CN103846439B

CN103846439B - 一种摩托车冷却泵齿轮的制造方法

Info

Publication number: CN103846439B
Application number: CN201210510126.4A
Authority: CN
Inventors: 雷啸春; 黄忠荣; 骆大国; 聂勋伦; 刘志军
Original assignee: CHONGQING JU-NENG POWDER METALLURGY Co Ltd
Current assignee: CHONGQING JU-NENG POWDER METALLURGY Co Ltd
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2032-12-03
Also published as: CN103846439A

Abstract

一种摩托车冷却泵齿轮的制造方法，其特征在于：以金属粉末为原料且填充到摩托车冷却泵齿轮模具中，压制成型后进行烧结即可。本发明以金属粉末为原料通过压制、烧结使金属粉末合金化成为合金钢，不仅避免了钢材的浪费，大幅度节约了钢铁资源，而且生产出的摩托车冷却泵齿轮具有钢的机械性能，进一步提高了其机械性能和产品整体质量，也大幅度提高了生产效率。本发明生产工艺简单，产品精度高，一致性好，保证了大批量生产的产品质量稳定性。

Description

一种摩托车冷却泵齿轮的制造方法

技术领域

本发明涉及一种摩托车冷却泵齿轮，具体涉及一种摩托车冷却泵齿轮的制造方法。

背景技术

目前对摩托车冷却泵齿轮的制造均以钢材为原料锻造加工制得，具体步骤为：以20CrMo或20CrMnTi钢为原料，依次经过1.锻造-2.正火-3.表面处理(去氧化皮)-4.车加工(端面、外圆、内孔)-5.车加工(另一端面、台阶)-6.铣加工(铣端面键槽)-7.车加工(精车内孔)-8.滚齿-9.剃齿-10.热处理(渗碳淬火回火)-11.表面处理(去氧化皮)-12.磨加工(磨内孔)等多道工序加工制得。

但上述对摩托车冷却泵齿轮的制备方法存在的缺陷为：加工余量大，造成钢铁材料资源浪费；加工过程多，加工周期长，造成能源、人力资源浪费；加工表面质量差，尺寸精度一致性差；铣端面键槽和剃齿制作生产效率低，刀具磨损快、消耗多、成本高。各机构也尝试用其他方法制备，试图提高生产效率、降低成本，但一直效果不理想，甚至生产出的冷却泵齿轮达不到基本使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加工余量极少且生产效率高的摩托车冷却泵齿轮的制造方法，制得的产品使用啮合精度高、力学性能好。

本发明的目的是这样实现的，一种摩托车冷却泵齿轮的制造方法，其特征在于：以金属粉末为原料在模具中压制成型后进行烧结。

本发明的制造工艺流程为：混料→压型→烧结→整形→热处理淬火→磨孔

上述压制的工艺条件包括压制压力为90-115吨；优选地，压制产品密度为6.8-7.28g/cm³。

上述烧结的工艺条件包括烧结温度：900-1250℃；烧结时间：3-10小时；烧结气氛：氮氢混合气体。

上述金属粉末为铁粉、铜粉、镍粉和钼粉中的两种或两种以上。优选地，铁粉为粉末冶金用铁粉，如：还原铁粉FHY100.25、还原铁粉FHY100.27、还原铁粉FHY80.25、还原铁粉FHY80.27、雾化铁粉LAP100.29、雾化铁粉FSY100.28、雾化铁粉FSY200.30、雾化铁粉FSY100.30、雾化铁粉300W、雾化铁粉HAP100.30。铁粉外观为：银灰色细粉末，铁：≥98.5％，Mn：≤0.4％，Si：≤0.15％，C：≤0.05％，S：≤0.025％，盐酸不溶物：≤0.4％，氢损：≤0.45％，松装密度：2.4～3.05g/cm³流动性：≤35s/50g，粒度为：80～200目。上述铜粉为电解铜粉，如：电解铜粉FTD1、电解铜粉FTD2、电解铜粉FTD3。Cu粉外观为：浅玫瑰红色微细粉末，铜：≥99.7％，Fe：≤0.02％，0：≤0.20％，C：≤0.05％，S：≤0.004％，水份：≤0.05％，硝酸处理后灼烧残渣：≤0.05％，松装密度：1.2～2.3g/cm³流动性：粒度为：-200目。钼粉为钼铁合金粉，如：钼铁合金粉FeMo60A、钼铁合金粉FeMo55A、钼铁合金粉FeMo50A。钼铁合金粉外观为：深灰色微细粉末，钼：≥55％，S：≤0.1％，P：≤0.08％，C：≤0.03％，Si：≤1.0％，水份：≤0.05％，粒度为：-200目。镍粉为羰基镍粉，如：羰基镍粉FTN-4、羰基镍粉FTN-5、羰基镍粉T123、羰基镍粉H123。羰基镍粉外观为：深灰色微细粉末，镍：≥99.68％，Fe：≤0.01％，0：≤0.15％，C：≤0.1％，水份：≤0.05％，松装密度：0.5～2.7g/cm³，粒度为：-325目。

为了提高产品机械性能，上述金属粉末中加有石墨粉，所述石墨粉为粉末冶金用石墨粉。优选为鳞片石墨粉GF-1、鳞片石墨粉F-1、胶体石墨粉F-2、胶体石墨粉F-特2。石墨粉外观为：黑灰色微细粉末，固定碳：≥99％，水份：≤0.2％，灰份：≤0.7％，挥发份：≤0.2％，硫：≤0.1％，酸溶铁：≤0.5％，粒度：-325目。

为了提高产品表面质量，上述金属粉末中加有润滑剂，所述润滑剂为硬脂酸锌或微粉蜡或合成蜡等粉末冶金用润滑剂。优选为：合成蜡E-203、合成蜡E-206、合成蜡E-209、合成蜡W-SF、复合蜡KB-11、微粉蜡W-special、硬脂酸锌。润滑剂外观为：白色微细粉末，水份：≤0.2％，胺值：≤3.0％，酸值：≤6.0％，灰份：≤0.1％，熔点：141～145℃，粒度：-200目。

进一步地，为了提高产品的力学性能，组织更加紧密，晶粒更细化，上述原料优选的配方为：C0.1～2％，润滑剂0.1～2％，余量为Fe；或C：0.1～2％，润滑剂：0.1～2％，Cu：0.1～5％，余量为Fe；或C：0.1～2％，润滑剂：0.1～2％，Cu：0.1～5％，Ni：0.1～4％，余量为Fe；或C：0.1～2％，润滑剂：0.1～2％，Cu：0.1～5％，Mo：0.1～3.5％，余量为Fe；或C：0.1～2％，润滑剂：0.1～2％，Cu：0.1～5％，Ni：0.1～4％，Mo：0.1～3.5％，余量为Fe。

压制成型前，上述金属粉末与润滑剂要在混合设备中进行混合，所述混合设备为锥形混料机或V形混料机或三维混料机。混料时间为30～50分钟。

上述压制采用的设备为液压机或机械压机。

上述压制成型后的摩托车冷却泵齿轮采用烧结设备烧结，所述烧结设备为网带炉或推舟炉。

上述模具包括阴模、上冲和下一冲、下二冲和下三冲，所述阴模内设有齿轮型腔，齿轮型腔内设有所述下一冲、下二冲和下三冲且与所述上冲构成摩托车冷却泵齿轮模型。

压制成型时，先将金属粉末装填进所述齿轮型腔里，上冲向下压制，使金属粉末压制成摩托车冷却泵齿轮，然后上冲上行，摩托车冷却泵齿轮出模。

有益效果

1.利用本发明提高了制得的摩托车冷却泵齿轮硬度和强度，力学性能在用两齿法检测时，能承受压溃力达到4500牛顿以上。摩托车冷却泵齿轮的材料组织更加紧密，产品加工后体积小；产品材料组织晶粒更细化，在250倍显微镜下观察金相组织细密。本发明将金属粉末合金化成为合金钢，生产出的摩托车冷却泵齿轮具有钢的机械性能，其机械性能、硬度和耐磨性等产品整体质量均完全满足使用要求。

2.本发明采用模具压制成型，产品精度高，一致性好，保证了批量生产的产品质量稳定性。产品烧结体呈现珠光体+铁素体金相组织，外观质量好。

3.本发明以金属粉末为原料通过压制、烧结使金属粉末合金化成为合金钢，制成的摩托车冷却泵齿轮极少机械切削加工，极少加工余量，避免了钢材的浪费，大幅度节约了钢铁资源和动力能源。现有采用传统的用圆钢机械加工摩托车冷却泵齿轮的制造方法其钢材消耗为155g/件，本发明钢材消耗仅为81g/件，与现有传统制造方法相比，本发明机械切削加工余量极少，可节约钢材原料47.74％；按市场年需500万件摩托车冷却泵齿轮计算，每年可节约钢材370吨；按每吨钢材5000元计算，每年可节约钢材原料成本185万元；

同时，由于本发明工艺简单，工序少，现有传统制造方法的人工成本为0.35元/件，本发明的人工成本为0.165元/件，与现有传统制造方法相比，可节约人工成本52.85％，大幅度降低了生产成本，有利于降低售价，提高竞争力。

4.现有传统制造方法的摩托车冷却泵齿轮生产效率为0.5件/分钟，本发明生产效率为7件/分钟，是现有传统制造方法的14倍，大幅度提高了生产效率。有利于实现大规模生产。

5.本发明通过压制所述阴模齿轮型腔孔壁、上冲的下面和下一冲和下二冲的上端面以及下三冲的所述凸台、所述圆柱体的外表面及带有对称凸起的柱体的外表面所构成的型腔内的金属粉末形成冷却泵齿轮。经本发明生产的摩托车冷却泵齿轮，精度高，一致性好，保证了批量质量的稳定性；尺寸精度和外观质量以及使用效果大大优于传统工艺生产的棘轮，且加工余量极少、生产效率高，制得的产品使用啮合精度高、力学性能好。

附图说明

图1为本发明的模具结构示意图；

图2为本发明的模具装粉状态装配结构示意图；

图3为本发明压制的摩托车冷却泵齿轮的俯视图；

图4为图2左视图。

具体实施方式

实施例1，参见图1、3、4：一种用于制造摩托车冷却泵齿轮的模具，包括外侧面设有凸台的圆柱形阴模5、上冲3、下一冲10及下二冲12，所述下一冲10穿入所述阴模5齿轮型腔内，所述下二冲12穿入所述下一冲10内，所述阴模5上设置有贯穿轴心的齿轮型腔，所述下二冲12内套接带有凸台的下三冲15，所述下三冲15的所述凸台上部分为圆柱体，下部分为带有对称凸起的柱体，所述圆柱体接入带有中心通孔的上冲3内，通过压制所述阴模5齿轮型腔孔壁、上冲3的下面和下一冲10和下二冲12的上端面以及下三冲15的所述凸台、所述圆柱体的外表面及带有对称凸起的柱体的外表面所构成的型腔内的金属粉末形成冷却泵齿轮4。

进一步参见图2：为了压制成所需的摩托车冷却泵齿轮，在压制前，所述下一冲10的上端面与所述下三冲15的凸台在同一平面，且该平面在所述阴模5齿轮孔的中部，所述下三冲15的圆柱体的上端面与所述阴模5的上端面在同一水平面上，所述下二冲12的上端面在所述下一冲10的端面下方。

进一步参见图1：为了使所述阴模、上冲、下一冲、下二冲和下三冲与压机固定连接，所述模具还包括阴模座8、上冲座1、下一冲座11、下二冲座14和下三冲座17，所述上冲3与上冲座1连接，所述下一冲10、下二冲12、下三冲15、分别与下一冲座11、下二冲座14、下三冲座17连接。

进一步参见图1：为了保证所述阴模、上冲、下一冲、下二冲和下三冲与阴模座、上冲座、下一冲座、下二冲座和下三冲座连接固定，所述阴模5的下部通过阴模压圈6与阴模座8连接、所述上冲3的上部通过上冲压盖2与上冲座1连接，所述下一冲10的下部、下二冲12的下部、下三冲15的下部分别通过下一冲压盖9、下二冲压盖13、下三冲压盖16与下一冲座11、下二冲座14、下三冲座17连接。

实施例2，一种摩托车冷却泵齿轮的制造方法，以金属粉末为原料，金属粉末选用铁粉、铜粉、镍粉和钼粉中的两种或两种以上，加入石墨粉，所述石墨粉为粉末冶金用石墨粉，再加入润滑剂混合后装填到模具中，压制成型后进行烧结制得。

压制成型前，金属粉末、石墨粉与润滑剂在混合设备中进行混合，混合设备选用锥形混料机或V形混料机或三维混料机，混料时间为50分钟。

压制采用液压机或机械压机，工艺条件为压制压力：100吨；压制产品密度：7.0g/cm³。

烧结采用网带炉或推舟炉，烧结气氛为氮氢混合气体，工艺条件为烧结温度：1150℃；烧结时间：8小时。

实施例3，一种摩托车冷却泵齿轮的制造方法，参见实施例1，与实施例1不同点在于，混料时间为30分钟；压制工艺条件为压制压力90吨；压制产品密度为6.8g/cm³。

烧结工艺条件为烧结温度为1000℃；烧结时间为3小时。

实施例4，一种摩托车冷却泵齿轮的制造方法，参见实施例1，与实施例1不同点在于：混料时间为40分钟。压制工艺条件为压制压力115吨；压制产品密度为7.28g/cm³。

烧结工艺条件为烧结温度1250℃；烧结时间为10小时。

实施例5

各参数选择如表1所示，其它操作同实施例2。

表1

Claims

1.一种摩托车冷却泵齿轮的制造方法，其特征在于：以金属粉末为主要原料在模具中压制成型后进行烧结；所述压制的工艺条件包括压制压力：85-115吨；压制产品密度：6.8-7.28g/cm³；原料为石墨粉0.1～2%，润滑剂0.1～2%，铜粉0.1～5%，镍粉0.1～4%，钼粉0.1～3.5%，余量为Fe。

2.如权利要求1所述的摩托车冷却泵齿轮的制造方法，其特征在于：所述烧结的工艺条件包括烧结温度：900-1250℃；烧结时间：3-10小时。

3.如权利要求1所述的摩托车冷却泵齿轮的制造方法，其特征在于：所述石墨粉为粉末冶金用石墨粉。

4.如权利要求1、2或3所述的摩托车冷却泵齿轮的制造方法，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸锌、微粉蜡或合成蜡。

5.如权利要求1、2或3摩托车冷却泵齿轮的制造方法，其特征在于：压制成型前，所述金属粉末与所述润滑剂要在混合设备中进行混合，所述混合设备为锥形混料机或V形混料机或三维混料机，混料搅拌时间为30-50分钟；所述压制采用的设备为液压机或机械压机；所述烧结采用的烧结设备为网带炉或推舟炉。

6.如权利要求4摩托车冷却泵齿轮的制造方法，其特征在于：压制成型前，所述金属粉末与所述润滑剂要在混合设备中进行混合，所述混合设备为锥形混料机或V形混料机或三维混料机，混料搅拌时间为30-50分钟；所述压制采用的设备为液压机或机械压机；所述烧结采用的烧结设备为网带炉或推舟炉。