CN104785785A

CN104785785A - 汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法

Info

Publication number: CN104785785A
Application number: CN201510151596.XA
Authority: CN
Inventors: 顾祖良
Original assignee: P-TECH POWDER INJECTION MOLDING CHANGSHU PTE LTD
Current assignee: P-TECH POWDER INJECTION MOLDING CHANGSHU PTE LTD
Priority date: 2015-04-01
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2015-07-22

Abstract

一种汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，属于金属粉末注射成型技术领域。步骤：将按重量份数称取的不锈钢金属粉末95-96份和粘结剂7-12份投入混料装置中混匀，得到注射用原料；将注射用原料引入安装有摆动凸轮模具的注射成型机注射成型，控制注射成型温度，得到摆动凸轮注射型坯；先将摆动凸轮注射型坯置于二氯甲烷中浸泡，再引入脱指炉中脱除粘结剂，得到脱脂型坯；将脱脂型坯引入烧结炉中烧结，得到待热处理摆动凸轮；将待热处理摆动凸轮进行热处理，得到汽车转向控制系统用的摆动凸轮。具有优异的耐腐蚀能力和耐疲劳性能，得以确保合理年限内的使用寿命；精度高、一致性好、加工效率高，而且致密性理想。

Description

汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法

技术领域

本发明属于金属粉末注射成型技术领域，具体涉及一种汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法。

背景技术

汽车转向控制系统用的摆动凸轮习惯称为汽车转向面凸轮，是汽车转向系统的重要零部件之一，其功用是：对汽车方向盘的高度和位置调整并将方向盘锁定在调整后的位置。

由于汽车转向控制系统用的摆动凸轮的体积较小、形状复杂并且精度要求极为严苛，因而采用传统的机械加工方式存在加工难度大、效率低并且成本高的问题。如果利用精密铸造，由于无法一次满足精度要求，需进行二次加工，从而影响加工效率，并且精密铸造的致密度欠缺，强度难以保证。

在公开的中国专利文献中可见诸前述摆动凸轮的加工方法的技术信息，典型的如CN101782143B推荐的“一种粉末冶金汽车转向面凸轮及其制备方法”，该专利方案的原料及其组分为：铜0.5-2.4份、碳0.3-1份、镍1-2份、钼0.1-0.6份和铁94-98.1份。方法为：先将前述原料取量混合并压制成形，再在1050-1200℃下烧结3-3.5h（烧结过程中坯件的移动速度为100mm/min），而后在845-860℃下渗碳2-2.5h，最后在180-185℃下回火并渗碳1-1.5h。

上述CN101782143B属于模压成型范畴，而模压成型的效率相对较低，难以满足工业化放大生产要求，并且由于配方中铁的重量份为94-98.1份，铁含量偏高，因而耐蚀及耐疲劳性能相对脆弱，对合理使用寿命产生影响。

针以上述已有技术，本申请人作了有益的探索和反复的实验，终于形成了下面将要介绍的技术方案。

发明内容

本发明的任务在于提供一种汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，该方法具有加工效率高而得以满足工业化放大生产要求并且得到的摆动凸轮具有优异的耐蚀性、耐疲劳性能而得以保障合理的使用寿命。

本发明的任务是这样来完成的，一种汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，包括以下步骤：

A）备料，将按重量份数称取的不锈钢金属粉末95-96份和粘结剂7-12份投入混料装置中混匀，得到注射用原料，其中：所述的不锈钢金属粉末由以下质量%的原料构成：≤0.07%的碳、≤1%的锰、≤1%的硅、≤0.023%的磷、≤0.03%的硫、15.5-18%的铬、3-6%的镍、3-6%的铜、0.15-0.5%的铌和67.37-76.23%的铁；

B）注射成型，将由步骤A）得到的注射用原料引入安装有摆动凸轮模具的注射成型机注射成型，并且控制注射成型温度，得到摆动凸轮注射型坯；

C）脱脂，先将由步骤B）得到的摆动凸轮注射型坯置于二氯甲烷中浸泡，并且控制浸泡的温度和时间，再引入脱指炉中脱除粘结剂，并且控制脱脂温度，得到脱脂型坯；

D）烧结，将由步骤C）得到的脱脂型坯引入烧结炉中烧结，并且控制烧结温度和烧结时间，得到待热处理摆动凸轮；

E）热处理，对由步骤D）得到的待热处理摆动凸轮进行热处理，并且控制热处理温度和热处理时间，得到汽车转向控制系统用的摆动凸轮。

在本发明的一个具体的实施例中，步骤A）中所述的粘结剂为有机粘结剂。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的有机粘结剂由以下按重量份计的原料构成：石蜡66-70份、聚乙烯25-35份和硬脂酸1-3份。

在本发明的又一个具体的实施例中，步骤B）中所述的控制注射成型的温度是将注射成型的温度控制为145-170℃。

在本发明的再一个具体的实施例中，步骤C）中所述的控制浸泡的温度和时间是将浸泡的温度和时间分别控制为55-60℃和180-450min。

在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤C）中所述的控制脱脂温度包括控制第一阶段的脱脂温度和控制第二阶段的脱脂温度。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述控制第一阶段的脱脂温度是将第一阶段的脱脂温度控制为250-450℃并且保温70-90min，在该第一阶段的脱脂过程中引入保护气体；所述的控制第二阶段的脱脂温度是将第二阶段的脱脂温度控制为350-550℃，并且保温120-150min。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的保护气体为氢气、氮气或氩气，氢气、氮气或氩气的流量为0.8-1.2L/min。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，步骤D）中所述的控制烧结温度是将烧结温度控制为1250-1300℃；所述的控制烧结时间是将烧结时间控制为90-100min。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，步骤E）中所述的控制热处理温度和热处理时间是将热处理温度和热处理时间分别控制为1050-1150℃和60-80min。

本发明提供的技术方案的技术效果之一，由于择用了配比合理的不锈钢金属粉末并且将铁的质量%含量选择为67.37-76.23%，因而具有优异的耐腐蚀能力和耐疲劳性能，得以确保合理年限内的使用寿命；之二，由于采用了注射成型，因而不仅精度高、一致性好、加工效率高，而且致密性理想。

附图说明

图1为本发明方法得到的汽车转向控制系统用的摆动凸轮的结构图。

图2为图1翻转180°后的示意图。

具体实施方式

请参见图1和图2，给出了摆动凸轮本体1，该摆动凸轮本体1的一端的一侧构成有一连接轴11，该连接轴11在使用状态下通过其中央孔111与汽车转向控制系统相配合，在凸轮本体1的另一端构成有一枢孔12，该枢孔12为盲孔并且在使用状态下同样与汽车转向控制系统相配合。此外在连接轴11远离摆动凸轮本体1的一端连接有一用于供五金工具如扳手操作的六角头112。

实施例1：

A）备料，将按重量份数称取的不锈钢金属粉末95份和粘结剂5份投入混料装置中充分混匀，得到注射用原料，其中：前述的不锈钢金属粉末由以下质量%的原料构成：0.05%的碳、0.9%的锰、1%的硅、0.02%的磷、0.01%的硫、18%的铬、3%的镍、4.5%的铜、0.15%的铌和72.37%的铁，前述粘结剂由以下按重量份计（即按重量份数配比）的原料构成：石蜡70份、聚乙烯27份和硬脂酸3份；

B）注射成型，将由步骤A）得到的注射用原料引入安装有摆动凸轮模具中即安装有用于形成图1和图2示意的摆动凸轮本体1的模具的注射成型机注射成型，该注射成型的温度控制为170℃，得到摆动凸轮注射型坯；

C）脱脂，先将由步骤B）得到的摆动凸轮注射型坯置于二氯甲烷中浸泡，浸泡温度为55℃，浸泡时间为450min，再引入脱指炉中脱除有机粘结剂中的残余石蜡、聚乙烯和硬脂酸，脱脂温度分为两个阶段控制，第一阶段将脱脂炉的温度升至350℃，并且保温80min，在该第一阶段向脱脂炉内引入氢气或氩气作为保护气体，氢气或氩气的流量为1L/min，从而将有机粘结剂中的作为第一组份的残留石蜡完全脱除，第二阶段是在保温80min后将温度升至450℃，并且保温130min，在该第二阶段脱除有机粘结剂中的彼此的熔点基本相同的第二组份即聚乙烯以及第三组份即硬脂酸，得到脱脂型坯；

D）烧结，将由步骤C）得到的脱脂型坯引入烧结炉中烧结，烧结温度为1250℃，烧结时间为100min，得到待热处理摆动凸轮；

E）热处理，对由步骤D）得到的待热处理摆动凸轮进行热处理，热处理温度为1150℃，时间为60min，得到由图1和图2所示的汽车转向控制系统用的摆动凸轮即摆动凸轮本体1。

实施例2：

A）备料，将按重量份数称取的不锈钢金属粉末96份和粘结剂7份投入混料装置中充分混匀，得到注射用原料，其中：前述的不锈钢金属粉末由以下质量%的原料构成：0.07%的碳、1%的锰、0.8%的硅、0.023%的磷、0.02%的硫、15.5%的铬、4.5%的镍、3%的铜、0. 5%的铌和74.587%的铁，前述粘结剂由以下按重量份计（即按重量份数配比）的原料构成：石蜡66份、聚乙烯33份和硬脂酸1份；

B）注射成型，将由步骤A）得到的注射用原料引入安装有摆动凸轮模具中即安装有用于形成图1和图2示意的摆动凸轮本体1的模具的注射成型机注射成型，该注射成型的温度控制为145℃，得到摆动凸轮注射型坯；

C）脱脂，先将由步骤B）得到的摆动凸轮注射型坯置于二氯甲烷中浸泡，浸泡温度为60℃，浸泡时间为180min，再引入脱指炉中脱除有机粘结剂中的残余石蜡、聚乙烯和硬脂酸，脱脂温度分为两个阶段控制，第一阶段将脱脂炉的温度升至250℃，并且保温90min，在该第一阶段向脱脂炉内引入氢气或氩气作为保护气体，氢气或氩气的流量为0.8L/min，从而将有机粘结剂中的作为第一组份的残留石蜡完全脱除，第二阶段是在保温90min后将温度升至350℃，并且保温150min，在该第二阶段脱除有机粘结剂中的彼此的熔点基本相同的第二组份即聚乙烯以及第三组份即硬脂酸，得到脱脂型坯；

D）烧结，将由步骤C）得到的脱脂型坯引入烧结炉中烧结，烧结温度为1300℃，烧结时间为90min，得到待热处理摆动凸轮；

E）热处理，对由步骤D）得到的待热处理摆动凸轮进行热处理，热处理温度为1050℃，时间为80min，得到由图1和图2所示的汽车转向控制系统用的摆动凸轮即摆动凸轮本体1。

实施例3:

A）备料，将按重量份数称取的不锈钢金属粉末95.5份和粘结剂12份投入混料装置中充分混匀，得到注射用原料，其中：前述的不锈钢金属粉末由以下质量%的原料构成：0.06%的碳、0.85%的锰、0.75%的硅、0.015%的磷、0.025%的硫、16.5%的铬、6%的镍、6%的铜、0.3%的铌和69.5%的铁，前述粘结剂由以下按重量份计（即按重量份数配比）的原料构成：石蜡68份、聚乙烯25份和硬脂酸2份；

B）注射成型，将由步骤A）得到的注射用原料引入安装有摆动凸轮模具中即安装有用于形成图1和图2示意的摆动凸轮本体1的模具的注射成型机注射成型，该注射成型的温度控制为158℃，得到摆动凸轮注射型坯；

C）脱脂，先将由步骤B）得到的摆动凸轮注射型坯置于二氯甲烷中浸泡，浸泡温度为58℃，浸泡时间为320min，再引入脱指炉中脱除有机粘结剂中的残余石蜡、聚乙烯和硬脂酸，脱脂温度分为两个阶段控制，第一阶段将脱脂炉的温度升至450℃，并且保温70min，在该第一阶段向脱脂炉内引入氢气或氩气作为保护气体，氢气或氩气的流量为1.2L/min，从而将有机粘结剂中的作为第一组份的残留石蜡完全脱除，第二阶段是在保温70min后将温度升至550℃，并且保温120min，在该第二阶段脱除有机粘结剂中的彼此的熔点基本相同的第二组份即聚乙烯以及第三组份即硬脂酸，得到脱脂型坯；

D）烧结，将由步骤C）得到的脱脂型坯引入烧结炉中烧结，烧结温度为1280℃，烧结时间为95min，得到待热处理摆动凸轮；

E）热处理，对由步骤D）得到的待热处理摆动凸轮进行热处理，热处理温度为1100℃，时间为70min，得到由图1和图2所示的汽车转向控制系统用的摆动凸轮即摆动凸轮本体1。

Claims

1.一种汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，其特征在于步骤A）中所述的粘结剂为有机粘结剂。

3.根据权利要求2所述的汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，其特征在于所述的有机粘结剂由以下按重量份计的原料构成：石蜡66-70份、聚乙烯25-35份和硬脂酸1-3份。

4.根据权利要求1所述的汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，其特征在于步骤B）中所述的控制注射成型的温度是将注射成型的温度控制为145-170℃。

5.根据权利要求1所述的汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，其特征在于步骤C）中所述的控制浸泡的温度和时间是将浸泡的温度和时间分别控制为55-60℃和180-450min。

6.根据权利要求1所述的汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，其特征在于步骤C）中所述的控制脱脂温度包括控制第一阶段的脱脂温度和控制第二阶段的脱脂温度。

7.根据权利要求6所述的汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，其特征在于所述控制第一阶段的脱脂温度是将第一阶段的脱脂温度控制为250-450℃并且保温70-90min，在该第一阶段的脱脂过程中引入保护气体；所述的控制第二阶段的脱脂温度是将第二阶段的脱脂温度控制为350-550℃，并且保温120-150min。

8.根据权利要求7所述的汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，其特征在于所述的保护气体为氢气、氮气或氩气，氢气、氮气或氩气的流量为0.8-1.2L/min。

9.根据权利要求1所述的汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，其特征在于步骤D）中所述的控制烧结温度是将烧结温度控制为1250-1300℃；所述的控制烧结时间是将烧结时间控制为90-100min。

10.根据权利要求1所述的汽车转向控制系统用的摆动凸轮的加工方法，其特征在于步骤E）中所述的控制热处理温度和热处理时间是将热处理温度和热处理时间分别控制为1050-1150℃和60-80min。