CN103032120A - 一种粉末冶金复合凸轮片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于粉末冶金技术领域的一种粉末冶金复合凸轮片及其制备方法。该粉末冶金复合凸轮片是在基体的表面复合上粉末冶金凸轮。所述粉末冶金复合凸轮片的制备方法包括烧结焊、钎焊、氩弧焊、激光焊、热压等，本发明制备的粉末冶金复合凸轮片具有尺寸稳定、冲击韧性好、耐磨性好、成本低等优点，可替代目前用于锻造、拉拔、粉末冶金等工艺制备的整体凸轮片，适用于机械装配、液压成形、焊接等工艺制备中空凸轮轴，可以满足装配式凸轮轴的使用要求。

Description

一种粉末冶金复合凸轮片及其制备方法
技术领域
本发明属于粉末冶金技术领域，特别涉及一种粉末冶金复合凸轮片及其制备方法。
背景技术
装配式凸轮轴具有质量轻、可柔性设计和加工、耐磨性好等优点，目前广泛应用于汽车和摩托车的发动机。传统的凸轮片一般采用锻造、挤压、拉拔等工艺制备而成，然后再进行表面淬火处理。采用锻造工艺直接将钢片热锻成毛坯、再进行冷锻制备尺寸精度高的凸轮片。还可以采用冷锻直接制备凸轮片。也可以直接采用挤压工艺制备出凸轮片，再进行冷拉拔进行尺寸控制，得到尺寸精度很高的凸轮片。人们还开发采用钢管直接进行冷拔制备凸轮片。上述工艺存在生产成本高、材料成分不易调整等不足。
为了降低成本，采用常规粉末冶金制备的凸轮片，由于其密度低、冲击韧性差等缺点，在装配时容易导致凸轮片开裂。为了改善粉末冶金凸轮片的上述不足，研究人员对粉末冶金凸轮片进行热锻，进一步提高其密度、减少其孔隙，提高冲击韧性，然后在表面淬火，得到满足使用的粉末冶金凸轮片。上述工艺存在生产成本较高等不足。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种粉末冶金复合凸轮片及其制备方法。
本发明提供的粉末冶金复合凸轮片，其特征在于，所述粉末冶金复合凸轮片是在基体的表面复合上粉末冶金凸轮。
所述粉末冶金复合凸轮片中的基体可以为钢铁、镍、钛、铜、铝等材料制成的厚度为0.1～20mm的圆形管或异型管。
所述粉末冶金复合凸轮片中的粉末冶金凸轮可以为铁基粉末冶金材料、钛基粉末冶金材料、镍基粉末冶金材料、硬质合金等。其厚度可以为0.5～50mm。
所述粉末冶金复合凸轮片的制备方法包括烧结焊、钎焊、氩弧焊、激光焊、热压等，分别叙述如下：
(1)采用常规粉末压制方法制备粉末冶金凸轮压坯，与基体装配在一起，然后在温度为600～1500℃，时间为10～120分钟的工艺条件下进行烧结焊，烧结焊气氛为氢气、分解氨或真空等气氛，制备成粉末冶金复合凸轮片。
(2)采用常规粉末压制方法制备粉末冶金凸轮压坯，在温度为600～1500℃，时间为10～120分钟的工艺条件下，制备出粉末冶金凸轮片毛坯，然后采用钎焊、氩弧焊、激光焊等工艺将基体和粉末冶金凸轮焊接在一起，制备成粉末冶金复合凸轮片。其中钎料材质可以为铜、铜合金、镍、镍合金、铝、铝合金、钛或钛合金等，钎料形态为粉末、丝或片等，在真空、氢气或分解氨等气氛下进行，温度为600～1200℃，时间为10～120分钟。
(3)将基体放在芯棒上，填充粉末，进行压制制备成复合凸轮片压坯，然后温度为600～1500℃，时间为10～120分钟的工艺条件下进行烧结焊，制备成粉末冶金复合凸轮片。
(4)将基体粉末和凸轮粉末分层填充放在模具中，然后进行压制制备成复合凸轮片压坯，最后在600～1500℃，进行烧结10～120分钟，制备成粉末冶金复合凸轮片。
(5)将基体放在芯棒上，填充粉末，进行500～1400℃热压，时间为10～120分钟，制备成粉末冶金复合凸轮片。
(6)可以将基体粉末和凸轮粉末分层填充放在模具中，在500～1400℃，时间为10～120分钟下，热压制备成粉末冶金复合凸轮片。
本发明的有益效果：本发明制备的粉末冶金复合凸轮片具有尺寸稳定、冲击韧性好、耐磨性好、成本低等优点，可替代目前用于锻造、拉拔、粉末冶金等工艺制备的整体凸轮片，适用于机械装配、液压成形、焊接等工艺制备中空凸轮轴，可以满足装配式凸轮轴的使用要求。
附图说明
图1是本发明粉末冶金复合凸轮片的结构示意图。
图中标号：1-粉末冶金复合凸轮片；11-基体；12-凸轮。
具体实施方式
本发明提出一种粉末冶金复合凸轮片及其制备方法，包括粉末冶金、烧结焊、钎焊、氩弧焊、激光焊、热压等方法，在图1所示的粉末冶金复合凸轮片的结构示意图，在基体11上面复合上粉末冶金凸轮12。下面例举实施例进一步对本发明予以说明。但不以任何方式限制本发明。
实施例1
将
Figure BDA0000094787230000031
的45#钢管，进行表面喷砂除锈、除油、清洗等处理。采用Fe-Cr-Mo-Si-P-C化学成分的混合粉末在600MPa下进行压制成内孔
Figure BDA0000094787230000032
(顶尖部分37.3mm)的凸轮片生坯，然后将钢管和凸轮片生坯组装在一起，在温度为1120℃、时间为30分钟、氢气气氛下进行烧结焊，制备出粉末冶金复合凸轮片。
实施例2
采用Fe-Cr-Mo-Si-P-C化学成分的混合粉末在600MPa下进行压制成内孔(顶尖部分37.3mm)的凸轮片生坯，在温度为1120℃、时间为30分钟、氢气气氛下进行烧结，制备出粉末冶金凸轮片。将
Figure BDA0000094787230000042
的45#钢管，进行表面喷砂除锈、除油、清洗等处理，然后将钢管和粉末冶金凸轮片组装在一起，中间放置0.03mm的铜箔，在温度为1115℃、时间为20分钟、氨分解气氛下进行焊接，制备出粉末冶金复合凸轮片。
实施例3
采用Fe-Cr-Mo-Si-P-C化学成分的混合粉末在600MPa下进行压制成内孔
Figure BDA0000094787230000043
(顶尖部分37.3mm)的凸轮片生坯，在温度为1120℃、时间为30分钟、氢气气氛下进行烧结，制备出粉末冶金凸轮片。将
Figure BDA0000094787230000044
的45#钢管，进行表面喷砂除锈、除油、清洗等处理，然后将钢管和粉末冶金凸轮片组装在一起，采用激光焊接，制备出粉末冶金复合凸轮片。
实施例4
采用YG12(WC_Co12)的硬质合金加工成内孔(顶尖部分50mm)的凸轮片。将
Figure BDA0000094787230000046
的45#钢管，进行表面喷砂除锈、除油、清洗等处理，然后将钢管和粉末冶金凸轮片组装在一起，中间放置0.03mm的AgCu28钎料，在温度为820～850℃、时间为20分钟、真空下进行钎焊，制备出粉末冶金复合凸轮片。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种粉末冶金复合凸轮片，其特征在于，该粉末冶金复合凸轮片(1)是在基体(11)的表面复合上粉末冶金凸轮(12)。
2.根据权利要求1所述的复合凸轮片，其特征在于，所述粉末冶金复合凸轮片中的基体(11)为钢铁、镍、钛、铜或铝制成的圆形管或异型管。
3.根据权利要求1所述的复合凸轮片，其特征在于，所述粉末冶金复合凸轮片中的粉末冶金凸轮(12)为铁基粉末冶金材料、钛基粉末冶金材料、镍基粉末冶金材料或硬质合金。
4.根据权利要求1所述的复合凸轮片，其特征在于，所述基体(11)厚度为O.1～20mm，所述粉末冶金复合凸轮片中的粉末冶金凸轮(12)厚度为0.5～50mm。
5.权利要求1至4任意一个权利要求所述的粉末冶金复合凸轮片的制备方法，其特征在于该方法如下：采用常规粉末压制方法制备粉末冶金凸轮(2)压坯，与基体(11)装配在一起，然后在温度为600～1500℃，时间为10～120分钟的工艺条件下进行烧结焊，烧结焊气氛为氢气气氛、氨分解气氛或真空，制备成粉末冶金复合凸轮片。
6.权利要求1至4任意一个权利要求所述的粉末冶金复合凸轮片的制备方法，其特征在于该方法如下：采用常规粉末压制方法制备粉末冶金凸轮(2)压坯，在温度为600～1500℃，时间为10～120分钟的工艺条件下，制备出粉末冶金凸轮片毛坯，然后采用钎焊、氩弧焊或激光焊将基体(1)和粉末冶金凸轮(2)焊接在一起，制备成粉末冶金复合凸轮片，其中钎料材质为铜、铜合金、镍、镍合金、铝、铝合金、钛或钛合金，形态为粉末、丝或片，在真空、氢气或氨分解气氛等保护气氛下进行，温度为600～1200℃，时间为10～120分钟。
7.权利要求1至4任意一个权利要求所述的粉末冶金复合凸轮片的制备方法，其特征在于该方法如下：将基体(11)放在芯棒上，填充粉末，进行压制制备成复合凸轮片压坯，然后温度为600～1500℃，时间为10～120分钟的工艺条件下进行烧结焊，制备成粉末冶金复合凸轮片。
8.权利要求1至4任意一个权利要求所述的粉末冶金复合凸轮片的制备方法，其特征在于该方法如下：将基体粉末和凸轮粉末平面方向分层填充放在模具中，然后进行压制制备成复合凸轮片(1)压坯，最后在600～1500℃，进行烧结10～120分钟，制备成粉末冶金复合凸轮片。
9.权利要求1至4任意一个权利要求所述的粉末冶金复合凸轮片的制备方法，其特征在于该方法如下：将基体(11)放在芯棒上，填充粉末，进行600～1400℃热压，时间为10～120分钟，制备成粉末冶金复合凸轮片。
10.权利要求1至4任意一个权利要求所述的粉末冶金复合凸轮片的制备方法，其特征在于该方法如下：将基体粉末和凸轮粉末分层填充放在模具中，在500～1400℃，时间为10～120分钟下，热压制备成粉末冶金复合凸轮片。
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