CN101358647B - 一种同步器锥环及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种同步器锥环及其制造方法。所述同步器锥环包括锥环基体(1)和摩擦材料层(3)，其中，所述同步器锥环还包括金属板层(2)，所述金属板层(2)接合于所述锥环基体(1)的内锥面和/或外锥面上，摩擦材料层(3)接合于所述金属板层(2)的不与锥环基体(1)接合的表面上，且所述摩擦材料层(3)为金属合金。本发明提供的同步器锥环大大降低了制造成本，同时通过金属板层，即可利用简单的制造工艺将摩擦材料层接合到锥环基体上，从而得到成本低且同步效果好的同步器锥环。此外，所述同步器锥环还具有耐磨性好，使用寿命长的优点。

Description

一种同步器锥环及其制造方法

技术领域

本发明涉及用于车辆变速器中的同步器，更具体地说，涉及一种同步器锥环及其制造方法。

背景技术

车辆同步器是车辆变速器中为使换挡轻便无声、灵活可靠并延长配合齿轮寿命的一种重要零部件。而同步器锥环则是同步器的摩擦传动元件，其与相配合的齿轮的锥面产生摩擦力矩，使主、被动件的相对转速趋近于零，以在瞬间完成同步，从而使主、被动齿轮无冲击且无声地实现换挡。通常，锥环的配合锥面的摩擦力矩越大，则完成同步所需的时间越短，同步性能越稳定。

目前，采用整体铜合金制造车辆同步器锥环是车辆制造业中最普遍采用的主流技术。该技术虽然能够满足车辆的使用要求，但是其缺点在于，由于铜材料本身很贵，而且耐磨性差，所以造成锥环的成本高，使用寿命短，同步性差。因此，作为选择，近年来开始采用铁基喷钼技术来制造同步器锥环，即以钢作为基体，并通过在其配合锥面上喷涂金属钼，从而增大配合摩擦面的摩擦因数。但是，由于钼是一种比铜还要昂贵的稀缺金属，因此这种技术对于降低同步器锥环的制造成本来说，实际效果并不明显。而且，由于喷涂工艺只适用于纯金属，因此除金属钼之外的其他一些摩擦材料，如金属合金无法采用喷涂的方式接合于锥环基体上，而且喷涂工艺比较复杂，不易控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用便宜的摩擦材料，通过简单的制造工艺制造的成本低且同步效果好的同步器锥环。本发明的另一个目的是提供一种所述同步器锥环的制造方法。

本发明提供的同步器锥环包括锥环基体和摩擦材料层，其中，所述同步器锥环还包括金属板层，所述金属板层接合于所述锥环基体的内锥面和/或外锥面上，摩擦材料层接合于所述金属板层的不与锥环基体接合的表面上，且所述摩擦材料层为金属合金。

本发明提供的同步器锥环的制造方法包括：先将摩擦材料接合到金属板上，然后将金属板切割成小块，最后将切成小块的金属板的没有接合摩擦材料的一面接合到锥环基体的内锥面和/或外锥面上，其中所述摩擦材料为金属合金。

本发明提供的同步器锥环由于采用的是便宜的摩擦材料层来代替昂贵的稀缺金属钼，因此降低了同步器锥环的制造成本。同时通过简单的制造工艺即可将摩擦材料接合到锥环基体上，并且通过利用金属板层，可以避免因将摩擦材料层直接烧结于锥环基体上而带来的加工难度大的问题，从而得到成本低且同步效果好的同步器锥环。此外，通过采用钢制的锥环基体，可以提高同步器锥环的耐磨性，从而延长同步器锥环的使用寿命。

附图说明

图1为本发明提供的同步器锥环的截面示意图。

具体实施方式

下面，结合附图，对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供的同步器锥环包括锥环基体1、金属板层2和摩擦材料层3。

其中，所述锥环基体1由钢制成。由于钢与现有技术普遍采用的铜相比，具有价格便宜且耐磨性好等优点，因此，采用钢制的锥环基体可以大大降低同步器锥环的制造成本，同时延长其使用寿命。优选情况下，为了进一步提高零件的硬度和耐磨性，可以对所述钢制锥环基体1进行渗碳淬火处理。

所述金属板层2接合于所述锥环基体1的内锥面和/或外锥面上。具体金属板层2接合于锥环基体1的哪个锥面，取决于同步器锥环的工作表面是哪个表面。因为根据应用场合的不同，同步器锥环的工作表面可以为其内锥面，也可以为其外锥面，或者内外锥面同时作为工作表面。因此，只要保证将金属板层2接合于锥环基体1的工作表面侧即可。图1中所示为金属板层2接合于锥环基体1的内锥面的情况。

所述金属板层2可以为各种金属，优选为钢，因为钢具有较高的硬度和耐磨性。所述金属板层2的厚度可以根据具体的情况来定，通常在0.5毫米-1.0毫米之间。所述金属板层2可以通过各种工艺实现与锥环基体1的接合，如通过焊接、过盈配合、粘结等等，优选金属板层2通过激光焊接接合于锥环基体1的内锥面和/或外锥面上。

所述摩擦材料层3接合于所述金属板层2的不与锥环基体1接合的表面上。也就是说，金属板层1的一面与锥环基体1接合，另一面与摩擦材料层3接合，而摩擦材料层3最终与配合部件相接触进行工作。所述摩擦材料层3为金属合金，所述金属合金为摩擦系数较大的金属合金，其摩擦系数在0.3-0.5之间。优选地，所述金属合金含有铜、铁和锡，以金属合金的总重量为基准，铜的含量为60-90重量％，铁的含量为5-25重量％，锡的含量为2-20重量％。由于这种摩擦材料与现有技术采用的金属钼相比，价格便宜，因此降低了同步器锥环的制造成本。所述摩擦材料层3的厚度可以根据具体情况来定，通常在0.5毫米-1.0毫米之间，以达到足够的摩擦效果。所述摩擦材料层3可以通过各种工艺实现与金属板层2的接合，如通过烧结、粘结等等，优选摩擦材料层3通过烧结与金属板层2接合。通过设置摩擦材料层3，可以增大同步器锥环的配合锥面，即工作表面的摩擦力矩，从而缩短同步时间，提高同步性能。

由于本发明采用的这种便宜的摩擦材料层3不能像金属钼一样采用喷涂的方式接合于锥环基体1上，而且如果将其直接例如烧结到锥环基体1上，则加工起来难度非常大，因此本发明通过利用金属板层2可以很方便地解决这个问题，降低加工难度。具体的制造方法为：首先，在一大面积的薄金属板(如钢板)上先烧结一层摩擦材料，以形成摩擦材料层3；然后根据预制成的锥环基体1的内径或外径尺寸，对烧结有摩擦材料的大面积的薄金属板进行切割，如将其切割成若干小块梯形板，并对切割后的小块板进行适当的折弯和整形；最后通过激光焊接将这些小块板牢固地连接到锥环基体1的内锥面和/或外锥面上，从而完成本发明提供的同步器锥环的加工制造。其中，同步器锥环的最终内径或外径尺寸可以通过控制金属板和摩擦材料层的厚度来得以保证。由于在锥环基体上进行激光焊接比进行烧结容易实现，因此通过利用金属板层2，可以避免因将摩擦材料层3直接烧结于锥环基体1上而带来的加工难度大的问题，从而通过简单的制造工艺即可将摩擦材料接合到锥环基体上。

Claims (10)

1.一种同步器锥环，所述同步器锥环包括锥环基体(1)和摩擦材料层(3)，其特征在于，所述同步器锥环还包括金属板层(2)，所述金属板层(2)接合于所述锥环基体(1)的内锥面和/或外锥面上，摩擦材料层(3)接合于所述金属板层(2)的不与锥环基体(1)接合的表面上，且所述摩擦材料层(3)为金属合金，所述金属合金含有铜、铁和锡，以金属合金的总重量为基准，铜的含量为60-90重量％，铁的含量为5-25重量％，锡的含量为2-20重量％。

2.根据权利要求1所述的同步器锥环，其中，所述金属板层(2)通过激光焊接与锥环基体(1)接合。

3.根据权利要求1所述的同步器锥环，其中，所述摩擦材料层(3)的厚度为0.5-1.0毫米。

4.根据权利要求1所述的同步器锥环，其中，所述摩擦材料层(3)通过烧结与金属板层(2)接合。

5.根据权利要求1所述的同步器锥环，其中，所述锥环基体(1)由钢制成。

6.一种同步器锥环的制造方法，其特征在于，该方法包括：先将摩擦材料接合到金属板上，然后将金属板切割成小块，最后将切成小块的金属板的没有接合摩擦材料的一面接合到锥环基体的内锥面和/或外锥面上，其中所述摩擦材料为金属合金，所述金属合金含有铜、铁和锡，以金属合金的总重量为基准，铜的含量为60-90重量％，铁的含量为5-25重量％，锡的含量为2-20重量％。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述金属板通过激光焊接与锥环基体接合。

8.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述摩擦材料的厚度为0.5-1.0毫米。

9.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述摩擦材料通过烧结与金属板接合。

10.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述锥环基体由钢制成。

Images