CN103831432B - 汽车转向助力泵粉末冶金内外转子配方及制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车转向助力泵粉末冶金内外转子配方及制作工艺，采用重量百分数计的如下组份：92-95%雾化铁粉、0.6-1.2%胶体石墨、1-5%电解铜、0.5-3%镍粉、0.5-3%钼粉、0.1-0.6%硫化锰、0.1-0.6%硫、0.3-0.7%微粉蜡和锭子油5-30mL/100kg。制备工艺包括配料，搅粉，压制成型，烧结合金化，整形矫正形状，机加工以及蒸汽处理等步骤，材料利用率明显提高，表面粗糙度达到0.8-1.6μm；明显提高转向助力泵的使用寿命、精度等级、安全性能、降低制造成本。

Description

汽车转向助力泵粉末冶金内外转子配方及制作工艺

技术领域

本发明涉及一种新型的汽车转向助力泵内外转子配方及制作工艺。

背景技术

现汽车转向助力泵内外转子是采用钢材（45#钢、40Cr等）通过机加工方法制造而成。首先钢材成分相对固定，耐磨性能差，相对易磨损，顶隙变大导致方向打不死，严重影响行车安全。而且也会导致使用寿命短。其次，材料利用率低，加工后只剩原料的60%左右；第三，加工效率低，每班仅100件左右；第四，机加工表面粗糙度大，一般只能达到3.2μm；第五，加工尺寸精度低，误差0.03-0.05mm；第六，工序多，使用设备多，质量稳定性差。因此各大厂商都在急于寻找到更好的解决办法。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种新型的汽车转向助力泵内外转子配方及制作工艺。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种汽车转向助力泵粉末冶金内外转子配方，采用重量百分数计的如下组份：92-95%雾化铁粉、0.6-1.2%胶体石墨、1-5%电解铜、0.5-3%镍粉、0.5-3%钼粉、0.1-0.6%硫化锰、0.1-0.6%硫、0.3-0.7%微粉蜡和锭子油5-30mL/100kg。

一种汽车转向助力泵粉末冶金内外转子的制作工艺，包括以下步骤：

（1）配料：按照上述配方进行配料；

（2）搅粉:将原料精确称量后倒入搅粉机搅拌30-60分钟，倒出后冷却进行下一道工序；

（3）压制成型:将搅拌好的原料装入粉末冶金压机的料斗，原料沿输粉管进入模腔，开始调机压制；

（4）烧结合金化：压制后的产品置于网带式烧结炉网带上，沿网带运动，从脱蜡区到烧结区，再到冷却区，然后产品出来；

（5）整形矫正形状：将设计好的专用整形模具安装在整形压机上，将烧结的产品浸油后放入整形模腔进行整形；

（6）机加工：按图纸对内外转子进行车削、倒角、打磨或去毛刺，达到成品图要求；

（7）蒸汽处理：将外转子清洗烘干后进行蒸汽处理，然后浸油包装；内转子无需蒸汽处理，直接浸油包装。

前述步骤（4）的烧结速度为90-120mm/min。

前述步骤（7）蒸汽处理的温度为530-580℃，时间1.5-4小时。

本发明的有益效果是：材料利用率从60%左右提高到96%以上；产能从每班100件左右提高到每班5000件以上；表面粗糙度从3.2μm左右提高到0.8-1.6μm；尺寸精度从0.03-0.05mm提高到0.01mm左右；顶隙从0.09-0.12mm降低到0.05-0.08mm左右，且旋转灵活；批量生产一致性好，质量稳定，正品率从95%提高到98.5%左右；有目的地添加铜、镍、钼、硫化锰等特种元素，对制品的耐磨性、抗压抗拉强度、延长率等都有明显提高；明显提高转向助力泵的使用寿命、精度等级、安全性能、降低制造成本。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但是本发明并不受一下实施例所限定。

（1）搅粉

按照产品需要的特定性能有目的地添加各种金属和非金属元素，使其成品能达到预期的机械性能。该产品要求尺寸精度高、韧性好、尺寸稳定性好、耐磨性强。我们采用配方为：95%雾化铁粉，1%胶体石墨，1%电解铜，1%镍粉，0.5%钼粉，0.5%硫化锰，0.4%硫，0.6%微粉蜡和20毫升/100公斤锭子油。

将原料精确称量后倒入专用搅粉机搅拌30-60分钟，倒出后冷却1小时以后就可以进行下一道工序。

（2）压制成型

将设计好的ZXQ-001外转子压制模具（按ZXQ-001外转子形状设计）安装在300吨粉末冶金机械式压机上，再将搅拌好的原料装入料斗，原料沿输粉管进入模腔，开始调机压制。密度控制在6.95-7.25g/cm3。高度控制16.3-16.5mm。

将设计好的ZXQ-002内转子压制模具（按ZXQ-002内转子形状设计）安装在100吨粉末冶金机械式压机上，再将搅拌好的原料装入料斗，原料沿输粉管进入模腔，开始调机压制。密度控制在6.95-7.25g/cm3。高度控制16.3-16.5mm。

（3）烧结合金化

利用粉末冶金专用网带式烧结炉烧结，将产品置于网带上，沿网带运动，从脱蜡区到烧结区，再到冷却区，然后产品出来。烧结温度：一区560-620℃，二区650-760℃，三区850-960℃，四区1100-1115℃，五区1115-1160℃，六区1105-1140℃，冷却一区水温40-80℃，冷却二区水温30-50℃。气氛控制：炉体氮气3.5-4m3/h、分解氨气0.2-0.6m3/h、分解丙烷气0.02-0.12m3/h，冷却区氮气1.5-3m3/h、分解氨气0.05-0.12m3/h，炉尾氮气2.5-4m3/h。烧结速度90-120mm/min。烧结后硬度达到HRB45-75，珠光体含量80%以上，渗碳体15%以下。

（4）整形矫正形状

将设计好的ZXQ-001外转子整形模具安装在315吨油压机上，将烧结的ZXQ-001外转子浸油后放入整形模腔进行整形。再将设计好的ZXQ-002内转子整形模具安装在100吨油压机上，将烧结的ZXQ-002内转子浸油后放入整形模腔进行整形。内外转子分别整形后确保顶隙0.05-0.08mm，并且运转灵活，整形后表面光滑无毛刺。

（5）机加工

按客户图纸对ZXQ-001外转子进行机加工，分别车端面，外径倒角，车环形槽到图面尺寸，保证产品厚度16.1-16.2mm，端面对孔垂直度0.015以下，磨两端面保证产品厚度16-16.02mm，用刷毛刺机去毛刺。

按客户图纸对ZXQ-002内转子进行机加工，分别车端面，内径倒角，保证产品厚度16.1-16.2mm，端面对孔垂直度0.015以下，磨两端面保证产品厚度15.975-15.985mm，用刷毛刺机去毛刺。

（6）蒸汽处理

将外转子清洗烘干后用蒸汽处理炉进行蒸汽处理，温度530-580℃，时间1.5-4小时。蒸汽处理后保证产品颜色一致，无花斑，硬度达到HRB75-120。

然后浸油包装。内转子无需蒸汽处理，直接浸油包装。

因为粉末冶金可以有目的地添加铜、镍、钼、硫化锰等特种元素，都是提高产品机械性能的，对制品的耐磨性、抗压抗拉强度、延长率等都有明显提高。经2000小时台架试验，45#材料磨损0.035-0.05mm，粉末冶金内外转子磨损0.015mm-0.025mm，耐磨性明显提高。

经检测添加合金元素后所做试棒抗拉强度为823MPa，大于45钢抗拉强度（600Mpa）35%左右、顶隙缩小0.04mm左右、耐磨性增加，三种因数共同作用促使汽车转助力泵安全性能增加、使用寿命延长。

综上所述，粉末冶金内外转子可以明显提高转向助力泵的使用寿命、精度等级、安全性能、降低制造成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种汽车转向助力泵粉末冶金内外转子，其特征在于，采用重量百分数计的如下组份：92-95%雾化铁粉、0.6-1.2%胶体石墨、1-5%电解铜、0.5-3%镍粉、0.5-3%钼粉、0.1-0.6%硫化锰、0.1-0.6%硫、0.3-0.7%微粉蜡和锭子油5-30mL/100kg。

2.基于权利要求1所述的一种汽车转向助力泵粉末冶金内外转子的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配料：进行配料；

（2）搅粉:将原料精确称量后倒入搅粉机搅拌30-60分钟，倒出后冷却进行下一道工序；

（3）压制成型:将搅拌好的原料装入粉末冶金压机的料斗，原料沿输粉管进入模腔，开始调机压制；

（4）烧结合金化：压制后的产品置于网带式烧结炉网带上，沿网带运动，从脱蜡区到烧结区，再到冷却区，然后产品出来，烧结速度为90-120mm/min；

（5）整形矫正形状：将设计好的专用整形模具安装在整形压机上，将烧结的产品浸油后放入整形模腔进行整形；

（6）机加工：按图纸对内外转子进行车削、倒角、打磨或去毛刺，达到成品图要求；

（7）蒸汽处理：将外转子清洗烘干后进行蒸汽处理，然后浸油包装；内转子无需蒸汽处理，直接浸油包装，蒸汽处理的温度为530-580℃，时间1.5-4小时。