CN102049519A - 一种粉末冶金链轮的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉末冶金链轮的制造方法，包括：（1）按重量百分比配料，铜粉占2-4%、镍粉占2-4%、石墨粉占0.8-1.2%、钼粉占0.5-1.5%，其余为铁粉；（2）采用V形混料机混合均匀；（3）压制成毛坯；（4）烧结，温度1150-1200℃，保温2-4小时；（5）整形去毛刺；（6）平磨；（7）热处理。相对于现有技术，本发明的制备工艺方法进一步优化，成本更低，所得到的链轮产品具有比重小、耐磨性好、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。本发明节省生产成本，提高生产效率，加工和质量控制更加方便，并且有利于汽车发动机的节油。

Description

一种粉末冶金链轮的制造方法

技术领域

本发明涉及链轮的制备方法，尤其是一种采用粉末冶金技术制备汽车链轮的方法。

背景技术

现有的粉末冶金烧结制品具有耐腐蚀、耐磨、精度和强度高、生产成本低、易于批量生产、整体性好等优点。因此，粉末冶金烧结制品的应用领域广泛。但是，由于制造粉末冶金制品工艺的特殊性，生产过程中粉末冶金制品的基体一般会有许多缝隙，淬火时容易产生裂纹，特别是在齿轮制品的齿根部更易产生裂纹，所以加工困难、废品率较高。目前，现有轿车发动机的可变气门正时控制系统所用的链轮通常为机加工产品。中国发明专利CN100547264C，于2009年10月7日公开了“一种粉末冶金轿车链轮及其制备方法”，该专利采用粉末冶金技术制备轿车链轮，但是其工艺较为复杂，加工和质量控制较为困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于发动机可变气门正时控制系统，并且工艺优化、成本更低、比重小、耐磨性好的粉末冶金链轮的制造方法

本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：

粉末冶金链轮的制造方法，所述方法包括以下步骤：

（1）配料，将各原料按重量百分比配料，其中，铜粉占2-4%、镍粉占2-4%、石墨粉占 0.8-1.2%、钼粉占0.5-1.5%，其余为铁粉；

（2）混粉，将上述按重量比例称取的铜粉、镍粉、石墨粉、钼粉和铁粉，采用V形混料机混合均匀，混粉时间为60-100分钟，作为压制链轮的粉末冶金混合粉料；

（3）压制，从以上步骤所得到的混合粉料中取制备一个链轮的用量，放入压制模具内，采用全自动分体式多级浮动模架，在全自动液压机上通过多级浮动，实现自动移粉，压制成毛坯；

（4）烧结，将上述毛坯放入到烧结炉内烧结，烧结温度控制在1150-1200℃范围内，保温2-4小时；

（5）整形，将烧结后的毛坯用整形模具对其齿部、齿的两侧进行整形，以保证端跳，去除毛刺；

（6）平磨，将以上步骤所得到的链轮进行平磨，以提高其表面粗糙度；

（7）热处理，采用高频机对上述步骤所得到的链轮进行高频淬火，电流为880-980A，加热时间为7s，回火温度为200-220℃，保温时间为4h。

作为本发明的优选技术方案，所述步骤（3）通过多级浮动移粉，在相同压力下压制得到的链轮本体密度为6.8-7.2g/cm3,齿部的密度＞7.0g/cm3,维氏硬度为450HV。

作为本发明的优选技术方案，所述步骤（6）经平磨后获得的链轮的端面粗糙度达到0.8。

本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明粉末冶金发动机链轮的制备工艺方法进一步优化，成本更低，所得到的链轮产品具有比重小、耐磨性好、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。本发明节省生产成本，提高生产效率，加工和质量控制更加方便，并且有利于汽车发动机的节油。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明以带台阶多齿轿车链轮为例，零件齿形应符合德国标准DIN8196第一部分的规定，“U”齿形，节距8mm，齿数为36，零件齿片部分很薄，仅4.1mm，1150℃烧结及热处理后极易变形。零件的内孔尺寸公差仅0.03mm,达IT8级。零件以孔位基准，端面垂直度小于0.01mm。该零件在截面上分布有5个螺纹孔（详见图1），孔与孔之间有位置关系，位置偏了影响装配，5个螺纹孔所在六十的圆公差比较紧，为±0.05mm,端面平面度小于0.01mm。零件基本硬度大于HRB70，齿部高频淬火硬度要求HRC45-56,烧结态抗拉强度大于400Mpa，伸长率大于1%，密度大于6.9g/cm3。因此，应用粉末冶金技术通过模压成型，在铁基中加入合金元素，制成合金钢的坯料，经高温烧结、冷却、精整平磨休整定形。

所述链轮制备方法的具体步骤如下：

（一）配料及原材料的选用：     

链轮选用粉末冶金原料，各原料的重量百分比为:铜粉占2-4%、镍粉占2-4%、石墨粉 0.8-1.2%、钼粉占0.5-1.5%，其余为铁粉。在本配比中，加入铜粉、镍粉、钼粉主要的目的是为了提高链轮的强度和淬火性能，其所加入比例范围是通过多次试验而确定的。

（二）混粉：

将按上述重量比例称取的铜粉、镍粉、石墨粉、钼粉、铁粉采用V形混料机混合均匀，混粉时间为60-100分钟，作为压制齿轮的粉末冶金混合粉料。

（三）压制：

将混合粉料按制备一个齿轮的用量，放入压制模具内，采用全自动分体式多级浮动模架，在YT630t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，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＞7.0g/cm3,维氏硬度为450HV。

（四）烧结：

将上述工艺步骤得到的毛坯放入烧结炉内烧结，烧结温度控制在1150-1200℃范围内，保温2-4小时。

（五）整形：

将烧结后的毛坯用整形模具对其齿部、齿的两侧进行整形，以保证端跳，去除毛刺。

（六）平磨：

通过平磨，使链轮的端面光洁度达到0.8。

（七）热处理：

采用高频机对链轮进行高频淬火，电流为880-980A，加热时间为7s，回火温度为200-220℃，保温时间为4h。

通过本发明生产的4G链轮，在理化、抗拉强度试验下，各项性能指标均达到发动机链轮的使用要求，并优于现有轿车使用的链轮。

下面结合实施例对本发明进一步描述：

链轮用粉末冶金原料，各原料的重量分配比为：铜粉占3%、镍粉占3%，石墨占0.8%，钼粉占1.0%、0.6%硬质酸锌，其余为Fe粉，置入密封容器内，搅拌混合均匀成合金粉，将合金粉填充到预制模中，用8tf/cm3压制成合金钢质的坯料，压制成形的坯料用1150℃的高温烧结，并在还原气体中保温2h，通过水套冷却至室温，把已烧结成形的坯料置入精整模内挤压，挤压余量外径在80-120um,内径在60-100um,通过挤压可提高合金坯料组织致密性，从而提高其耐磨性，同时去除齿根部位的毛刺，以保证齿跳和尺寸满足要求。最后为保证链轮端面的光洁度要求，上磨床平磨，尺寸控制在公差范围之内。通过上述工艺方法可以实现以最经济的方式批量制造轿车链轮，同时可以保证产品的质量。

Claims (3)

1.一种粉末冶金链轮的制造方法，其特征是所述方法包括以下步骤：

（1）配料，将各原料按重量百分比配料，其中，铜粉占2-4%、镍粉占2-4%、石墨粉占 0.8-1.2%、钼粉占0.5-1.5%，其余为铁粉；

（2）混粉，将上述按重量比例称取的铜粉、镍粉、石墨粉、钼粉和铁粉，采用V形混料机混合均匀，混粉时间为60-100分钟；

（3）压制，从以上步骤所得到的混合粉料中取制备一个链轮的用量，放入压制模具内，采用全自动分体式多级浮动模架，在全自动液压机上通过多级浮动，实现自动移粉，压制成毛坯；

（4）烧结，将上述毛坯放入到烧结炉内烧结，烧结温度控制在1150-1200℃范围内，保温2-4小时；

（5）整形，将烧结后的毛坯用整形模具对其齿部、齿的两侧进行整形，去除毛刺；

（6）平磨，将以上步骤所得到的链轮进行平磨，以提高其表面粗糙度；

（7）热处理，采用高频机对上述步骤所得到的链轮进行高频淬火，电流为880-980A，加热时间为7s，回火温度为200-220℃，保温时间为4h。

2.根据权利要求1所述的粉末冶金链轮的制造方法，其特征是：所述步骤（3）是在YT630t的全自动液压机上通过多级浮动移粉，在相同压力下压制得到的链轮本体密度为6.8-7.2g/cm3,齿部的密度＞7.0g/cm3,维氏硬度为450HV。

3.根据权利要求1所述的粉末冶金链轮的制造方法，其特征是：所述步骤（6）经平磨后获得的链轮的端面粗糙度达到0.8。

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