烧结温度对MIM小模数齿轮精度的影响

刘祚时; 明澳阳; 任继华; 王笑一; 钟志丞; 朱敏峰; 朱卫东

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2025.09.017

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烧结温度对MIM小模数齿轮精度的影响

开发应用 | 更新时间：2025-09-20

- 烧结温度对MIM小模数齿轮精度的影响
- Effect of sintering temperature on the accuracy of MIM small-module gears
- 机械传动 2025年49卷第9期页码：136-142
- 作者机构：
  
  1.江西理工大学　机电工程学院，赣州　341000
  2.赣南科技学院　智能制造与材料工程学院，赣州　341000
  3.河南科技大学　机电工程学院，洛阳　471003
  4.江西悦安新材料股份有限公司，赣州　341500
  5.江苏精研科技股份有限公司，常州　213023
- 作者简介：
  
  刘祚时，男，1976年生，江西吉安人，硕士，教授；主要研究方向为智能机器人技术；liuzuoshi@163.com。
  任继华,男，1976年生，江西于都人，博士，高级工程师；主要研究方向为齿轮；proffrence@163.com。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(52375047)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.09.017
  中图分类号： TF125
- 收稿日期：2024-06-03，
  
  纸质出版日期：2025-09-15
- 稿件说明：
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刘祚时，明澳阳，任继华，等. 烧结温度对MIM小模数齿轮精度的影响［J］. 机械传动，2025，49（9）：136-142.

LIU Zuoshi，MING Aoyang，REN Jihua，et al. Effect of sintering temperature on the accuracy of MIM small-module gears［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（9）：136-142.
刘祚时，明澳阳，任继华，等. 烧结温度对MIM小模数齿轮精度的影响［J］. 机械传动，2025，49（9）：136-142. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.09.017.

LIU Zuoshi，MING Aoyang，REN Jihua，et al. Effect of sintering temperature on the accuracy of MIM small-module gears［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（9）：136-142. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.09.017.

摘要

目的

为提高小模数齿轮的精度，以420不锈钢粉末为原料，采用金属粉末注射成形（Metal powder Injection Molding

MIM）工艺，在1 330~1 360 ℃的烧结温度下制备小模数齿轮；以微观形貌最佳的注射坯为前提条件，研究烧结温度对小模数齿轮精度的影响。

方法

采用MLA650F场发射扫描电子显微镜观察齿轮注射坯的微观形貌，分别采用JE 20齿轮测量中心、Image J软件、洛氏硬度计测量了烧结后齿轮的精度、孔隙率、硬度。

结果

结果表明，在110 MPa注射压力下，当烧结温度从1 330 ℃升高至1 350 ℃时，齿轮表面的孔隙率降低48.28%，密度提升5%，硬度提升8.22%，收缩率持续增大，精度逐渐提高；当温度超过1 350 ℃后，孔隙率降低20%，密度降低0.26%，硬度降低0.51%，收缩率缓慢提高，齿轮精度逐渐下降；烧结温度为1 350 ℃时，齿轮的综合性能最佳，孔隙率为1.5%，密度为7.56 g/cm

，硬度为39.5 HRC，收缩率为14.1%，精度等级最高，达到了标准GB/T 2363—1990的7级精度。

Abstract

Objective

In order to improve the accuracy of small-module gears

small-module gears are prepared by using 420 stainless steel powder as raw material and metal powder injection molding (MIM) process at a sintering temperature of 1 330－1 360 ℃. The injection blank with the best micro-morphology was taken as a prerequisite to study the effect of sintering temperature on the accuracy of small-module gears.

Methods

MLA650F field emission scanning electron microscope was used to observe the microscopic morphology of the gear injection blanks; JE 20 gear measuring center

Image J software

and Rockwell hardness tester were used to measure the accuracy

porosity

and hardness of the sintered gears

respectively.

Results

The results show that under 110 MPa injection pressure

when the sintering temperature is increased from 1 330 ℃ to 1 350 ℃

the porosity of the gear surface decreases by 48.28%

the density increases by 5%

the hardness increases by 8.22%

the shrinkage continues to increase

and the accuracy is gradually improved; when the temperature is more than 1 350 ℃

the porosity decreases by 20%

the density decreases by 0.26%

the hardness decreases by 0.51%

the shrinkage rate increases slowly

and the accuracy of the gear gradually decreases; when the sintering temperature is 1 350 ℃

the gear has the best comprehensive performance

with a porosity of 1.5%

a density of 7.56 g/cm

a hardness of 39.5 HRC

a shrinkage rate of 14.1%

and the highest accuracy level of grade 7 in the GB/T 2363—1990 testing standard.

关键词

Keywords

references

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