一種粉末冶金鍊輪的製造方法
2023-06-02 10:29:36
專利名稱：一種粉末冶金鍊輪的製造方法
技術領域：
本發明涉及鏈輪的製備方法，尤其是一種採用粉末冶金技術製備汽車鏈輪的方法。
背景技術：
現有的粉末冶金燒結製品具有耐腐蝕、耐磨、精度和強度高、生產成本低、易於批 量生產、整體性好等優點。因此，粉末冶金燒結製品的應用領域廣泛。但是，由於製造粉末 冶金製品工藝的特殊性，生產過程中粉末冶金製品的基體一般會有許多縫隙，淬火時容易 產生裂紋，特別是在齒輪製品的齒根部更易產生裂紋，所以加工困難、廢品率較高。目前， 現有轎車發動機的可變氣門正時控制系統所用的鏈輪通常為機加工產品。中國發明專利 CN100547^4C，於2009年10月7日公開了「一種粉末冶金轎車鏈輪及其製備方法」，該專利 採用粉末冶金技術製備轎車鏈輪，但是其工藝較為複雜，加工和質量控制較為困難。
發明內容
本發明的目的是提供一種用於發動機可變氣門正時控制系統，並且工藝優化、成 本更低、比重小、耐磨性好的粉末冶金鍊輪的製造方法本發明的目的是通過採用以下技術方案來實現的 粉末冶金鍊輪的製造方法，所述方法包括以下步驟(1)配料，將各原料按重量百分比配料，其中，銅粉佔2-4%、鎳粉佔2-4%、石墨粉佔 0. 8-1. 2%、鉬粉佔0. 5-1. 5%，其餘為鐵粉；(2)混粉，將上述按重量比例稱取的銅粉、鎳粉、石墨粉、鉬粉和鐵粉，採用V形混料機 混合均勻，混粉時間為60-100分鐘，作為壓制鏈輪的粉末冶金混合粉料；(3)壓制，從以上步驟所得到的混合粉料中取製備一個鏈輪的用量，放入壓制模具內， 採用全自動分體式多級浮動模架，在全自動液壓機上通過多級浮動，實現自動移粉，壓製成 毛坯；(4)燒結，將上述毛坯放入到燒結爐內燒結，燒結溫度控制在1150-1200°C範圍內，保溫 2-4小時；(5)整形，將燒結後的毛坯用整形模具對其齒部、齒的兩側進行整形，以保證端跳，去除 毛刺；(6)平磨，將以上步驟所得到的鏈輪進行平磨，以提高其表面粗糙度；(7)熱處理，採用高頻機對上述步驟所得到的鏈輪進行高頻淬火，電流為880-980A，加 熱時間為7s,回火溫度為200-220°C，保溫時間為4h。作為本發明的優選技術方案，所述步驟(3)通過多級浮動移粉，在相同壓力下壓制 得到的鏈輪本體密度為6. 8-7. 2g/cm3,齒部的密度> 7. 0g/cm3,維氏硬度為450HV。作為本發明的優選技術方案，所述步驟(6)經平磨後獲得的鏈輪的端面粗糙度達 到 0. 8。
本發明的有益效果是相對於現有技術，本發明粉末冶金髮動機鏈輪的製備工藝 方法進一步優化，成本更低，所得到的鏈輪產品具有比重小、耐磨性好、耐蝕、整體性好的優 點；還具有容易安裝、固定穩定、比重輕、精度高、易於批量生產的優點。本發明節省生產成 本，提高生產效率，加工和質量控制更加方便，並且有利於汽車發動機的節油。
下面結合附圖與具體實施例對本發明作進一步說明 圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明以帶臺階多齒轎車鏈輪為例，零件齒形應符合德國標準 DIN8196第一部分的規定，「U」齒形，節距8mm，齒數為36，零件齒片部分很薄，僅4. Imm, 1150°C燒結及熱處理後極易變形。零件的內孔尺寸公差僅0.03mm，達IT8級。零件以孔位 基準，端面垂直度小於0.01mm。該零件在截面上分布有5個螺紋孔(詳見圖1)，孔與孔之間 有位置關係，位置偏了影響裝配，5個螺紋孔所在六十的圓公差比較緊，為士 0.05mm，端面 平面度小於0.01mm。零件基本硬度大於HRB70，齒部高頻淬火硬度要求HRC45-56，燒結態 抗拉強度大於400Mpa，伸長率大於1%，密度大於6. 9g/cm3。因此，應用粉末冶金技術通過 模壓成型，在鐵基中加入合金元素，製成合金鋼的坯料，經高溫燒結、冷卻、精整平磨休整定 形。所述鏈輪製備方法的具體步驟如下 (一)配料及原材料的選用鏈輪選用粉末冶金原料，各原料的重量百分比為銅粉佔2-4%、鎳粉佔2-4%、石墨粉 0. 8-1. 2%、鉬粉佔0. 5-1. 5%，其餘為鐵粉。在本配比中，加入銅粉、鎳粉、鉬粉主要的目的是 為了提高鏈輪的強度和淬火性能，其所加入比例範圍是通過多次試驗而確定的。(二)混粉將按上述重量比例稱取的銅粉、鎳粉、石墨粉、鉬粉、鐵粉採用V形混料機混合均勻， 混粉時間為60-100分鐘，作為壓制齒輪的粉末冶金混合粉料。(三)壓制將混合粉料按製備一個齒輪的用量，放入壓制模具內，採用全自動分體式多級 浮動模架，在YT630t的全自動液壓機上，通過多級浮動，實現自動移粉，壓製成毛坯，通過 多級浮動移粉，在相同的壓力下，使壓制的齒輪本體密度為6.8-7. 2g/cm3，齒部的密度> 7. 0g/cm3,維氏硬度為450HV。(四)燒結將上述工藝步驟得到的毛坯放入燒結爐內燒結，燒結溫度控制在1150-1200°c範圍內， 保溫2-4小時。(五)整形將燒結後的毛坯用整形模具對其齒部、齒的兩側進行整形，以保證端跳，去除毛刺。(六)平磨通過平磨，使鏈輪的端面光潔度達到0. 8。
(七)熱處理採用高頻機對鏈輪進行高頻淬火，電流為880-980A，加熱時間為7s，回火溫度為 200-220°C，保溫時間為4h。通過本發明生產的4G鏈輪，在理化、抗拉強度試驗下，各項性能指標均達到發動 機鏈輪的使用要求，並優於現有轎車使用的鏈輪。下面結合實施例對本發明進一步描述鏈輪用粉末冶金原料，各原料的重量分配比為銅粉佔3%、鎳粉佔3%，石墨佔0. 8%，鉬 粉佔1. 0%、0. 6%硬質酸鋅，其餘為狗粉，置入密封容器內，攪拌混合均勻成合金粉，將合金 粉填充到預製模中，用8tf/cm3壓製成合金鋼質的坯料，壓製成形的坯料用1150°C的高溫 燒結，並在還原氣體中保溫池，通過水套冷卻至室溫，把已燒結成形的坯料置入精整模內擠 壓，擠壓餘量外徑在80-120um，內徑在60-100um，通過擠壓可提高合金坯料組織緻密性，從 而提高其耐磨性，同時去除齒根部位的毛刺，以保證齒跳和尺寸滿足要求。最後為保證鏈輪 端面的光潔度要求，上磨床平磨，尺寸控制在公差範圍之內。通過上述工藝方法可以實現以 最經濟的方式批量製造轎車鏈輪，同時可以保證產品的質量。
權利要求
1.一種粉末冶金鍊輪的製造方法，其特徵是所述方法包括以下步驟(1)配料，將各原料按重量百分比配料，其中，銅粉佔2-4%、鎳粉佔2-4%、石墨粉佔 0. 8-1. 2%、鉬粉佔0. 5-1. 5%，其餘為鐵粉；(2)混粉，將上述按重量比例稱取的銅粉、鎳粉、石墨粉、鉬粉和鐵粉，採用V形混料機 混合均勻，混粉時間為60-100分鐘；(3)壓制，從以上步驟所得到的混合粉料中取製備一個鏈輪的用量，放入壓制模具內， 採用全自動分體式多級浮動模架，在全自動液壓機上通過多級浮動，實現自動移粉，壓製成 毛坯；(4)燒結，將上述毛坯放入到燒結爐內燒結，燒結溫度控制在1150-1200°C範圍內，保溫 2-4小時；(5)整形，將燒結後的毛坯用整形模具對其齒部、齒的兩側進行整形，去除毛刺；(6)平磨，將以上步驟所得到的鏈輪進行平磨，以提高其表面粗糙度；(7)熱處理，採用高頻機對上述步驟所得到的鏈輪進行高頻淬火，電流為880-980A，加 熱時間為7s,回火溫度為200-220°C，保溫時間為4h。
2.根據權利要求1所述的粉末冶金鍊輪的製造方法，其特徵是所述步驟(3)是在 YT630t的全自動液壓機上通過多級浮動移粉，在相同壓力下壓製得到的鏈輪本體密度為 6. 8-7. 2g/cm3,齒部的密度> 7. 0g/cm3,維氏硬度為450HV。
3.根據權利要求1所述的粉末冶金鍊輪的製造方法，其特徵是所述步驟(6)經平磨後 獲得的鏈輪的端面粗糙度達到0. 8。
全文摘要
本發明涉及一種粉末冶金鍊輪的製造方法，包括(1)按重量百分比配料，銅粉佔2-4%、鎳粉佔2-4%、石墨粉佔0.8-1.2%、鉬粉佔0.5-1.5%，其餘為鐵粉；(2)採用V形混料機混合均勻；(3)壓製成毛坯；(4)燒結，溫度1150-1200℃，保溫2-4小時；(5)整形去毛刺；(6)平磨；(7)熱處理。相對於現有技術，本發明的製備工藝方法進一步優化，成本更低，所得到的鏈輪產品具有比重小、耐磨性好、耐蝕、整體性好的優點；還具有容易安裝、固定穩定、比重輕、精度高、易於批量生產的優點。本發明節省生產成本，提高生產效率，加工和質量控制更加方便，並且有利於汽車發動機的節油。
文檔編號F16H55/06GK102049519SQ20101061831
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者丁峰, 李勇, 陸秀明 申請人:江蘇雙峰粉末冶金製品有限公司