CN105149594A - 一种粉末冶金凸轮及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉末冶金凸轮及其制备方法，涉及粉末冶金技术领域，凸轮由以下质量份数的各个组分制备而成：铁粉85-105份、氯化钡4-10份、石墨粉5-10份、金属镁粉4-9份、纳米氧化钨3-7份、金属镍粉5-10份、纳米氧化钐2-5份、二氧化锰5-10份、钴粉5-10份、二硫化钼6-12份和硼酸钠5-10份。一种粉末冶金凸轮的制备方法，包括混合、模压、高温煅烧、蒸汽处理、浸油处理和整形处理。本发明提供的凸轮，以金属及金属氧化物粉末及其他组分为原料，通过粉末冶金制备工艺制备，得到具有高强度、高断裂韧性和高致密度的凸轮，可适用于各种严苛的使用环境。
Description
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凸轮及其制备方法。
背景技术
凸轮，是机械的回转或滑动件（如轮或轮的突出部分），它把运动传递给紧靠其边缘移动的滚轮或在槽面上自由运动的针杆，或者它从这样的滚轮和针杆中承受力。
凸轮的主要作用是按照工作要求完成各种复杂的运动，包括直线运动、摆动、等速运动和不等速运动。
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件．一般按外形可分为三类：①盘形凸轮：凸轮为绕固定轴线转动且有变化直径的盘形构件；②移动凸轮：凸轮相对机架作直线移动；③圆柱凸轮：凸轮是圆柱体，可以看成是将移动凸轮卷成一圆柱体。
凸轮在机械领域使用较为广泛，特别是用于各种自动化和半自动化机械装置中。根据使用情况的不同，对凸轮的性能要求也并不一样，对于复杂机械中具有承受力的凸轮，对于其断裂韧性和强度的要求较高，传统的制备工艺，已经不能达到较高的性能，因此，需要一种更为优良的冶金制备工艺。
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，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。以金属或非金属粉末作为原料，制备复合材料是粉末冶金的一个重要技术领域。
发明内容
本发明解决的技术问题：针对上述不足，克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种粉末冶金凸轮及其制备方法。
本发明的技术方案：一种粉末冶金凸轮，由以下质量份数的各个组分制备而成：
铁粉85-105份、氯化钡4-10份、石墨粉5-10份、金属镁粉4-9份、纳米氧化钨3-7份、金属镍粉5-10份、纳米氧化钐2-5份、二氧化锰5-10份、钴粉5-10份、二硫化钼6-12份和硼酸钠5-10份。
作为优选，所述凸轮由以下质量份数的各个组分制备而成：铁粉95-100份、氯化钡6-9份、石墨粉6-8份、金属镁粉5-7份、纳米氧化钨4-6份、金属镍粉7-9份、纳米氧化钐3-5份、二氧化锰6-9份、钴粉7-9份、二硫化钼8-11份和硼酸钠6-9份。
更优地，所述凸轮由以下质量份数的各个组分制备而成：铁粉97份、氯化钡7份、石墨粉7份、金属镁粉6份、纳米氧化钨5份、金属镍粉8份、纳米氧化钐5份、二氧化锰7份、钴粉8份、二硫化钼10份和硼酸钠8份。
一种粉末冶金凸轮的制备方法，制备步骤如下：
（1）将所有组分依次放入球磨机中，进行球磨混合，混合均匀后取出；
（2）将步骤（1）中混合均匀的粉料放入模具进行模压成型，模压压力为200-300MPa，模压成型后取出的，得到毛坯件；
（3）将步骤（2）得到的毛坯件在真空环境下进行高温煅烧，温度800-1350℃，压力300-600MPa，时间4-9h，煅烧结束后取出，冷却，得到预制件；
（4）将步骤（3）得到的预制件在高温蒸汽中处理3-5h，温度350-560℃；
（5）将步骤（4）经高温蒸汽处理的预制件放入润滑油中，进行浸油处理，时间8-12h；
（6）将步骤（5）经浸油处理的预制件放入整形模具中，进行定型加工，即得到所述粉末冶金凸轮。
作为优选，步骤（3）中高温煅烧的温度为1250℃，压力550MPa，时间8h。
有益效果：本发明提供的粉末冶金凸轮，是利用粉末冶金制备工艺制备的凸轮。因在高强度机械领域，对于凸轮的性能要求较高，本发明通过合理选择组分及严格控制粉末冶金工艺，来提高凸轮的机械性能。
本发明提供的凸轮，以金属及金属氧化物粉末及其他组分为原料，通过粉末冶金制备工艺制备，得到具有高强度、高断裂韧性和高致密度的凸轮，可适用于各种严苛的使用环境。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1：
一种粉末冶金凸轮，由以下质量份数的各个组分制备而成：
铁粉105份、氯化钡10份、石墨粉10份、金属镁粉9份、纳米氧化钨7份、金属镍粉10份、纳米氧化钐5份、二氧化锰10份、钴粉10份、二硫化钼12份和硼酸钠10份。
一种粉末冶金凸轮的制备方法，制备步骤如下：
（1）将所有组分依次放入球磨机中，进行球磨混合，混合均匀后取出；
（2）将步骤（1）中混合均匀的粉料放入模具进行模压成型，模压压力为2600MPa，模压成型后取出的，得到毛坯件；
（3）将步骤（2）得到的毛坯件在真空环境下进行高温煅烧，温度1350℃，压力550MPa，时间8h，煅烧结束后取出，冷却，得到预制件；
（4）将步骤（3）得到的预制件在高温蒸汽中处理5h，温度480℃；
（5）将步骤（4）经高温蒸汽处理的预制件放入润滑油中，进行浸油处理，时间12h；
（6）将步骤（5）经浸油处理的预制件放入整形模具中，进行定型加工，即得到所述粉末冶金凸轮。
实施例2：
一种粉末冶金凸轮，由以下质量份数的各个组分制备而成：
铁粉85份、氯化钡4份、石墨粉5份、金属镁粉4份、纳米氧化钨3份、金属镍粉5份、纳米氧化钐2份、二氧化锰5份、钴粉5份、二硫化钼6份和硼酸钠5份。
一种粉末冶金凸轮的制备方法，制备步骤如下：
（1）将所有组分依次放入球磨机中，进行球磨混合，混合均匀后取出；
（2）将步骤（1）中混合均匀的粉料放入模具进行模压成型，模压压力为280MPa，模压成型后取出的，得到毛坯件；
（3）将步骤（2）得到的毛坯件在真空环境下进行高温煅烧，温度1250℃，压力500MPa，时间8h，煅烧结束后取出，冷却，得到预制件；
（4）将步骤（3）得到的预制件在高温蒸汽中处理5h，温度480℃；
（5）将步骤（4）经高温蒸汽处理的预制件放入润滑油中，进行浸油处理，时间12h；
（6）将步骤（5）经浸油处理的预制件放入整形模具中，进行定型加工，即得到所述粉末冶金凸轮。
实施例3：
一种粉末冶金凸轮，由以下质量份数的各个组分制备而成：
铁粉95份、氯化钡6份、石墨粉6份、金属镁粉5份、纳米氧化钨4份、金属镍粉7份、纳米氧化钐3份、二氧化锰6份、钴粉7份、二硫化钼8份和硼酸钠6份。
一种粉末冶金凸轮的制备方法，制备步骤如下：
（1）将所有组分依次放入球磨机中，进行球磨混合，混合均匀后取出；
（2）将步骤（1）中混合均匀的粉料放入模具进行模压成型，模压压力为280MPa，模压成型后取出的，得到毛坯件；
（3）将步骤（2）得到的毛坯件在真空环境下进行高温煅烧，温度1250℃，压力550MPa，时间8h，煅烧结束后取出，冷却，得到预制件；
（4）将步骤（3）得到的预制件在高温蒸汽中处理5h，温度480℃；
（5）将步骤（4）经高温蒸汽处理的预制件放入润滑油中，进行浸油处理，时间12h；
（6）将步骤（5）经浸油处理的预制件放入整形模具中，进行定型加工，即得到所述粉末冶金凸轮。
实施例4：
一种粉末冶金凸轮，由以下质量份数的各个组分制备而成：
铁粉100份、氯化钡9份、石墨粉8份、金属镁粉7份、纳米氧化钨6份、金属镍粉9份、纳米氧化钐5份、二氧化锰9份、钴粉9份、二硫化钼11份和硼酸钠9份。
一种粉末冶金凸轮的制备方法，制备步骤如下：
（1）将所有组分依次放入球磨机中，进行球磨混合，混合均匀后取出；
（2）将步骤（1）中混合均匀的粉料放入模具进行模压成型，模压压力为270MPa，模压成型后取出的，得到毛坯件；
（3）将步骤（2）得到的毛坯件在真空环境下进行高温煅烧，温度1250℃，压力550MPa，时间8h，煅烧结束后取出，冷却，得到预制件；
（4）将步骤（3）得到的预制件在高温蒸汽中处理5h，温度480℃；
（5）将步骤（4）经高温蒸汽处理的预制件放入润滑油中，进行浸油处理，时间12h；
（6）将步骤（5）经浸油处理的预制件放入整形模具中，进行定型加工，即得到所述粉末冶金凸轮。
实施例5：
一种粉末冶金凸轮，由以下质量份数的各个组分制备而成：
铁粉97份、氯化钡7份、石墨粉7份、金属镁粉6份、纳米氧化钨5份、金属镍粉8份、纳米氧化钐5份、二氧化锰7份、钴粉8份、二硫化钼10份和硼酸钠8份。
一种粉末冶金凸轮的制备方法，制备步骤如下：
（1）将所有组分依次放入球磨机中，进行球磨混合，混合均匀后取出；
（2）将步骤（1）中混合均匀的粉料放入模具进行模压成型，模压压力为280MPa，模压成型后取出的，得到毛坯件；
（3）将步骤（2）得到的毛坯件在真空环境下进行高温煅烧，温度1250℃，压力550MPa，时间8h，煅烧结束后取出，冷却，得到预制件；
（4）将步骤（3）得到的预制件在高温蒸汽中处理5h，温度480℃；
（5）将步骤（4）经高温蒸汽处理的预制件放入润滑油中，进行浸油处理，时间12h；
（6）将步骤（5）经浸油处理的预制件放入整形模具中，进行定型加工，即得到所述粉末冶金凸轮。
对上述具体实施方式得到的粉末冶金凸轮进行强度和韧性的性能测试，结果如表1所示。
表1凸轮的致密度、韧性和强度性能测试。
| 实施例 | 致密度/% | 韧性 / MPa m1/2 | 强度 |
| 1 | 97.2 | 7.1 | 650 |
| 2 | 97.1 | 7.2 | 690 |
| 3 | 97.4 | 7.4 | 700 |
| 4 | 97.3 | 7.2 | 710 |
| 5 | 97.6 | 7.6 | 730 |
因此，本发明提供的粉末冶金凸轮具有良好的韧性和强度。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种粉末冶金凸轮，其特征在于，由以下质量份数的各个组分制备而成：
铁粉85-105份、氯化钡4-10份、石墨粉5-10份、金属镁粉4-9份、纳米氧化钨3-7份、金属镍粉5-10份、纳米氧化钐2-5份、二氧化锰5-10份、钴粉5-10份、二硫化钼6-12份和硼酸钠5-10份。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金凸轮，其特征在于，所述凸轮由以下质量份数的各个组分制备而成：铁粉95-100份、氯化钡6-9份、石墨粉6-8份、金属镁粉5-7份、纳米氧化钨4-6份、金属镍粉7-9份、纳米氧化钐3-5份、二氧化锰6-9份、钴粉7-9份、二硫化钼8-11份和硼酸钠6-9份。
3.根据权利要求2所述的粉末冶金凸轮，其特征在于，所述凸轮由以下质量份数的各个组分制备而成：铁粉97份、氯化钡7份、石墨粉7份、金属镁粉6份、纳米氧化钨5份、金属镍粉8份、纳米氧化钐5份、二氧化锰7份、钴粉8份、二硫化钼10份和硼酸钠8份。
4.一种根据权利要求1所述的粉末冶金凸轮的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
（1）将所有组分依次放入球磨机中，进行球磨混合，混合均匀后取出；
（2）将步骤（1）中混合均匀的粉料放入模具进行模压成型，模压压力为200-300MPa，模压成型后取出的，得到毛坯件；
（3）将步骤（2）得到的毛坯件在真空环境下进行高温煅烧，温度800-1350℃，压力300-600MPa，时间4-9h，煅烧结束后取出，冷却，得到预制件；
（4）将步骤（3）得到的预制件在高温蒸汽中处理3-5h，温度350-560℃；
（5）将步骤（4）经高温蒸汽处理的预制件放入润滑油中，进行浸油处理，时间8-12h；
（6）将步骤（5）经浸油处理的预制件放入整形模具中，进行定型加工，即得到所述粉末冶金凸轮。
5.根据权利要求4所述的粉末冶金凸轮的制备方法，其特征在于：步骤（3）中高温煅烧的温度为1250℃，压力550MPa，时间8h。
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