CN106270488A - 一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方及制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方及制作工艺，所述汽车转向助力泵粉末冶金转子配方，按照质量百分比计的组分为钼粉0.5％，镍粉1％，钴粉0.5％，铜粉1％，二硫化钼0.5％，碳粉0.3％，铁粉余量，各组分之和为100％，采用本发明的叶片崁入式模具，转子一次压制烧结的表观含油密度≥7.0g/cm3，硬度≥HRC40，抗压强度≥950MPa，抗拉强度≥350N/mm2，冲击值AK≥50KJ/m2。生产工序包括混料、压制、烧结、整形、热处理、后处理等步骤。本发明生产的汽车转向助力泵粉末冶金转子，不仅可以代替以往用高合金锻造钢生产的转子，还大大减少了生产工序，降低了生产成本，降低了助力泵的噪音。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械加工领域，具体是一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方及制作工艺。
背景技术
汽车转向助力泵是汽车转向的重要组成部分。其中转子又是助力泵的关键零件，直接影响到助力泵的流量、压力、噪音、使用寿命。
目前，转向助力泵的转子一般采用高合金钢生产。因为助力泵转子的形状复杂，其加工困难、复杂，成本高。国内有采用粉末冶金工艺生产，但因为密度低(小于6.8)、硬度低(小于HRC30)和强度、耐磨性等达不到要求而中止。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方及制作工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方，按照质量百分比计的组分为钼粉0.5％，镍粉1％，钴粉0.5％，铜粉1％，二硫化钼0.5％，碳粉0.3％，铁粉余量，各组分之和为100％。
作为本发明进一步的方案：所述铁粉采用100目的雾化铁粉。
一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方的制作工艺，具体步骤为：
(1)混料：按配比选取钼粉、镍粉、铜粉、钴粉，二硫化钼、碳粉和铁粉均匀混合待用，得铁基粉末；
(2)压制：将步骤(1)混合好的铁基粉末送入叶片崁入式模具，按6T/cm2-7T/cm2的压力，压制成产品坯件；
(3)烧结：将步骤(2)所得产品坯件送入有保护气氛的烧结炉烧结，高温段温度1100℃-1200℃，时间3-4h；
(4)整形：将步骤(3)所得的产品按要求对内花键进行整形；
(5)热处理：将步骤(4)所得的产品在C-N共渗炉内渗碳，渗层厚度1.0mm-1.2mm，然后淬火、回火；
(6)后处理：将步骤(5)所得的产品磨平面、精磨叶片槽，即得。
作为本发明进一步的方案：高温段温度1160℃，时间4h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明的叶片崁入式模具，转子一次压制烧结的表观含油密度≥7.0g/cm3，硬度≥HRC40，抗压强度≥950MPa，抗拉强度≥350N/mm2，冲击值AK≥50KJ/m2。生产工序包括混料、压制、烧结、整形、热处理、后处理等步骤。本发明生产的汽车转向助力泵粉末冶金转子，不仅可以代替以往用高合金锻造钢生产的转子，还大大减少了生产工序，降低了生产成本，降低了助力泵的噪音；因为产品的密度要求大于等于7.0g/cm3，它是保证产品的硬度和强度的必要条件。为此，本发明采用的配方，在配比中减少了低密度的碳的含量，增加了高密度的镍、钼、钴、铜的含量；同时，用不烧损的二硫化钼代替了在烧结过程中会烧损的硬脂酸锌；二硫化钼的加入，不仅代替硬脂酸锌在压制过程中的润滑作用，而且烧结过程中不会挥发，有利于提高产品的密度，更重要的是它保留在产品中会增加产品的耐磨性，提高产品的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方，按照质量百分比计的组分为钼粉0.5％，镍粉1％，钴粉0.5％，铜粉1.5％，二硫化钼0.6％，碳粉0.3％，铁粉余量，各组分之和为100％；所述铁粉采用100目的雾化铁粉。
一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方的制作工艺，具体步骤为：
(1)混料：按配比选取钼粉、镍粉、铜粉、钴粉，二硫化钼、碳粉和铁粉均匀混合待用，得铁基粉末；
(2)压制：将步骤(1)混合好的铁基粉末送入叶片崁入式模具，按600MPa-700MPa的压力，压制成产品坯件；
(3)烧结：将步骤(2)所得产品坯件送入有保护气氛的烧结炉烧结，高温段温度1160℃，时间4h；
(4)整形：将步骤(3)所得的产品按要求对内花键进行整形；
(5)热处理：将步骤(4)所得的产品在C-N共渗炉内渗碳，渗层厚度1.0mm，然后淬火、回火；
(6)后处理：将步骤(5)所得的产品磨平面、精磨叶片槽，即得。
由上述工艺制得的汽车转向助力泵粉末冶金转子，测得其性能参数如下：平均含油密度：7.0g/cm3，硬度：HRC45，抗拉强度：455N/mm2，抗压强度1580MPa，冲击值AK：56.4KJ/m2，两平面的不平行度：0.003mm，粗糙度：0.8，叶片槽对平面的不垂直度：0.01mm，粗糙度小于0.2，内花键粗糙度：1.6，对平面的不垂直度：0.015mm，外圆对内花键跳动：0.03mm。
对比例1
一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方，按照质量百分比计的组分为钼粉0.5％，镍粉1％，钴粉0.5％，铜粉1.5％，二硫化钼0.5％，碳粉0.6％，铁粉余量，各组分之和为100％；所述铁粉采用80目的还原铁粉。
一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方的制作工艺，具体步骤为：
(1)混料：按配比选取钼粉、镍粉、铜粉、钴粉，二硫化钼、碳粉和铁粉均匀混合待用，得铁基粉末；
(2)压制：将步骤(1)混合好的铁基粉末送入叶片崁入式模具，按600MPa-700MPa的压力，压制成产品坯件；
(3)烧结：将步骤(2)所得产品坯件送入有保护气氛的烧结炉烧结，高温段温度1160℃，时间4h；
(4)整形：将步骤(3)所得的产品按要求对内花键进行整形；
(5)热处理：将步骤(4)所得的产品在C-N共渗炉内渗碳，渗层厚度1.1mm，然后淬火、回火；
(6)后处理：将步骤(5)所得的产品磨平面、精磨叶片槽，即得。
由上述工艺制得的汽车转向助力泵粉末冶金转子，测得其性能参数如下：平均含油密度：6.5g/cm3，硬度：HRC28，抗拉强度：215N/mm2，抗压强度780MPa，冲击值AK：2.36KJ/m2，两平面的不平行度：0.003mm，粗糙度：0.8，叶片槽对平面的不垂直度：0.01mm，粗糙度小于0.4，内花键粗糙度：1.6，对平面的不垂直度：0.015mm，外圆对内花键跳动：0.03mm。因为产品的形状复杂，本发明为了提高工效，减少机加工量，内花键采取直接压出，后续不需要加工，叶片槽直接压出形状，只留极少量的精磨量。由于压制叶片槽的模具的叶片极容易损坏，导致整个模具报废，不仅增加制造成本，还严重影响产品的工业化生产。为此本发明采用叶片崁入式模具，叶片如果有损坏，只需要更换损坏了的那一片叶片，不仅大大降低了制造成本，也使得转子的工业化生产得以实现。
对比例2
一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方，按照质量百分比计的组分为钼粉0.5％，镍粉1％，钴粉0.5％，铜粉1％，二硫化钼0.5％，碳粉0.3％，铁粉余量，各组分之和为100％；所述铁粉采用100目的雾化铁粉。
一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方的制作工艺，具体步骤为：
(1)混料：按配比选取钼粉、镍粉、铜粉、钴粉，二硫化钼、碳粉和铁粉均匀混合待用，得铁基粉末；
(2)压制：将步骤(1)混合好的铁基粉末送入阴模叶片整体式模具，按600MPa-700MPa的压力，压制成产品坯件；
(3)烧结：将步骤(2)所得产品坯件送入有保护气氛的烧结炉烧结，高温段温度1160℃，时间4h；
(4)整形：将步骤(3)所得的产品按要求对内花键进行整形；
(5)热处理：将步骤(4)所得的产品在C-N共渗炉内渗碳，渗层厚度1.2mm，然后淬火、回火；
(6)后处理：将步骤(5)所得的产品磨平面、精磨叶片槽，即得。
由上述工艺制得的汽车转向助力泵粉末冶金转子，测得其性能参数如下：平均含油密度：7.0g/cm3，硬度：HRC45，抗拉强度：455N/mm2，抗压强度1580MPa，冲击值AK：5.64KJ/m2，两平面的不平行度：0.003mm，粗糙度：0.8，叶片槽对平面的不垂直度：0.01mm，粗糙度小于0.2，内花键粗糙度：1.6，对平面的不垂直度：0.015mm，外圆对内花键跳动：0.03mm。由于采用阴模叶片整体式模具，压制了73个转子后，一片叶片损坏，整个模具报废。一副模具8000-10000元，摊算到每个压坯的成本109元-137元，不仅成本不能接受，制造模具周期所影响的生产时间也无法接受。此方案无法实现转子的工业化生产。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种汽车转向助力泵粉末冶金转子配方，其特征在于，按照质量百分比计的组分为钼粉0.5％，镍粉1％，钴粉0.5％，铜粉1％，二硫化钼0.5％，碳粉0.3％，铁粉余量，各组分之和为100％。
2.根据权利要求1所述的汽车转向助力泵粉末冶金转子配方，其特征在于，所述铁粉采用100目的雾化铁粉。
3.一种如权利要求1-2任一所述的汽车转向助力泵粉末冶金转子配方的制作工艺，其特征在于，具体步骤为：
(1)混料：按配比选取钼粉、镍粉、铜粉、钴粉，二硫化钼、碳粉和铁粉均匀混合待用，得铁基粉末；
(2)压制：将步骤(1)混合好的铁基粉末送入叶片崁入式模具，按6T/cm2-7T/cm2的压力，压制成产品坯件；
(3)烧结：将步骤(2)所得产品坯件送入有保护气氛的烧结炉烧结，高温段温度1100℃-1200℃，时间3-4h；
(4)整形：将步骤(3)所得的产品按要求对内花键进行整形；
(5)热处理：将步骤(4)所得的产品在C-N共渗炉内渗碳，渗层厚度1.0mm-1.2mm，然后淬火、回火；
(6)后处理：将步骤(5)所得的产品磨平面、精磨叶片槽，即得。
4.根据权利要求3所述的汽车转向助力泵粉末冶金转子配方的制作工艺，其特征在于，高温段温度1160℃，时间4h。
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