下预热至暗红色后备用；S2、熔炼与精炼：将炉料中的镁锭先加入到坩埚中，于680-685℃下完全熔化后再加入铝锭、锌、混合稀土和中间合金，在690-700℃下完全熔化，搅拌均匀后继续升温至730-750℃，在氩气保护下进行精炼、扒渣处理；S3、压铸：将精炼、扒渣处理后的镁液先冷却到680-720℃，然后压...

【专利技术属性】
技术研发人员：金华君，李鸿达，魏军强，杨立，盛吉辉，
申请(专利权)人：宁波胜景传动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33