CN105783683A - 曲轴位置传感器轮及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及曲轴位置传感器轮及其制造方法。曲轴位置传感器轮包括核心部分和表面部分，其中，表面部分包括铁和碳，表面部分含按重量计0.02％或更低的碳，以及核心部分包括铁和碳，核心部分含按重量计0.05至0.20％之间的碳。

Description

曲轴位置传感器轮及其制造方法
相关申请交互引用
本申请要求于2015年1月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0007005号的优先权的权益，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开涉及一种曲轴位置传感器轮(crankpositionsensorwheel)及其制造方法。
背景技术
曲轴位置传感器轮传统上通过成形和烧结纯铁粉制造。铁的磁性能用于实现传感的功能。然而，如上所述制造的曲轴位置传感器轮对于冲击或负载是脆弱的。
可以增加碳的含量以改善强度，但是当碳的含量增加时，磁性能，如导磁率和磁通量密度急剧下降，所以出现了大量的研究以克服该问题。
在本发明背景技术部分公开的上面的信息仅用于增强对本发明构思的背景的理解，并且因此它可以包括不构成在该国中对本领域技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开内容致力于提供曲轴位置传感器轮。
此外，本公开内容提供了制造曲轴位置传感器轮的方法。
本发明构思的示例性的实施方式提供了分成核心部和表面部分的曲轴位置传感器轮，其中，表面部分包括0.02wt％或以下的C，余量由Fe和杂质组成，以及核心部分包括0.05wt％至0.20wt％的C，余量由Fe和杂质组成。
表面部分和核心部分可以进一步包括0.7wt％至0.9wt％的Mo和0.4至0.5wt％的P。
表面部分可以是从曲轴位置传感器轮的外外表面200至300mm深。
表面部分可以具有95％或更多铁氧体(ferrite)的体积比。
核心部分可以具有5至10％的珠光体(pearlite)的体积比。
3425.09·e-17.47[C]+9272.4·[P]2-7340.16·[P]-757.62·[Mo]+2782.298的值可以是1300或更大。
其中，[C]表示C的wt％，[P]表示P的wt％，以及[Mo]表示Mo的wt％。
曲轴位置传感器轮的强度可以是450MPa或更高。
本发明构思的另一示例性的实施方式提供了用于制造曲轴位置传感器轮的方法，包括：成形包括0.05至0.20wt％的C和余量为Fe和杂质的金属粉末；以及在脱碳的气氛烧结成形体。
金属粉末可以进一步包括0.7wt％至0.9wt％的Mo和0.4wt％至0.5wt％的P。
烧结可以在0.05v/v％的碳势(carbonpotential)(cp)的气氛中进行。
烧结可以在氢气和氮气的气体混合物的气氛中进行，其中，气体混合物中的氢可以是15至25v/v％。
烧结可以在1100℃至1300℃下进行。
在金属粉末中，3425.09·e-17.47[C]+9272.4·[P]2-7340.16·[P]-757.62·[Mo]+2782.298的值可以是1300或更大。([C]表示C的wt％，[P]表示P的wt％，[Mo]表示Mo的wt％)。
根据本发明构思的示例性实施方式的曲轴位置传感器轮具有优异的强度和磁性能。
附图说明
图1是示出了根据本发明构思的示例性实施方式的曲轴位置传感器轮的图(100：核心部分；200：表面部分)。
图2是示出根据本发明构思的示例性实施方式的曲轴位置传感器轮的结构的图(100：核心部分；200：表面部分)。
具体实施方式
本发明构思优点和特征以及实现它们的方法将通过参考以下参照附图详细描述的示例性实施方式而变得清楚。然而，本发明构思不限于以下描述的示例性实施方式，并且可以以各种方式来实现，提供了示例性实施方式以完成本发明构思，并且使本发明构思的范围对于本领域技术人员而言是清楚的，以及本发明构思仅由附权利要求中描述的范围所限定。在整个说明书中类似的参考数字表示相同的组成元素。
在一些示例性实施方式中将不再详细描述公知的技术，以便避免对本发明构思的不清楚的描述。除非另有限定，本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)以具有本领域技术人员所理解的含义使用。在整个说明书中，除非明确描述为相反，词语“包括”和其变体如“含有”或“包含”将理解为表示包括所说明的要素但并不排除任何其它要素。此外，除非另外明确说明，单数术语包括复数术语。
在下文中描述了制造根据本发明构思的示例性实施方式的曲轴位置传感器轮的方法。
首先，通过压制成形包括0.05至0.20wt％的C和余量为Fe和杂质的金属粉末。金属粉末可以进一步包括0.7至0.9wt％的Mo和0.4wt％至0.5wt％的P。
C是能够改善曲轴位置传感器轮的强度的元素，并且当C含量小于0.05wt％时，曲轴位置传感器轮的强度降低，但是，当其超过0.20wt％时，曲轴位置传感器轮的磁性能可以劣化。
Mo是可以改善铁基金属的淬透性(hardenability)的元素，当Mo含量小于0.7wt％时，强度会下降，但是，当其超过0.9wt％时，缺乏经济效益。
P是能够改善曲轴位置传感器轮的强度的元素，并且当P含量小于0.4wt％时，强度和磁性会劣化，但是当它超过0.5wt％时，曲轴位置传感器轮的脆性会增加。
在金属粉末中，3425.09·e-17.47[C]+9272.4·[P]2-7340.16·[P]-757.62·[Mo]+2782.298的值可以是1300或更大。当3425.09·e-17.47[C]+9272.4·[P]2-7340.16·[P]-757.62·[Mo]+2782.298小于1300时，曲轴位置传感器轮的磁性能会劣化。[C]表示C的wt％，[P]表示P的wt％，以及[Mo]表示Mo的wt％。
制造金属粉末的方法，如雾化和研磨是本领域已知的，因此不提供详细说明。
在金属粉末成形为成形体完成后，在脱碳气氛下将成形体放入烧结炉并且在其内烧结。
烧结炉可以包括预热器、高温烧结炉和冷却器。
预热器可以具有425℃至1040℃范围内的任何温度。当将成形体放入烧结炉时，它缓慢加热至预热器的温度。由于预热器具有425℃至1040℃范围内的任何温度，可以使成形体上的润滑剂燃烧并改善成形体的还原。
高温烧结炉可以具有1100℃至1200℃范围内的任何温度。将通过预热器预热的成形体加热至高温烧结炉的温度。当高温烧结炉的温度维持在1100℃至1200℃之间的任一温度时，成形体还原并且脱碳。此后，通过冷却器冷却成形体。
另外，成形体通过高温烧结炉需要60至210分钟来烧结。当烧结时间小于60分钟时，成形体烧结不充分，但是当它超过210分钟时，成形体过烧并且机械性能可能劣化。
此外，烧结单元的气氛可以具有小于0.05v/v％或更小的碳势(cp)。它可以是氢气和氮气的气体混合物的气氛，但氢气和氮气的气体混合物中的氢可以是15v/v％至25v/v％。
成形体通过高温烧结炉脱碳，所以脱碳层形成为从曲轴位置传感器轮的外表面至预定深度。脱碳层可以包括0.02wt％或更低的C。当碳含量大于0.02wt％时，传感特性可能劣化。
此外，脱碳层可以具有95％或更多的铁素体的体积比。当铁素体的体积比小于95％时，传感特性会劣化。
脱碳层可以是从曲轴位置传感器轮的外表面200至300mm深。
脱碳层对于磁性流动和由传感器产生的磁通量流动是有利的。因此，传感特性得到改善。
脱碳层包括0.05wt％至0.20wt％的C。
此外，除了脱碳层之外的其他部分可以具有5％至10％的珠光体体积比。
图1是示出了根据本发明构思的示例性实施方式的曲轴位置传感器轮的图。
参照图1，根据本发明构思的示例性实施方式的曲轴位置传感器轮分为核心部分和表面部分，其中，表面部分包括0.02wt％或更低的C以及余量的Fe和杂质。
此外，核心部分包括0.05wt％至0.20wt％的C，以及余量的Fe和杂质。
表面部分和核心部分可以进一步包括0.7wt％至0.9wt％的Mo和0.4wt％到0.5wt％的P。
表面部分可以是从曲轴位置传感器轮的外表面向内深200mm至300mm。
另外，表面部分可以具有95％或更多的铁素体的体积比。
核心部分可以具有5至10％的珠光体的体积比。
此外，在曲轴位置传感器轮中，3425.09·e-17.47[C]+9272.4·[P]2-7340.16·[P]-757.62·[Mo]+2782.298的值可以是1300或更大。
曲轴位置传感器轮的强度可以是450MPa或更高。
下文中，在示例性实施方式的基础上描述本发明构思。然而，以下示例性实施方式仅是是本发明构思的实例，而本发明构思并不限于示例性实施方式。
<示例性实施方式1>
通过烧结包括0.45wt％的P、0.85wt％的Mo、0.1wt％的C的粉末制造曲轴位置传感器轮，并且在脱碳气氛下烧结。
在20v/v％氢和80v/v％氮的气氛下将成形体预热至650℃下总计60分钟，加热至1200℃并烧结共60分钟，并且随后冷却。
图2是示出了通过本发明构思的示例性实施方式制造的曲轴位置传感器轮的图。参照图2，可以看出曲轴位置传感器轮的表面部分具有95％或更多铁素体的体积比(在图2中白色部分是铁素体)。此外，曲轴位置传感器轮的表面由于脱碳具有0.078wt％的碳含量。
核心部分具有0.1wt的碳含量。可以看出核心部分的体积比是5％至10％的珠光体(图2中的棕色部分是珠光体)。
因此，表面部分对于由传感器产生的磁性通量流动是有利的，使得传感特性得到改善以及核心具有珠光体结构，并且因此材料的强度得到改善。
<示例性实施方式2>
曲轴位置传感器轮通过改变如下面表1中的粉末的组分制造。
(表1)
参照表1，可以发现，当P、Mo和C的含量在本发明构思的范围内时，可以实现优异的磁性能及强度。在比较材料10中，烧结中脆性增大，所以部件的几何公差难以满足。
虽然上面描述了本发明构思的示例性实施方式，但本领域技术人员应该理解的是，本发明构思可以以各种方式实现而不改变其精神或必要特征。
因此，上面描述的实施方式仅是示例并且不应当解释为在任何方面为限制性的。本发明构思的范围并不是由上面的描述确定，而是由所附权利要求确定，并且由权利要求的精神、范围以及等同物的所有改变或修改，应该解释为包括在本发明构思的范围内。
虽然本发明构思已经结合目前认为的实际的示例性实施方式进行了描述，但是应该理解的是，本发明构思并不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同设置。

Claims (11)

1.一种曲轴位置传感器轮，包括核心部分和表面部分，
其中，所述表面部分包括铁和碳，所述表面部分含按重量计0.02％或更低的碳，以及
所述核心部分包括铁和碳，所述核心部分含按重量计0.05至0.20％之间的碳。
2.根据权利要求1所述的曲轴位置传感器轮，其中
所述表面部分和所述核心部分还包括按重量计0.7％至0.9％的钼以及按重量计0.4至0.5％的磷。
3.根据权利要求2所述的曲轴位置传感器轮，其中，所述表面部分从所述曲轴位置传感器轮的外表面200mm至300mm深。
4.根据权利要求3所述的曲轴位置传感器轮，其中，所述表面部分包含按体积计95％或更多的铁素体。
5.根据权利要求4所述的曲轴位置传感器轮，其中，所述核心部分包含按体积计5％至10％的珠光体。
6.根据权利要求1所述的曲轴位置传感器轮，其中
3425.09·e-17.47[C]+9272.4·[P]2-7340.16·[P]-757.62·[Mo]+2782.298的值是1300或更大，
其中，[C]表示碳的重量百分数，[P]表示磷的重量百分数，以及[Mo]表示钼的重量百分数。
7.根据权利要求6所述的曲轴位置传感器轮，其中，所述曲轴位置传感器轮的强度是450MPa或更高。
8.一种制造曲轴位置传感器轮的方法，包括以下步骤：
使包括铁和碳的金属粉末成形，所述金属粉末含重量计0.05％至0.20％之间的碳；以及
在烧结炉中烧结所述金属粉末，
其中，所述烧结炉的气氛具有0.05v/v％或更低的碳势(cp)。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述金属粉末进一步包括按重量计0.7％至0.9％的钼以及按重量计0.4％至0.5％的磷。
10.根据权利要求9所述的方法，其中：
所述烧结炉包括预热器、高温烧结炉和冷却器，
所述预热器具有425℃至1040℃之间的温度，以及
所述高温烧结炉具有1100℃至1200℃之间的温度。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，
在金属粉末中，3425.09·e-17.47[C]+9272.4·[P]2-7340.16·[P]-757.62·[Mo]+2782.298的值是1300或更大，
其中，[C]表示碳的重量百分数，[P]表示磷的重量百分数，以及[Mo]的表示钼的重量百分数。
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