一種粉末冶金轎車鏈輪及其製備方法

2023-08-03 00:40:41 1

專利名稱：一種粉末冶金轎車鏈輪及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種轎車鏈輪及其製備方法，特別是一種粉末冶金轎 車鏈輪及其製備方法。
背景技術：
由於粉末冶金燒結製品具有耐蝕性、耐磨性、精度高、強度高、 生產成本低、易於批量生產、整體性好等優點，所以廣泛應用。但因 粉末冶金製品工藝的特殊性，其基體有許多縫隙，淬火時容易產生裂 紋，特別在齒根部，所以加工困難。但經過檢索，目前在轎車上所用 的鏈輪仍為鋼材機加工產品，未見採用粉末冶金製備轎車用鏈輪的報 道，其結構由鏈輪本體、齒及軸孔構成，其軸孔為圓形，其鏈輪本體 為一整片體。採用機加工工藝生產的轎車用鏈輪的不足之處在於其比 重大，與軸裝配固定不牢固、不穩定，且生產成本高、耐磨性差，影 響使用壽命。從目前使用的轎車鏈輪看，在鏈輪的本體上未加拋油結 構，因此，也影響轎車鏈輪的使用壽命。

發明內容
本發明的目的在於提供一種比重小、與轉動軸容易穩定固定、生 產成本低、耐磨性能好、且帶有拋油結構的粉末冶金轎車鏈輪。
本發明的另一 目的在於提供一種如上所述的粉末冶金轎車鏈輪 製備方法。
為達到以上目的，本發明所採用的技術方案是該粉末冶金轎車鏈輪，由鏈輪本體、齒構成，其特徵在於在鏈輪本體的兩個側面分別 設有外直徑相同的圓形凸臺，在一個側面的圓形凸臺的中心設鎖定D
形軸孔，在鎖定D形軸孔與車軸花鍵相對的一側內壁上設"U"形
花鍵槽，在鏈輪本體的另一個側面的圓形凸臺的中心設中心圓軸孔， 在兩個側面的圓形凸臺的周壁外側繞有拋油環，並在兩個圓形凸臺的 表面上分別焊接上封環，使圓形凸臺與相應的拋油環之間形成密封油
腔；所述的鏈輪本體、齒、及其鎖定D形軸孔、"U"形花鍵槽、中 心圓軸孔均採用粉末冶金原料一次燒結成一整體。本發明還通過如下 措施實施所述的拋油環為GCrl5鋼材製作；所述的封環採用優質 碳素鋼片製作；所述的帶有鎖定D形軸孔的一面的圓形凸臺的高度 為3.56mm，鎖定D形軸孔的口沿高出圓形凸臺表面的高度為 1.55mm，與封環的厚度一致，當封環焊接在鎖定D形軸孔的口沿外 側的圓形凸臺表面上時，其表面為平面，圓形凸臺的外直徑為 34.375mm，鎖定D形軸孔內直徑為20.05mm，鎖定D形軸孔的深度 至鏈輪本體的中心點處，鎖定D形軸孔的口沿外直徑為26mm， " U " 形花鍵槽的槽寬為15.1mm， "U"形花鍵槽的底部至鎖定D形軸孔 的中心距離為8.45mm;所述的帶有中心圓軸孔的一面的圓形凸臺的 高度為3.71mm，中心圓軸孔的直徑為10mm;齒的厚度為3.24mm， 齒頂圓直徑49.5mm，齒根圓直徑41mm;拋油環的外直徑為41.8mm， 內直徑為38.1mm;封環的外直徑為42mm，內直徑為26mm，內直 徑與鎖定D形軸孔的口沿外直徑一致；以上各尺寸的尺寸誤差《 0.05腿。如上所述的粉末冶金轎車鏈輪製備方法，其特徵在於它是由如下 步驟完成的 (一)配料及原材料的選用
鏈輪本體、齒選用粉末冶金原料，各原料的重量百分配比為銅
粉佔1-5%、鎳粉佔1-3%、石墨粉佔0.5-0.8%、鉬粉佔0.5-2.5%、鐵 粉佔88.7-97.0%;拋油環選用GCrl5鋼材製作；封環選用優質碳素鋼 片製作；在本配比中，加入銅粉、鎳粉、鉬粉主要是為了提高粉末冶 金轎車鏈輪的強度及淬火性能，其所加入比例範圍是經過多次試驗而 確定的；
(二)混粉
將按上述重量配比稱取的銅粉、鎳粉、石墨粉、鉬粉、鐵粉採用雙 錐形混料機混合均勻，混粉時間為55-65分鐘，作為壓制齒輪本體、 齒的粉末冶金混合粉料； (三)壓制
將壓制齒輪本體、齒的粉末冶金混合粉料按製備一個齒輪本體和齒 的用量，放入按該轎車鏈輪樣式的壓模內，採用全自動分體式多級浮 動模架，在YT250t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，壓制的壓力為8T/cm2，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〉 7.1g/cm3，維氏硬度為350-500; (四)燒結
將毛坯放入高溫燒結爐內燒結，燒結溫度控制在1170-1180。C範圍內，保溫2-4小時；
(五) 整形
對燒結後的毛坯，用整形機對其齒部、齒的兩側、鎖定D形軸孔 進行整形，以保證端跳；
(六) 機加工通過機加工，使齒厚保證為3mm，誤差為士0.10mm， "U"形花鍵槽的深度誤差為土0.05mm;
(七) 去毛剌用鋼絲輪去毛刺，用超聲波清洗機清洗，提高光潔度， 形成R角，無尖角；
(八) 熱處理 採用網帶爐或淬火爐進行淬火處理； (九)焊接封環
對經過熱處理成型的齒輪本體，再將拋油環套裝在圓形凸臺的外 側，蓋上封環，採用專用的對焊機進行對焊，將封環與圓形凸臺及拋 油環固定為一體，即為成品。
通過本發明生產的粉末冶金轎車鏈輪，在高溫疲勞試驗機上進行 試驗，各項性能指標均達到轎車鏈輪的使用要求，並優於現有轎車使 用的鏈輪。
本發明的有益效果在於該粉末冶金轎車鏈輪及其製備方法，由於 齒輪本體及齒和軸孔不僅為一次成型，而且具有耐磨、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；由於加設了拋油環密封結構，可使油不斷侵入齒部，具 有良好的潤滑性能，特別適用於轎車鏈輪。


圖1為本發明結構俯視示意圖。 圖2為本發明結構仰視示意圖。
圖3為本發明沿圖1A—A剖視示意圖。 圖4為本發明拋油環俯視示意圖。 圖5為本發明封環俯視示意圖。
具體實施例方式
參照附圖1、 2、 3、 4、 5製作本發明。該粉末冶金轎車鏈輪，由 鏈輪本體1、齒2構成，其特徵在於在鏈輪本體1的兩個側面分別設 有外直徑相同的圓形凸臺3、 3'，在一個側面的圓形凸臺3的中心 設鎖定D形軸孔4，在鎖定D形軸孔4與車軸花鍵相對的一側內壁 上設"U "形花鍵槽5，在鏈輪本體1的另一個側面的圓形凸臺3' 的中心設中心圓軸孔6，在兩個側面的圓形凸臺3、 3'的周壁外側分 別繞有拋油環7，並在兩個圓形凸臺3、3'的表面上分別焊接上封環 8，使圓形凸臺3、 3'與相應的拋油環7之間形成密封油腔；所述的 鏈輪本體l、齒2、及其鎖定D形軸孔4、 "U"形花鍵槽5、中心圓 軸孔6均採用粉末冶金原料一次燒結成一整體。本發明還通過如下措 施實施所述的拋油環7為GCrl5鋼材製作；所述的封環8採用優 質碳素鋼片製作；所述的帶有鎖定D形軸孔4的一面的圓形凸臺3 的高度為3.56mm，鎖定D形軸孔4的口沿高出圓形凸臺3表面的高 度為1.55mm，與封環8的厚度一致，當封環8焊接在鎖定D形軸孔 4的口沿外側的圓形凸臺3表面上時，其表面為平面，圓形凸臺3的外直徑為34.375mm，鎖定D形軸孔4內直徑為20.05mm，鎖定D形 軸孔4的深度至鏈輪本體的中心點處，鎖定D形軸孔4的口沿外直 徑為26mm， " U "形花鍵槽5的槽寬為15.1mm， " U "形花鍵槽5 的底部至鎖定D形軸孔4的中心距離為8.45mm;所述的帶有中心圓 軸孔6的一面的圓形凸臺3'的高度為3.71mm，中心圓軸孔6的直 徑為10mm;齒2的厚度為3.24mm，齒頂圓直徑49.5mm，齒根圓直 徑41mm;拋油環7的外直徑為41.8mm，內直徑為38.1mm;封環8 的外直徑為42mm，內直徑為26mm，內直徑與鎖定D形軸孔4的口 沿外直徑一致；以上各尺寸的尺寸誤差《0.05mm。 實施例1
按照附圖l、 2、 3、 4、 5生產粉末冶金轎車鏈輪，其生產步驟如 下
(一)配料及原材料的選用
鏈輪本體、齒選用粉末冶金原料，各原料的重量百分配比為銅 粉佔3%、鎳粉佔2%、石墨粉佔0.6%、鉬粉佔1.5%、鐵粉佔92.9%; 拋油環7選用GCrl5鋼材製作；封環8選用優質碳素鋼片製作； (二)混粉
將按上述重量配比稱取的銅粉、鎳粉、石墨粉、鉬粉、鐵粉採用雙 錐形混料機混合均勻，混粉時間為60分鐘，作為壓制齒輪本體、齒 的粉末冶金混合粉料； (三)壓制
將壓制齒輪本體、齒的粉末冶金混合粉料按製備一個齒輪本體和齒的用量，放入按該轎車鏈輪樣式的壓模內，採用全自動分體式多級浮動模架，在YT250t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，壓制的壓力為8T/cm2，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7.0g/cm^齒部的密度為7.2g/cm3， 維氏硬度為420;(四) 燒結將毛坯放入高溫燒結爐內燒結，燒結溫度為1175。C，保溫3小時;(五) 整形對燒結後的毛坯，用整形機對其齒部、齒的兩側、鎖定D形軸孔 進行整形，以保端跳；(六) 機加工對齒的厚度進行機加工，保證齒厚為3士0.10mm，對 鎖定D形軸孔上的"U"槽深度精加工，保證"U"槽深度的誤差為 士0.05mm;(七) 去毛刺-用鋼絲輪去毛剌，用超聲波清洗機進行清洗，提高光潔度，使齒為 R角，無尖角；(八) 熱處理 用網帶爐進行淬火處理； (九)焊接封環對經過熱處理成型的齒輪本體，再將拋油環套裝在圓形凸臺的外 側，蓋上封環，用專用的對焊機進行對焊接，將封環與圓形凸臺及拋 油環固定為一體，即為成品。通過本發明生產的粉末冶金轎車鏈輪，在高溫疲勞試驗機上進行 試驗，各項性能指標均達到轎車鏈輪的使用要求，並優於現有轎車使用的鏈輪，在批量生產中，通過隨機抽樣抽檢100件，合格率為99
權利要求
1、一種粉末冶金轎車鏈輪，由鏈輪本體(1)、齒(2)構成，其特徵在於在鏈輪本體(1)的兩個側面分別設有外直徑相同的圓形凸臺(3、3′)，在一個側面的圓形凸臺(3)的中心設鎖定D形軸孔(4)，在鎖定D形軸孔(4)與車軸花鍵相對的一側內壁上設「∪」形花鍵槽(5)，在鏈輪本體(1)的另一個側面的圓形凸臺(3′)的中心設中心圓軸孔(6)，在兩個側面的圓形凸臺(3、3′)的周壁外側分別繞有拋油環(7)，並在兩個圓形凸臺(3、3′)的表面上分別焊接上封環(8)；所述的鏈輪本體(1)、齒(2)、及其鎖定D形軸孔(4)、「∪」形花鍵槽(5)、中心圓軸孔(6)均採用粉末冶金原料一次燒結成一整體。
2、 根據權利要求1所述的粉末冶金轎車鏈輪，其特徵在於所述 的帶有鎖定D形軸孔(4)的一面的圓形凸臺(3)的高度為3.56mm， 鎖定D形軸孔(4)的口沿高出圓形凸臺(3)表面的高度為1.55mm， 與封環(8)的厚度一致，圓形凸臺(3)的外直徑為34.375mm，鎖 定D形軸孔(4)內直徑為20.05mm，鎖定D形軸孔(4)的深度至 鏈輪本體的中心點處，鎖定D形軸孔(4)的口沿外直徑為26mm,"U "形花鍵槽(5)的槽寬為15.1mm， " U "形花鍵槽(5)的底部 至鎖定D形軸孔(4)的中心距離為8.45mm;所述的帶有中心圓軸 孔(6)的一面的圓形凸臺(3')的高度為3.71mm，中心圓軸孔(6) 的直徑為10mm;齒(2)的厚度為3.24mm，齒頂圓直徑49.5mm， 齒根圓直徑41mm;拋油環(7)的外直徑為41.8mm，內直徑為38.1mm;封環(8)的外直徑為42mm，內直徑為26mm，內直徑與鎖定D形 軸孔(4)的口沿外直徑一致。
3、 一種如上所述的粉末冶金轎車鏈輪製備方法，其特徵在於它 是由如下步驟完成的.-(一)配料及原材料的選用鏈輪本體、齒選用粉末冶金原料，各原料的重量百分配比為銅 粉佔1-5%、鎳粉佔1-3%、石墨粉佔0.5-0.8%、鉬粉佔0.5-2.5%、鐵 粉佔88.7-97.0%;拋油環選用GCrl5鋼材製作；封環選用優質碳素鋼 片製作；(二)混粉將按上述重量配比稱取的銅粉、鎳粉、石墨粉、鉬粉、鐵粉採用雙 錐形混料機混合均勻，混粉時間為55-65分鐘，作為壓制齒輪本體、 齒的粉末冶金混合粉料； (三)壓制將壓制齒輪本體、齒的粉末冶金混合粉料按製備一個齒輪本體和齒 的用量，放入按該轎車鏈輪樣式的壓模內，採用全自動分體式多級浮 動模架，在YT250t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，壓制的壓力為8T/cm2，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> 7.1g/cm3，維氏硬度為350-500;(四)燒結將毛坯放入高溫燒結爐內燒結，燒結溫度控制在1170-118(TC範 圍內，保溫2-4小時；(五) 整形對燒結後的毛坯，用整形機對其齒部、齒的兩側、鎖定D形軸孔 進行整形，以保證端跳；(六) 機加工通過機加工，使齒厚保證為3mm，誤差為土0.10mm， "U"形花鍵槽的深度誤差為士0.05mm;(七) 去毛刺用鋼絲輪去毛刺，用超聲波清洗機清洗，提高光潔度， 形成R角，無尖角；(八) 熱處理採用網帶爐或淬火爐進行淬火處理； (九)焊接封環對經過熱處理成型的齒輪本體，再將拋油環套裝在圓形凸臺的外 側，蓋上封環，採用專用的對焊機進行對焊，將封環與圓形凸臺及拋 油環固定為一體，即為成品。
全文摘要
本發明公開了一種粉末冶金轎車鏈輪及其製備方法，由鏈輪本體(1)、齒(2)構成，其特徵在於在鏈輪本體(1)在一個側面的圓形凸臺(3)的中心設鎖定D形軸孔(4)，另一個側面的圓形凸臺(3′)的中心設中心圓軸孔(6)，在圓形凸臺(3、3′)的周壁外側繞有拋油環(7)，表面焊接上封環(8)。其製備方法為採用粉末冶金原料一次燒結成一整體。該方法生產的粉末冶金轎車鏈輪，不僅具有耐磨、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；而且還具有良好的潤滑性能，特別適用於轎車鏈輪。
文檔編號F16H55/30GK101275661SQ200810015989
公開日2008年10月1日 申請日期2008年5月14日 優先權日2008年5月14日
發明者呂元之, 吳兆花, 吳榮昌, 張應波, 民 童 申請人:呂元之