CN103537698A - 一种粉末冶金汽车同步器齿毂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粉末冶金汽车同步器齿毂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：铜粉2.1-2.3、镍粉3.1-3.2、钼粉0.2-0.3、石墨1.3-1.4、Pr0.1-0.14、Be0.32-0.35、Pb0.2-0.24、硬酯酸锌3.4-3.6、铁粉92-94、助剂1-2；本发明原料中增加石墨，增加了齿毂的耐磨性与润滑性，致密，不仅能使重量明显的减轻，而且结构刚度、耐疲劳性能、抗拉强度优异，而且由于采用了普通模压，使设备简化，降低了生产成本。

Description

一种粉末冶金汽车同步器齿毂及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，特别是一种粉末冶金汽车同步器齿毂及其制备方法。
背景技术
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。粉末冶金结构件制品材料成分不受熔炼限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它结构组分，并且在相当大的范围内根据要求进行调整，进而在力学性能上能达到与钢件匹配的效果。
同步器齿毂是汽车变速总成的重要零件，其结构形状复杂，中心孔具有内齿，外壁具有外齿，且分三个弧度段，内腔具有多台肩，几何尺寸精度和材料强度性能要求高。同步器齿毂的使用状况为汽车在换挡变速时保证接合套、接合齿轮圈在达到同步前不接触，以避免齿间冲击和发生噪音。同步器齿毂通常是采用锻钢机械加工而成，我国多采用20CrMnTi钢经渗碳处理制成。但这种材质及其生产工艺，需要高温，高温可造成齿毂的齿形变化，导致操作不顺畅、噪音大和早期失效。为此，我国的相关科技人员研制了用粉末冶金烧结和氮化表面处理的方法生产同步器齿毂。虽然有一定效果，但由于同步器齿毂结构形状复杂、内腔具有多台肩、几何尺寸精度要求高，给采用粉末冶金压制、烧结生产带来了极大的困难，生产出的同步器齿毂的性能达不到高性能的要求，特别是轿车用同步器齿毂，更是难以应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种能适应齿毂结构的复杂性和尺寸精度要求，而且具有高效能的粉末冶金汽车同步器齿毂及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种粉末冶金汽车同步器齿毂，由下列重量份的原料制成：铜粉2.1-2.3、镍粉3.1-3.2、钼粉0.2-0.3、石墨1.3-1.4、Pr0.1-0.14、Be0.32-0.35、Pb0.2-0.24、硬酯酸锌3.4-3.6、铁粉92-94、助剂1-2；
所述助剂由下列重量份的原料制成：铁粉3-4、氧化锌2-3、二氧化钛1-2、偏磷酸钠2-3、高岭土粉5-6、氮化铝粉1-2、硅烷偶联剂KH550 2-3、硼化铬5-6、顺丁烯二酸酐2-3、二甲基硅油1-2、铝酸酯偶联剂DL-411 2-3、氰尿酸锌1-2；制备方法是将铁粉、氧化锌、二氧化钛、偏磷酸钠、高岭土粉、氮化铝粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶联剂KH550混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。
本发明所述粉末冶金汽车同步器齿毂，由以下具体步骤制成：
（1）将铜粉、镍粉、钼粉、铁粉混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在10-15Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下750-800℃进行烧结16-18小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
（2）将其它剩余成分混合均匀；
（3）将步骤（1）、（2）物料在55-65℃下混合搅拌均匀60-90分钟后，装入模具，压制成坯；
（4）将压坯放在烧结炉中，以6-8℃/分钟速率升温至800-850℃条件下烧结2-3小时;然后以5-7℃/分钟速率升温至1100-1150℃条件下烧结2-3小时，空气中缓慢冷却至室温即可。
本发明原料中增加石墨，增加了齿毂的耐磨性与润滑性，致密，不仅能使重量明显的减轻，而且结构刚度、耐疲劳性能、抗拉强度优异，而且由于采用了普通模压，使设备简化，降低了生产成本。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种粉末冶金汽车同步器齿毂，由下列重量份（公斤）的原料制成：铜粉2.1、镍粉3.1、钼粉0.2、石墨1.3、Pr0.1、Be0.32、Pb0.2、硬酯酸锌3.4、铁粉92、助剂1；
所述助剂由下列重量份（公斤）的原料制成：铁粉4、氧化锌2、二氧化钛2、偏磷酸钠2、高岭土粉6、氮化铝粉1、硅烷偶联剂KH550 3、硼化铬6、顺丁烯二酸酐2、二甲基硅油2、铝酸酯偶联剂DL-411 3、氰尿酸锌2；制备方法是将铁粉、氧化锌、二氧化钛、偏磷酸钠、高岭土粉、氮化铝粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶联剂KH550混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。本发明所述粉末冶金汽车同步器齿毂，由以下具体步骤制成：
（1）将铜粉、镍粉、钼粉、铁粉混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在10-15Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下750-800℃进行烧结16-18小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
（2）将其它剩余成分混合均匀；
（3）将步骤（1）、（2）物料在55-65℃下混合搅拌均匀60-90分钟后，装入模具，压制成坯；
（4）将压坯放在烧结炉中，以6-8℃/分钟速率升温至800-850℃条件下烧结2-3小时;然后以5-7℃/分钟速率升温至1100-1150℃条件下烧结2-3小时，空气中缓慢冷却至室温即可。
经过检测，本发明同步器齿毂的硬度：HRC56；抗拉强度：1090MPa 。

Claims (2)

1.一种粉末冶金汽车同步器齿毂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：铜粉2.1-2.3、镍粉3.1-3.2、钼粉0.2-0.3、石墨1.3-1.4、Pr0.1-0.14、Be0.32-0.35、Pb0.2-0.24、硬酯酸锌3.4-3.6、铁粉92-94、助剂1-2；
所述助剂由下列重量份的原料制成：铁粉3-4、氧化锌2-3、二氧化钛1-2、偏磷酸钠2-3、高岭土粉5-6、氮化铝粉1-2、硅烷偶联剂KH550 2-3、硼化铬5-6、顺丁烯二酸酐2-3、二甲基硅油1-2、铝酸酯偶联剂DL-411 2-3、氰尿酸锌1-2；制备方法是将铁粉、氧化锌、二氧化钛、偏磷酸钠、高岭土粉、氮化铝粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶联剂KH550混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。
2.根据权利要求1所述粉末冶金汽车同步器齿毂，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将铜粉、镍粉、钼粉、铁粉混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在10-15Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下750-800℃进行烧结16-18小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
（2）将其它剩余成分混合均匀；
（3）将步骤（1）、（2）物料在55-65℃下混合搅拌均匀60-90分钟后，装入模具，压制成坯；
（4）将压坯放在烧结炉中，以6-8℃/分钟速率升温至800-850℃条件下烧结2-3小时;然后以5-7℃/分钟速率升温至1100-1150℃条件下烧结2-3小时，空气中缓慢冷却至室温即可。
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