CN100547264C - 一种粉末冶金轿车链轮及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉末冶金轿车链轮及其制备方法，由链轮本体(1)、齿(2)构成，其特征在于在链轮本体(1)在一个侧面的圆形凸台(3)的中心设D形锁定轴孔(4)，另一个侧面的圆形凸台(3′)的中心设中心圆轴孔(6)，在圆形凸台(3、3′)的周壁外侧绕有抛油环(7)，表面焊接上封环(8)。其制备方法为采用粉末冶金原料一次烧结成一整体。该方法生产的粉末冶金轿车链轮，不仅具有耐磨、耐蚀、整体性好的优点，还具有容易安装、固定稳定、比重轻、精度高、易于批量生产的优点；而且还具有良好的润滑性能，特别适用于轿车链轮。

Description

一种粉末冶金轿车链轮及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种轿车链轮及其制备方法，特别是一种粉末冶金轿车链轮及其制备方法。

背景技术

由于粉末冶金烧结制品具有耐蚀性、耐磨性、精度高、强度高、生产成本低、易于批量生产、整体性好等优点，所以广泛应用。但因粉末冶金制品工艺的特殊性，其基体有许多缝隙，淬火时容易产生裂纹，特别在齿根部，所以加工困难。但经过检索，目前在轿车上所用的链轮仍为钢材机加工产品，未见采用粉末冶金制备轿车用链轮的报道，其结构由链轮本体、齿及轴孔构成，其轴孔为圆形，其链轮本体为一整片体。采用机加工工艺生产的轿车用链轮的不足之处在于其比重大，与轴装配固定不牢固、不稳定，且生产成本高、耐磨性差，影响使用寿命。从目前使用的轿车链轮看，在链轮的本体上未加抛油结构，因此，也影响轿车链轮的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种比重小、与转动轴容易稳定固定、生产成本低、耐磨性能好、且带有抛油结构的粉末冶金轿车链轮。

本发明的另一目的在于提供一种如上所述的粉末冶金轿车链轮制备方法。

为达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该粉末冶金轿车链轮，由链轮本体、齿构成，其特征在于在链轮本体的两个侧面分别设有外直径相同的圆形凸台，在一个侧面的圆形凸台的中心设D形锁定轴孔，在D形锁定轴孔与车轴花键相对的一侧内壁上设“∪”形花键槽，在链轮本体的另一个侧面的圆形凸台的中心设中心圆轴孔，在两个侧面的圆形凸台的周壁外侧绕有抛油环，并在两个圆形凸台的表面上分别焊接上封环，使圆形凸台与相应的抛油环之间形成密封油腔；所述的链轮本体、齿、及其D形锁定轴孔、“∪”形花键槽、中心圆轴孔均采用粉末冶金原料一次烧结成一整体。本发明还通过如下措施实施：所述的抛油环为GCr15钢材制作；所述的封环采用优质碳素钢片制作；所述的带有D形锁定轴孔的一面的圆形凸台的高度为3.56mm，D形锁定轴孔的口沿高出圆形凸台表面的高度为1.55mm，与封环的厚度一致，当封环焊接在D形锁定轴孔的口沿外侧的圆形凸台表面上时，其表面为平面，圆形凸台的外直径为34.375mm，D形锁定轴孔内直径为20.05mm，D形锁定轴孔的深度至链轮本体的中心点处，D形锁定轴孔的口沿外直径为26mm，“∪”形花键槽的槽宽为15.1mm，“∪”形花键槽的底部至D形锁定轴孔的中心距离为8.45mm；所述的带有中心圆轴孔的一面的圆形凸台的高度为3.71mm，中心圆轴孔的直径为10mm；齿的厚度为3.24mm，齿顶圆直径49.5mm，齿根圆直径41mm；抛油环的外直径为41.8mm，内直径为38.1mm；封环的外直径为42mm，内直径为26mm，内直径与D形锁定轴孔的口沿外直径一致；以上各尺寸的尺寸误差≤0.05mm。

如上所述的粉末冶金轿车链轮制备方法，其特征在于它是由如下步骤完成的：

(一)配料及原材料的选用：

链轮本体、齿选用粉末冶金原料，各原料的重量百分配比为：铜粉占1-5％、镍粉占1-3％、石墨粉占0.5-0.8％、钼粉占0.5-2.5％、铁粉占88.7-97.0％；抛油环选用GCr15钢材制作；封环选用优质碳素钢片制作；在本配比中，加入铜粉、镍粉、钼粉主要是为了提高粉末冶金轿车链轮的强度及淬火性能，其所加入比例范围是经过多次试验而确定的；

(二)混粉：

将按上述重量配比称取的铜粉、镍粉、石墨粉、钼粉、铁粉采用双锥形混料机混合均匀，混粉时间为55-65分钟，作为压制齿轮本体、齿的粉末冶金混合粉料；

(三)压制：

将压制齿轮本体、齿的粉末冶金混合粉料按制备一个齿轮本体和齿的用量，放入按该轿车链轮样式的压模内，采用全自动分体式多级浮动模架，在YT250t的全自动液压机上，通过多级浮动，实现自动移粉，压制成毛坯，压制的压力为8T/cm²，通过多级浮动移粉，在相同的压力下，使压制的齿轮本体密度为6.8-7.2g/cm³，齿部的密度＞7.1g/cm³，维氏硬度为350-500；

(四)烧结：

将毛坯放入高温烧结炉内烧结，烧结温度控制在1170-1180℃范围内，保温2-4小时；

(五)整形：

对烧结后的毛坯，用整形机对其齿部、齿的两侧、D形锁定轴孔进行整形，以保证端跳；

(六)机加工：通过机加工，使齿厚保证为3mm，误差为±0.10mm，“U”形花键槽的深度误差为±0.05mm；

(七)去毛刺：用钢丝轮去毛刺，用超声波清洗机清洗，提高光洁度，形成R角，无尖角；

(八)热处理

采用网带炉或淬火炉进行淬火处理；

(九)焊接封环

对经过热处理成型的齿轮本体，再将抛油环套装在圆形凸台的外侧，盖上封环，采用专用的对焊机进行对焊，将封环与圆形凸台及抛油环固定为一体，即为成品。

通过本发明生产的粉末冶金轿车链轮，在高温疲劳试验机上进行试验，各项性能指标均达到轿车链轮的使用要求，并优于现有轿车使用的链轮。

本发明的有益效果在于：该粉末冶金轿车链轮及其制备方法，由于齿轮本体及齿和轴孔不仅为一次成型，而且具有耐磨、耐蚀、整体性好的优点；还具有容易安装、固定稳定、比重轻、精度高、易于批量生产的优点；由于加设了抛油环密封结构，可使油不断侵入齿部，具有良好的润滑性能，特别适用于轿车链轮。

附图说明

图1为本发明结构俯视示意图。

图2为本发明结构仰视示意图。

图3为本发明沿图1A-A剖视示意图。

图4为本发明抛油环俯视示意图。

图5为本发明封环俯视示意图。

具体实施方式

参照附图1、2、3、4、5制作本发明。该粉末冶金轿车链轮，由链轮本体1、齿2构成，其特征在于在链轮本体1的两个侧面分别设有外直径相同的圆形凸台3、3′，在一个侧面的圆形凸台3的中心设D形锁定轴孔4，在D形锁定轴孔4与车轴花键相对的一侧内壁上设“∪”形花键槽5，在链轮本体1的另一个侧面的圆形凸台3′的中心设中心圆轴孔6，在两个侧面的圆形凸台3、3′的周壁外侧分别绕有抛油环7，并在两个圆形凸台3、3′的表面上分别焊接上封环8，使圆形凸台3、3′与相应的抛油环7之间形成密封油腔；所述的链轮本体1、齿2、及其D形锁定轴孔4、“∪”形花键槽5、中心圆轴孔6均采用粉末冶金原料一次烧结成一整体。本发明还通过如下措施实施：所述的抛油环7为GCr15钢材制作；所述的封环8采用优质碳素钢片制作；所述的带有D形锁定轴孔4的一面的圆形凸台3的高度为3.56mm，D形锁定轴孔4的口沿高出圆形凸台3表面的高度为1.55mm，与封环8的厚度一致，当封环8焊接在D形锁定轴孔4的口沿外侧的圆形凸台3表面上时，其表面为平面，圆形凸台3的外直径为34.375mm，D形锁定轴孔4内直径为20.05mm，D形锁定轴孔4的深度至链轮本体的中心点处，D形锁定轴孔4的口沿外直径为26mm，“∪”形花键槽5的槽宽为15.1mm，“∪”形花键槽5的底部至D形锁定轴孔4的中心距离为8.45mm；所述的带有中心圆轴孔6的一面的圆形凸台3′的高度为3.71mm，中心圆轴孔6的直径为10mm；齿2的厚度为3.24mm，齿顶圆直径49.5mm，齿根圆直径41mm；抛油环7的外直径为41.8mm，内直径为38.1mm；封环8的外直径为42mm，内直径为26mm，内直径与D形锁定轴孔4的口沿外直径一致；以上各尺寸的尺寸误差≤0.05mm。

实施例1

按照附图1、2、3、4、5生产粉末冶金轿车链轮，其生产步骤如下：

(一)配料及原材料的选用：

链轮本体、齿选用粉末冶金原料，各原料的重量百分配比为：铜粉占3％、镍粉占2％、石墨粉占0.6％、钼粉占1.5％、铁粉占92.9％；抛油环7选用GCr15钢材制作；封环8选用优质碳素钢片制作；

(二)混粉：

将按上述重量配比称取的铜粉、镍粉、石墨粉、钼粉、铁粉采用双锥形混料机混合均匀，混粉时间为60分钟，作为压制齿轮本体、齿的粉末冶金混合粉料；

(三)压制：

将压制齿轮本体、齿的粉末冶金混合粉料按制备一个齿轮本体和齿的用量，放入按该轿车链轮样式的压模内，采用全自动分体式多级浮动模架，在YT250t的全自动液压机上，通过多级浮动实现自动移粉，压制成毛坯，压制的压力为8T/cm²，通过多级浮动移粉，在相同的压力下，使压制的齿轮本体密度为7.0g/cm³，齿部的密度为7.2g/cm³，维氏硬度为420；

(四)烧结：

将毛坯放入高温烧结炉内烧结，烧结温度为1175℃，保温3小时；

(五)整形：

对烧结后的毛坯，用整形机对其齿部、齿的两侧、D形锁定轴孔进行整形，以保端跳；

(六)机加工：对齿的厚度进行机加工，保证齿厚为3±0.10mm，对D形锁定轴孔上的“U”槽深度精加工，保证“U”槽深度的误差为±0.05mm；

(七)去毛刺：

用钢丝轮去毛刺，用超声波清洗机进行清洗，提高光洁度，使齿为R角，无尖角；

(八)热处理

用网带炉进行淬火处理；

(九)焊接封环

对经过热处理成型的齿轮本体，再将抛油环套装在圆形凸台的外侧，盖上封环，用专用的对焊机进行对焊接，将封环与圆形凸台及抛油环固定为一体，即为成品。

通过本发明生产的粉末冶金轿车链轮，在高温疲劳试验机上进行试验，各项性能指标均达到轿车链轮的使用要求，并优于现有轿车使用的链轮，在批量生产中，通过随机抽样抽检100件，合格率为99％。

Claims (3)

1、一种粉末冶金轿车链轮，由链轮本体(1)、齿(2)构成，其特征在于，在链轮本体(1)的两个侧面分别设有外直径相同的圆形凸台(3、3′)，在一个侧面的圆形凸台(3)的中心设D形锁定轴孔(4)，在D形锁定轴孔(4)与车轴花键相对的一侧内壁上设“∪”形花键槽(5)，在链轮本体(1)的另一个侧面的圆形凸台(3′)的中心设中心圆轴孔(6)，在两个侧面的圆形凸台(3、3′)的周壁外侧分别绕有抛油环(7)，并在两个圆形凸台(3、3′)的表面上分别焊接上封环(8)；所述的链轮本体(1)、齿(2)、及其D形锁定轴孔(4)、“∪”形花键槽(5)、中心圆轴孔(6)均采用粉末冶金原料一次烧结成一整体。

2、根据权利要求1所述的粉末冶金轿车链轮，其特征在于所述的带有D形锁定轴孔(4)的一面的圆形凸台(3)的高度为3.56mm，D形锁定轴孔(4)的口沿高出圆形凸台(3)表面的高度为1.55mm，与封环(8)的厚度一致，圆形凸台(3)的外直径为34.375mm，D形锁定轴孔(4)内直径为20.05mm，D形锁定轴孔(4)的深度至链轮本体的中心点处，D形锁定轴孔(4)的口沿外直径为26mm，“∪”形花键槽(5)的槽宽为15.1mm，“∪”形花键槽(5)的底部至D形锁定轴孔(4)的中心距离为8.45mm；所述的带有中心圆轴孔(6)的一面的圆形凸台(3′)的高度为3.71mm，中心圆轴孔(6)的直径为10mm；齿(2)的厚度为3mm，齿顶圆直径49.5mm，齿根圆直径41mm；抛油环(7)的外直径为41.8mm，内直径为38.1mm；封环(8)的外直径为42mm，内直径为26mm，内直径与D形锁定轴孔(4)的口沿外直径一致。

3、一种如上所述的粉末冶金轿车链轮制备方法，其特征在于它是由如下步骤完成的：

(一)配料及原材料的选用：

链轮本体、齿选用粉末冶金原料，各原料的重量百分配比为：铜粉占1-5％、镍粉占1-3％、石墨粉占0.5-0.8％、钼粉占0.5-2.5％、铁粉占88.7-97.0％；抛油环选用GCr15钢材制作；封环选用优质碳素钢片制作；

(二)混粉：

将按上述重量配比称取的铜粉、镍粉、石墨粉、钼粉、铁粉采用双锥形混料机混合均匀，混粉时间为55-65分钟，作为压制齿轮本体、齿的粉末冶金混合粉料；

(三)压制：

将压制齿轮本体、齿的粉末冶金混合粉料按制备一个齿轮本体和齿的用量，放入按该轿车链轮样式的压模内，采用全自动分体式多级浮动模架，在YT250t的全自动液压机上，通过多级浮动，实现自动移粉，压制成毛坯，压制的压力为8T/cm²，通过多级浮动移粉，在相同的压力下，使压制的齿轮本体密度为6.8-7.2g/cm³，齿部的密度＞7.1g/cm³，维氏硬度为350-500；

(四)烧结：

将毛坯放入高温烧结炉内烧结，烧结温度控制在1170-1180℃范围内，保温2-4小时；

(五)整形：

对烧结后的毛坯，用整形机对其齿部、齿的两侧、D形锁定轴孔进行整形，以保证端跳；

(六)机加工：

通过机加工，使齿厚保证为3mm，误差为±0.10mm，“U”形花键槽的深度误差为±0.05mm；

(七)去毛刺：

用钢丝轮去毛刺，用超声波清洗机清洗，提高光洁度，形成R角，无尖角；

(八)热处理：

采用网带炉或淬火炉进行淬火处理；

(九)焊接封环：

对经过热处理成型的齿轮本体，再将抛油环套装在圆形凸台的外侧，盖上封环，采用专用的对焊机进行对焊，将封环与圆形凸台及抛油环固定为一体，即为成品。

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