CN102000825A - 一种摩托车离合器主动齿轮的制造方法 - Google Patents

一种摩托车离合器主动齿轮的制造方法 Download PDF

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曹红斌
包崇玺
张静锋
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Abstract

一种摩托车离合器主动齿轮的制造方法,其特征在于依次包括如下步骤:①准备好原料,即铁、铬、钼、镍、碳及铜的混合粉,然后加入所需含量的润滑剂;②将上述混合粉在压力大于600MPa的压机上压制成密度大于7.3g/cm3的主动齿轮零件;③烧结,将该主动齿轮零件在温度1100℃~1350℃中进行烧结,烧结的时间为10~120分钟,烧结在真空烧结炉或连续式烧结炉中进行;④热处理,根据烧结零件的化学成分要求,确定热处理工艺,热处理淬火温度为800~1000℃,保温30~45分钟,回火温度为150~400℃,保温110~130分钟。本发明的优点在于,制作工艺简单,具有精度高、强度大、表面光滑度好,有效地解决了锻造过程由于在高温下进行而模具易产生龟裂的难题,从而降低了生产成本,提高了生产效率。

Description

一种摩托车离合器主动齿轮的制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种摩托车离合器主动齿轮的制造方法。 背景技术
[0002] 齿轮作为传动系统的重要零部件,传统的方法都是通过机械加工成形的。机械加 工的离合器主动齿轮目前的主要加工方法有钢材直接通过机械加工的方法成形以及通过 冷挤压成形。机械加工的方法工序较长,原材料利用率较低,大约在40〜60%之间,产品成 本较高,一致性较差,生产效率较低,难以满足摩托车对关键零件的性能要求。
[0003] 而采用冷挤压的方法成形,一般需要温煅制坯,然后冷挤压成形。煅件尺寸精度 高、尺寸一致性好、表面光洁、内齿轮的齿形精度高、齿轮轮廓清晰,外表面机加工余量较 少;材料利用率达到90%左右;温锻模具(凹模)寿命5000〜6000件,而冷挤压模具(凸 模)寿命8000〜10000件;冷挤压件的外表光洁,机械加工余量少,显著减少后续机械加工 工作量,生产周期短,生产效率高。但是冷挤压的方法模具损耗较大,成本还难以满足摩托 车工业的要求。
[0004] 粉末冶金是一门制造金属粉末和以金属粉末(包括混入非金属粉末)为原料,以 成形-烧结的基本方法制造材料或制品的技术学科。广义上讲,它还包括以氧化物、氮化 物、碳化物等非金属化合物粉末为原料的,以成形_烧结方法制造材料或制品的技术。粉末 冶金工艺是将原料粉末加入一定模腔后加压成形,再经一定条件下烧结,或在特定的模具 中烧结以得到制品的技术过程。随着工业的发展,对零件的要求越来越高,例如成本、交货 周期和噪音等方面机械加工的零件往往难以满足要求。粉末冶金是一项能制造形状复杂零 件的技术,可以节省原材料、节能、省工,适合于大批量生产。
[0005] 与主动齿轮相配套的离合器初级从动齿轮应用粉末冶金工艺生产已经有二十余 年的历史了,但是主动齿轮尚未用粉末冶金方法生产。传统粉末冶金零件在摩托车上应用 的最大障碍是密度。传统粉末冶金零件的密度仅能达到7. Og/cm3左右,因此在强度、疲劳 性能等方面完全不能满足主动齿轮高速转动的要求,不断提高产品的密度成为粉末冶金的 研究方向。
[0006] 本发明主要解决粉末冶金生产摩托车离合器主动齿轮的强度问题。 发明内容
[0007] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种精度高、强度 高、容易生产制造、低成本的摩托车离合器主动齿轮的制造方法。
[0008] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种摩托车离合器主动齿轮的制 造方法,采用粉末冶金工艺生产,其特征在于依次包括如下步骤:
[0009] ①准备好粉末冶金的原料粉末,即铁、铬、钼、镍、碳及铜的混合粉,按质量百分比 该混合粉的配比为:
[0010]铁 83 〜99. 8%[0011]铬 0 〜5.0%
[0012]钼 0 〜3.0%
[0013]镍 0 〜4%
[0014]碳 0.1 〜1.0%
[0015]铜 0 〜3%
[0016] 其中,铬、钼、铜、镍可以以铁合金或母合金形式加入,碳以石墨形式加入,然后加 入质量百分比含量为0. 1〜的润滑剂;
[0017] ②将上述混合粉在压机上压制成密度大于7. 3g/cm3的主动齿轮零件,压制压力大 于 600MPa ;
[0018] ③烧结,将该主动齿轮零件在温度1100°C〜1350°C中进行烧结,烧结的时间为 10〜120分钟,烧结在真空烧结炉中进行或者是氮气为基础、氢气的比例在1〜75vol%的 烧结炉中进行;
[0019] ④热处理,根据烧结零件的化学成分要求,确定热处理工艺,热处理淬火温度为 800〜1000°C,保温30〜45分钟,回火温度为150〜400°C,保温110〜130分钟。
[0020] 作为改进,所述步骤①中的润滑剂优选为蜡。
[0021] 作为改进,所述步骤①中的润滑剂及石墨等可以采用粘接处理方式加入。
[0022] 作为改进,所述步骤②中所述的压制可以采用温压成形或模具加热成形以降低压 制压力。
[0023] 作为改进,所述步骤②中所述的压制可以采用模壁润滑方式降低润滑剂的含量。
[0024] 作为改进,所述步骤④热处理后,还可增加步骤⑤,即将热处理后零件进行喷丸处 理,以进一步提高产品的疲劳强度和表面密度。
[0025] 作为改进,所述步骤⑤后,还可增加步骤⑥进行研磨端面,即根据产品高度、平面 度以及平行度的要求对零件进行研磨。
[0026] 与现有技术相比,本发明的优点在于,制作工艺简单,产品精度高、强度大、表面光 洁度好,解决了传统粉末冶金零件的密度小的问题,有效地消除了锻造过程中由于在高温 下进行而使模具易产生龟裂的缺陷,从而降低了生产成本,提高了生产效率。
附图说明
[0027] 图1为摩托车离合器主动齿轮热处理金相组织照片(为马氏体);
[0028] 图2为摩托车离合器主动齿轮孔隙照片;
[0029] 图3为摩托车离合器主动齿轮热处理后的显微硬度图。
具体实施方式
[0030] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述,以下的百分比为质量百分比。
[0031] 实施例一:
[0032] ①准备好原料,即铁合金和碳的混合粉,其配比为:铁合金(铬为1.5%,钼为 0. 2%,铁98. 3% )为99. 45% ;碳为0. 25%,然后加入含量为0. 3%的有机硅烷类蜡润滑 剂;
[0033] ②将上述混合粉在压机上压制成密度大于7. 45g/cm3的主动齿轮零件;压制可以采用温压成形、模具加热成形。
[0034] ③烧结,将该主动齿轮零件在温度1280°C中进行烧结,烧结的时间为30分钟,烧 结在真空烧结炉中进行或者是氮气为基础、氢气的比例在10vol%的烧结炉中进行;
[0035] ④热处理,根据烧结零件的化学成分要求,确定热处理工艺,热处理碳势为0. 8%, 淬火温度为830°C,保温30分钟,回火温度为200°C,保温130分钟(金相组织见图1,显微 硬度见图3)。
[0036] ⑤将热处理后零件进行喷丸处理,以进一步提高产品的疲劳强度和表面密度。
[0037] 热处理后产品硬度为HRC50〜55,抗拉强度大于1300MPa,屈服强度大于lOOOMPa, 冲击强度大于40J,延伸率大于1.5%。
[0038] 实施例二 :
[0039] ①准备好原料,即铁、铬、碳及镍的混合粉,其配比为:铁合金(铬为1.5%,钼为 0. 2 %,铁98. 3 % )为97. 95 %,碳为0. 25 %,镍为1. 5 %,然后加入含量为0. 3 %的有机硅烷 类蜡润滑剂;
[0040] ②将上述混合粉在压机上压制成密度大于7. 4g/cm3的主动齿轮零件;压制可以采 用温压成形、模具加热成形。
[0041] ③烧结,将该主动齿轮零件在温度1300°C中进行烧结,烧结的时间为30分钟,烧 结在真空烧结炉中进行或者是氮气为基础、氢气的比例在75vol%的烧结炉中进行;
[0042] ④热处理,根据烧结零件的化学成分要求,确定热处理工艺,热处理淬火温度为 9000C,热处理碳势0. 8%,保温35分钟,回火温度为200°C,保温120分钟。
[0043] 烧结后产品硬度为HVlO大于200,抗拉强度大于650MPa,屈服强度大于450MPa,冲 击强度大于80J,延伸率大于4%。
[0044] 实施例三:
[0045] ①准备好原料,即铁、铬、钼、镍、碳及铜的混合粉,其配比为:铁为85. :碳为 0. 8%,铬为5. 0%,钼为1. 5%,镍含量为4%,铜含量为3%,然后加入含量为0. 6%的乙撑 双硬脂酰胺(Ethylene bis-stearamide,EBS)类润滑剂;
[0046] ②将上述混合粉在压机上压制成密度大于7. 3g/cm3的主动齿轮零件;压制可以 采用温压成形、阴模加热成形。
[0047] ③烧结,将该主动齿轮零件在温度1350°C中进行烧结,烧结的时间为10分钟,烧 结在真空烧结炉中进行或者是氮气为基础、氢气的比例在15vol%的烧结炉中进行;
[0048] ④热处理,根据烧结零件的化学成分要求,确定热处理工艺,热处理淬火温度为 9000C,保温45分钟,回火温度为200°C,保温130分钟。
[0049] ⑤进行研磨端面,即根据高度、平面度以及平行度的要求进行研磨。
[0050] 实施例四:
[0051] ①准备好原料,即铁、铬、钼、镍、碳及铜的混合粉,其配比为:铁为93. :碳为 0.8%,铬为2%,钼为1%,镍含量为2%,铜含量为1%,然后加入含量为0. 的乙撑双硬 脂酰胺(Ethylene bis-stearamide, EBS)润滑剂;
[0052] ②将上述混合粉在压力大于600MPa的压机上压制成密度大于7. 3g/cm3的主动齿 轮零件;压制采用模壁润滑成形。
[0053] ③烧结,该主动齿轮零件在温度1300°C中进行烧结,烧结的时间为25分钟,烧结在真空烧结炉中进行或者是氮气为基础、氢气的比例在10vol%的烧结炉中进行;
[0054] ④热处理,根据烧结零件的化学成分要求,确定热处理工艺,热处理淬火温度为 8500C,保温45分钟,回火温度为400°C,保温120分钟。
[0055] ⑥进行研磨端面,即根据高度、平面度以及平行度的要求进行研磨。
[0056] 实施例五:
[0057] ①准备好原料,即铁、铬、钼、镍、碳及铜的混合粉,其配比为:铁为88. 7% :碳为 0. 5%,铬为0. 5%,钼为3. 0%,镍含量为3. 5%,铜含量为3%,然后加入含量为0. 8%的乙 撑双硬脂酰胺(Ethylene bis-stearamide, EBS)润滑剂;
[0058] ②将上述混合粉在压机上压制成密度大于7. 3g/cm3的主动齿轮零件;压制可以采 用温压成形、模具加热成形。
[0059] ③烧结,将该主动齿轮零件在温度1100°c中进行烧结,烧结的时间为120分钟,烧 结在真空烧结炉中进行或者是氮气为基础、氢气的比例在10vol%的烧结炉中进行;
[0060] ④热处理,根据烧结零件的化学成分要求,确定热处理工艺,热处理淬火温度为 9500C,保温40分钟,回火温度为350°C,保温110分钟。
[0061] ⑤即将热处理后将零件进行喷丸处理,以进一步提高产品的疲劳强度和表面密度。
[0062] ⑥进行研磨端面,即根据高度、平面度以及平行度的要求进行研磨。

Claims (5)

1. 一种摩托车离合器主动齿轮的制造方法,采用粉末冶金工艺,其特征在于依次包括 如下步骤:①准备原料,即铁、铬、钼、镍、碳及铜的混合粉,按质量百分比该混合粉的配比为:铁 83 - -99. 8%铬 0〜 5. 0%钼 0〜 3. 0%镍 0〜 4%碳 0. 1 〜1. 0%铜 0〜 3%其中,铬、钼、铜、镍以铁合金或母合金形式加入,碳以石墨形式加入,然后加入质量百 分比为0.1〜的润滑剂;②将上述混合粉在压力大于600MPa的压机上压制成密度大于7. 3g/cm3的主动齿轮零件;③烧结,将该主动齿轮零件在温度1100°c〜1350°c中进行烧结,烧结的时间为10〜 120分钟,烧结在真空烧结炉中进行或者是氮气为基础、氢气的比例在1〜75vol%的烧结 炉中进行;④热处理,根据烧结零件的化学成分要求,确定热处理工艺,热处理淬火温度为800〜 1000°C,保温30〜45分钟,回火温度为150〜400°C,保温110〜130分钟。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于:所述步骤①中的润滑剂优选为蜡。
3.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于:所述步骤②中的压制采用温压成形 或模具加热成形。
4.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于:所述步骤④热处理后,还增加步骤 ⑤,即将热处理后零件进行喷丸处理,以进一步提高产品的疲劳强度和表面密度。
5.根据权利要求4所述的制造方法,其特征在于:所述步骤⑤后,还增加步骤⑥进行研 磨端面,即根据产品高度、平面度以及平行度的要求进行研磨。
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