CN107142415A - 一种粉末冶金复合材料及其用于制造摩托车平衡从动齿轮盘的方法 - Google Patents

一种粉末冶金复合材料及其用于制造摩托车平衡从动齿轮盘的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种粉末冶金复合材料，所述粉末冶金复合材料由质量分数为60%‑80%的预合金粉末、质量分数为15%‑35%的二次还原铁粉、质量分数为0.4%‑0.8%的石墨粉、质量分数为0.4%‑0.7%的微粉蜡、质量分数为1%‑5%的铜粉、质量分数为1%‑3%的镍粉组成。本发明还公开了一种制造摩托车平衡从动齿轮盘的方法。本发明用一种粉末冶金复合材料替代原来的致密材料，通过提高屈服的合金元素与高压缩比的铁粉预合金化以后，通过扩散预合金粉末的形式加入基体材料内，通过模压成型、烧结替代致密材料的热精锻工艺，使得成品的屈服强度与抗冲击能力十分优异，使使用寿命提高2.3倍，原材料利用率由60%提高到98%。

Description

一种粉末冶金复合材料及其用于制造摩托车平衡从动齿轮盘 的方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，具体来说，是涉及到一种粉末冶金复合材料及其用于制造摩托车平衡从动齿轮盘的方法。
背景技术
粉末冶金工艺是发展迅速和具有巨大应用潜力的零件生产工艺，其具有节约能源、高原材料利用率、低排放，制造的制品价格低廉、精度高、质量一致性高等特点，在机械制造、航空航天等领域得到广泛的应用。
现有的发动机平衡轴内置齿轮结构，包括平衡轴、曲柄连杆总成、左曲轴箱、右曲轴箱，左曲轴箱内设置有平衡轴左支承轴承、左曲柄支承轴承，右曲轴箱内设置有平衡轴右支承轴承、右曲柄支承轴承、主动齿轮和平衡从动齿轮组合机构等。主动齿轮通过插销固定装套在曲柄连杆总成的右曲柄上，并位于右曲柄支承轴承的左侧；平衡从动齿轮组合机构装在平衡轴上并位于平衡轴右支承轴承的左侧，与主动齿轮对应啮合。摩托车单缸发动机内设置平衡轴是解决发动机振动的最有效方式，平衡轴上安装有平衡从动齿轮，其与安装在曲轴上的平衡主动齿轮相啮合。
但是现有的平衡从动齿轮盘存在抗冲击性能差，使用寿命短等问题，且期其加工过程多采用机加工操作，造成材料利用率低，生产成本高，工艺流程长等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有粉末冶金复合材料的屈服强度低、抗冲击韧性差，使得制备的平衡从动齿轮盘抗冲击性能差，使用寿命短。
为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：
一种粉末冶金复合材料，期特征在于：所述粉末冶金复合材料的组成和质量分数为60%-80%的预合金粉末、质量分数为0.4%-0.8%的石墨粉、质量分数为0.4%-0.7%的微粉蜡、质量分数为1%-5%的铜粉、质量分数为1%-3%的镍粉，余量为二次还原铁粉。
进一步地，所述粉末冶金复合材料由以下质量分数百分含量的物质组成：
预合金粉末60%、石墨0.4%、微粉蜡0.8%、铜粉1%、镍粉2%、余量为二次还原铁粉；
或者，预合金粉末65%、石墨0.5%、微粉蜡0.6%、铜粉2%、镍粉3%、余量为二次还原铁粉；
或者，预合金粉末70%、石墨0.58%、微粉蜡0.55%、铜粉3%、镍粉2%、余量为二次还原铁粉；
或者，预合金粉末75%、石墨0.7%、微粉蜡0.55%、铜粉2%、镍粉2.5%、余量为二次还原铁粉；
或者，预合金粉末80%、石墨0.8%、微粉蜡0.5%、铜粉4%、镍粉2.5%、余量为二次还原铁粉。
进一步地，所述的粉末冶金复合材料，其特征在于：所述预合金粉末由质量百分数为0.5%-1.5%的钼粉、质量百分数为99.5%-98.5%的铁粉组成。
进一步地，所述的粉末冶金复合材料，其特征在于：所述预合金粉末由如下质量百分含量的物质组成：
钼粉0.5%、铁粉99.5%；或者，钼粉0.85%、铁粉99.15%；
或者，钼粉1%、铁粉99%；或者，钼粉1.25%、铁粉98.75%；
或者，钼粉1.5%、铁粉98.5%。
本发明所要解决的另一技术问题是现有的热精锻成型工艺制备的平衡从动齿轮盘外观差、尺寸精度一致性差，加工余量大，加工工艺流程复杂，人工占用多、劳动强度大等缺陷。
本发明涉及到的另一项技术方案如下：
一种制造摩托车平衡从动齿轮盘的新方法，其特征在于：将粉末冶金复合材料的组分按要求混合、模压成型、烧结、复烧渗铜、整形、机加工、去毛刺抛光、清洗、防锈，得到成品，所述用于制造平衡从动齿轮盘的粉末冶金复合材料采用上述复合材料，其组分和质量分数为60%-80%的预合金粉末、质量分数为0.4%-0.8%的石墨粉、质量分数为0.4%-0.7%的微粉蜡、质量分数为1%-5%的铜粉、质量分数为1%-3%的镍粉，余量为二次还原铁粉。
进一步地，将复合材料的组分按要求一次顺序混合，包括：将预合金粉末、二次还原铁粉、石墨粉、微粉蜡、铜粉、镍粉分别称好重量，按二次还原铁粉、预合金粉末、铜粉、镍粉、石墨粉、微粉蜡的顺序依次加入混料机混合30-60分钟，混合好的粉末静置48-72小时。
进一步地，将混合好静置结束的成品粉末在560-655MPa的压强下模压成型得到压坯，所述模压成型速度为4-6件/分钟。
进一步地，将压坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为600-950oC，两个烧结段的温度分别为1100±5oC、1120±5oC；所述三段烧结的网速为40-60mm/分钟，保护气氛为65%-75%的氮气和25%-35%的氢气，氮气及氢气的氧含量需低于5ppm，所述三段烧结的时间为45-55分钟，烧结好的产品为烧结坯。
进一步地，将丝径2mm，直径30mm的紫铜环置于烧结坯上，对烧结坯进行复烧渗铜；将烧结坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为600-950oC，两个烧结段的温度分别为1090±5oC、1100±5oC；所述三段烧结的网速为50-55mm/分钟，保护气氛为70%-75%的氮气和25%-30%的氢气，氮气及氢气的氧含量需低于5ppm，所述三段烧结时间为45-50分钟。
将复烧坯在500-550MPa的压强下进行全封闭模压整形，所述整形速度为6-8件/分钟。
本发明所产生的技术效果如下：
1、本发明在具体实施中用一种粉末冶金复合材料替代原来的致密材料，通过提高屈服的合金元素与高压缩比的铁粉预合金化以后，通过扩散预合金粉末的形式加入基体材料内，通过模压成型、烧结替代致密材料的热精锻工艺，使得成品的屈服强度与抗冲击能力十分优异，使使用寿命提高2.3倍，原材料利用率由60%提高到98%。
2、本发明在具体实施中采用模压成型代替热锻成型，采用560-665MPa的高压模压成型能保证压坯达到足够高的密度，其模压成型的生产效率高，产品生产周期短，每个产品的生产周期由原来的4天缩短为3天。
3、本发明再具体实施中大规模使用自动化生产，使用人工大幅减少，工人劳动强度急剧降低，平均生产十万件产品可减少人工的搬运量为10米10t，减少人工时600小时以上。
具体实施方式
实施例1
按如下质量百分比取料：预合金粉末60%、石墨0.4%、微粉蜡0.8%、铜粉1%、镍粉2%、余量为二次还原铁粉。其中预合金粉末由如下质量百分含量的物质组成：钼0.5%、铁99.5%；本发明在混料过程中加入微量的微粉蜡以助于模压成型与脱模，预合金粉末以现有成熟制备方法以牌号为LAP100.29的水雾化铁粉为基本材料，添加其他合金元素，经混合、扩散处理、破碎、筛分后得到。具体制造平衡从动齿轮盘的方法如下：
步骤P1：混料
将预合金粉末、二次还原铁粉、石墨粉、微粉蜡、铜粉、镍粉分别按上述比例称好重量，按二次还原铁粉、预合金粉末、铜粉、镍粉、石墨粉、微粉蜡的顺序依次加入双运动混料机混合50分钟，混合好的粉末静置48小时。将混合好的粉末静置48小时是让混合好的物料充分稳定，防止在送料过程中产生合金元素偏析的现象。
步骤P2：模压成型
将P1混合好静置结束的成品粉末输送到压机料斗中，通过压机自动送料机构将物料送入模具型腔中，在650MPa的压强下模压成型得到压坯，所述模压成型速度为5件/分钟。压坯密度为7.05g/cm3。
步骤P3：烧结
将P2模压成型得到的压坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为800oC，两个烧结段的温度分别为1100oC、1125oC；所述三段烧结的网速为40mm/分钟，保护气氛为70%的氮气和30%的氢气，氮气的进气量为6m3/h，进口压力为0.12MPa，氮气及氢气的氧含量需低于5ppm，所述三段的烧结时间为53分钟，烧结好的产品为烧结坯。烧结坯的硬度为HRA38-45，抗拉强度为400-460Mpa。采用分段烧结可在低温段缓慢充分的去除压坯中的微粉蜡，避免微粉蜡在高温强烈分解使坯体产生大的气泡，采用分段烧结亦可使碳、铜、镍、钼等元素渗入铁粉颗粒结构中，形成合金或产生固溶强化，起到改善产品的综合性能的作用，使得生产的平衡从动齿轮盘的抗冲击性能及其他综合性能优异。
步骤P4：复烧渗铜
将丝径2mm，直径30mm的紫铜环置于P3烧结得到的烧结坯上，对烧结坯进行复烧渗铜；将烧结坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为950 oC，两个烧结段的温度分别为1090 oC、1100 oC；所述三段烧结的网速为50mm/分钟，保护气氛为75%的氮气和25%的氢气，氮气的进气量为7m3/h，进口压力为0.12MPa，氮气及氢气的氧含量需低于5ppm，所述三段的烧结时间为45分钟。烧结坯进行复烧渗铜是为了进一步提高产品的抗冲击韧性及其他力学性能，复烧渗铜后的产品硬度为HRA45-56，抗拉强度为450-550MPa，屈服强度为350-430MPa。
步骤P5:整形
将复烧坯在520MPa的压强下进行全封闭模压整形，所述整形速度为8件/分钟。整形是为了纠正产品在烧结及复烧渗铜过程中产生的变形，提高产品的尺寸精度及一致性，是产品在尺寸精度上能够满足客户的需求。
步骤P6：机加工
将经过步骤P5得到的毛坯通过机加工精车。
步骤P7：去毛刺抛光
用螺旋振动研磨抛光的方法去除产品外观的毛刺、杂质等，使其表面光亮、清洁。抛光所加磨料为100公斤氧化锆研磨棒，100公斤高铝瓷菱形磨料及光亮剂、研磨膏及5公斤水。
步骤P8：清洗及防锈
将抛光去毛刺后的产品在连续式网带超声波清洗、防锈油喷涂一体机中清洗防锈，提高产品的外观及防锈性能，得到成品。
实施例2
按如下质量百分比取料：预合金粉末65%、石墨0.5%、微粉蜡0.6%、铜粉2%、镍粉3%、余量为二次还原铁粉。其中预合金粉末由如下质量百分含量的物质组成：钼0.85%、铁99.15%；
本发明在混料过程中加入微量的微粉蜡以助于模压成型与脱模，预合金粉末以现有成熟制备方法以牌号为LAP100.29的水雾化铁粉为基本材料，添加其他合金元素，经混合、扩散处理、破碎、筛分后得到。具体制造平衡从动齿轮盘的方法如下：
步骤P1：混料
将预合金粉末、二次还原铁粉、石墨粉、微粉蜡、铜粉、镍粉分别按上述比例称好重量，按二次还原铁粉、预合金粉末、铜粉、镍粉、石墨粉、微粉蜡的顺序依次加入双运动混料机混合60分钟，混合好的粉末静置72小时。将混合好的粉末静置72小时是让混合好的物料充分稳定，防止在送料过程中产生合金元素偏析的现象。
步骤P2：模压成型
将P1混合好静置结束的成品粉末输送到压机料斗中，通过压机自动送料机构将物料送人模具型腔中，在600MPa的压强下模压成型得到压坯，所述模压成型速度为5个/分钟。压坯密度为7.05g/cm3。
步骤P3：烧结
将P2模压成型得到的压坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为800oC，两个烧结段的温度分别为1110 oC、1125 oC；所述三段烧结的网速为40mm/分钟，保护气氛为70%的氮气和30%的氢气，氮气的进气量为6m3/h，进口压力为0.12MPa，氮气及氢气的氧含量需低于5ppm，所述三段的烧结时间为53分钟，烧结好的产品为烧结坯。烧结坯的硬度为HRA43-48，抗拉强度为430-480Mpa。采用分段烧结可在低温段缓慢充分的去除压坯中的微粉蜡，避免微粉蜡在高温强烈分解使坯体产生大的气泡，采用分段烧结亦可使碳、铜、镍、钼等元素渗入铁粉颗粒结构中，形成合金或产生固溶强化，起到改善产品的综合性能的作用，使得生产的平衡从动齿轮盘的抗冲击性能及其他综合性能优异。
步骤P4：复烧渗铜
将丝径2mm，直径30mm的紫铜环置于P3烧结得到的烧结坯上，对烧结坯进行复烧渗铜；将烧结坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为950 oC，两个烧结段的温度分别为1090 oC、1100 oC；所述三段烧结的网速为50mm/分钟，保护气氛为75%的氮气和25%的氢气，氮气的进气量为7m3/h，进口压力为0.12MPa，氮气及氢气的氧含量需低于5ppm，所述三段的烧结时间为45分钟。烧结坯进行复烧渗铜是为了进一步提高产品的抗冲击韧性及其他力学性能，复烧渗铜后的产品硬度为HRA50-58，抗拉强度为520-580MPa，屈服强度为380-460MPa。
步骤P5:整形
将复烧坯在510MPa的压强下进行全封闭模压整形，所述整形速度为7件/分钟。整形是为了纠正产品在烧结及复烧渗铜过程中产生的变形，提高产品的尺寸精度及一致性，是产品在尺寸精度上能够满足客户的需求。
步骤P6：机加工
将经过步骤P5得到的毛坯通过机加工精车。
步骤P7：去毛刺抛光
用螺旋振动研磨抛光的方法去除产品外观的毛刺、杂志等，使其表面光亮、清洁。抛光所加磨料为100公斤氧化锆研磨棒，100公斤高铝瓷菱形磨料及光亮剂、研磨膏及5公斤水。
步骤P8：清洗及防锈
将抛光去毛刺后的产品在连续式网带超声波清洗、防锈油喷涂一体机中清洗防锈，提高产品的外观及防锈性能，得到成品。
实施例3
按如下质量百分比取料：预合金粉末70%、石墨0.58%、微粉蜡0.55%、铜粉3%、镍粉2%、余量为二次还原铁粉。其中预合金粉末由如下质量百分含量的物质组成：钼1%、铁99%；本发明在混料过程中加入微量的微粉蜡以助于模压成型与脱模，预合金粉末以现有成熟制备方法以牌号为LAP100.29的水雾化铁粉为基本材料，添加其他合金元素，经混合、扩散处理、破碎、筛分后得到。具体制造平衡从动齿轮盘的方法如下：
步骤P1：混料
将预合金粉末、二次还原铁粉、石墨粉、微粉蜡、铜粉、镍粉分别按上述比例称好重量，按二次还原铁粉、预合金粉末、铜粉、镍粉、石墨粉、微粉蜡的顺序依次加入双运动混料机混合60分钟，混合好的粉末静置60小时。将混合好的粉末静置60小时是让混合好的物料充分稳定，防止在送料过程中产生合金元素偏析的现象。
步骤P2：模压成型
将P1混合好静置结束的成品粉末输送到压机料斗中，通过压机自动送料机构将物料送人模具型腔中，在630MPa的压强下模压成型得到压坯，所述模压成型速度为5个/分钟。压坯密度为7g/cm3。
步骤P3：烧结
将P2模压成型得到的压坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为800oC，两个烧结段的温度分别为1120 oC、1125 oC；所述三段烧结的网速为40mm/分钟，保护气氛为70%的氮气和30%的氢气，氮气的进气量为6m3/h，进口压力为0.12MPa，氮气及氢气的氧含量需低于5ppm，所述三段的烧结时间为53分钟，烧结好的产品为烧结坯。烧结坯的硬度为HRA43-48，抗拉强度为430-480Mpa。采用分段烧结可在低温段缓慢充分的去除压坯中的微粉蜡，避免微粉蜡在高温强烈分解使坯体产生大的气泡，采用分段烧结亦可使碳、铜、镍、钼等元素渗入铁粉颗粒结构中，形成合金或产生固溶强化，起到改善产品的综合性能的作用，使得生产的平衡从动齿轮盘的抗冲击性能及其他综合性能优异。
步骤P4：复烧渗铜
将丝径2mm，直径30mm的紫铜环置于P3烧结得到的烧结坯上，对烧结坯进行复烧渗铜；将烧结坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为950 oC，两个烧结段的温度分别为1090 oC、1100 oC；所述三段烧结的网速为50mm/分钟，保护气氛为75%的氮气和25%的氢气，氮气的进气量为7m3/h，进口压力为0.12MPa，氮气及氢气的氧含量需低于5ppm，所述三段的烧结时间为45分钟。烧结坯进行复烧渗铜是为了进一步提高产品的抗冲击韧性及其他力学性能，复烧渗铜后的产品硬度为HRA50-58，抗拉强度为470-550MPa，屈服强度为370-440MPa。
步骤P5:整形
将复烧坯在500MPa的压强下进行全封闭模压整形，所述整形速度为7件/分钟。整形是为了纠正产品在烧结及复烧渗铜过程中产生的变形，提高产品的尺寸精度及一致性，是产品在尺寸精度上能够满足客户的需求。
步骤P6：机加工
将经过步骤P5得到的毛坯通过机加工精车。
步骤P7：去毛刺抛光
用螺旋振动研磨抛光的方法去除产品外观的毛刺、杂志等，使其表面光亮、清洁。抛光所加磨料为100公斤氧化锆研磨棒，100公斤高铝瓷菱形磨料及光亮剂、研磨膏及5公斤水。
步骤P8：清洗及防锈
将抛光去毛刺后的产品在连续式网带超声波清洗、防锈油喷涂一体机中清洗防锈，提高产品的外观及防锈性能，得到成品。
实施例4
按如下质量百分比取料：预合金粉末75%、、石墨0.7%、微粉蜡0.55%、铜粉2%、镍粉2.5%、余量为二次还原铁粉。其中预合金粉末由如下质量百分含量的物质组成：钼1.25%、铁98.75%；本发明在混料过程中加入微量的微粉蜡以助于模压成型与脱模，预合金粉末以现有成熟制备方法以牌号为LAP100.29的水雾化铁粉为基本材料，添加其他合金元素，经混合、扩散处理、破碎、筛分后得到。具体制造平衡从动齿轮盘的方法如下：
步骤P1：混料
将预合金粉末、二次还原铁粉、石墨粉、微粉蜡、铜粉、镍粉分别按上述比例称好重量，按二次还原铁粉、预合金粉末、铜粉、镍粉、石墨粉、微粉蜡的顺序依次加入双运动混料机混合60分钟，混合好的粉末静置66小时。将混合好的粉末静置66小时是让混合好的物料充分稳定，防止在送料过程中产生合金元素偏析的现象。
步骤P2：模压成型
将P1混合好静置结束的成品粉末输送到压机料斗中，通过压机自动送料机构将物料送人模具型腔中，在650MPa的压强下模压成型得到压坯，所述模压成型速度为4个/分钟。压坯密度为7.1g/cm3。
步骤P3：烧结
将P2模压成型得到的压坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为800oC，两个烧结段的温度分别为1120 oC、1120 oC；所述三段烧结的网速为42mm/分钟，保护气氛为70%的氮气和30%的氢气，氮气的进气量为6m3/h，进口压力为0.12MPa，氮气及氢气的氧含量需低于5ppm，所述三段的烧结时间为51分钟，烧结好的产品为烧结坯。烧结坯的硬度为HRA50-58，抗拉强度为550-630Mpa。采用分段烧结可在低温段缓慢充分的去除压坯中的微粉蜡，避免微粉蜡在高温强烈分解使坯体产生大的气泡，采用分段烧结亦可使碳、铜、镍、钼等元素渗入铁粉颗粒结构中，形成合金或产生固溶强化，起到改善产品的综合性能的作用，使得生产的平衡从动齿轮盘的抗冲击性能及其他综合性能优异。
步骤P4：复烧渗铜
将丝径2mm，直径30mm的紫铜环置于P3烧结得到的烧结坯上，对烧结坯进行复烧渗铜；将烧结坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为950 oC，两个烧结段的温度分别为1090 oC、1100 oC；所述三段烧结的网速为50mm/分钟，保护气氛为75%的氮气和25%的氢气，氮气的进气量为7m3/h，进口压力为0.12MPa，氮气及氢气的氧含量需低于5ppm，所述三段的烧结时间为45分钟。烧结坯进行复烧渗铜是为了进一步提高产品的抗冲击韧性及其他力学性能，复烧渗铜后的产品硬度为HRA53-58，抗拉强度为580-650MPa，屈服强度为430-500MPa。
步骤P5:整形
将复烧坯在530MPa的压强下进行全封闭模压整形，所述整形速度为5件/分钟。整形是为了纠正产品在烧结及复烧渗铜过程中产生的变形，提高产品的尺寸精度及一致性，是产品在尺寸精度上能够满足客户的需求。
步骤P6：机加工
将经过步骤P5得到的毛坯通过机加工精车。
步骤P7：去毛刺抛光
用螺旋振动研磨抛光的方法去除产品外观的毛刺、杂志等，使其表面光亮、清洁。抛光所加磨料为100公斤氧化锆研磨棒，100公斤高铝瓷菱形磨料及光亮剂、研磨膏及5公斤水。
步骤P8：清洗及防锈
将抛光去毛刺后的产品在连续式网带超声波清洗、防锈油喷涂一体机中清洗防锈，提高产品的外观及防锈性能，得到成品。
实施例5
按如下质量百分比取料：预合金粉末80%、石墨0.8%、微粉蜡0.5%、铜粉4%、镍粉2.5%、余量为二次还原铁粉。其中预合金粉末由如下质量百分含量的物质组成：钼1.5%、铁98.5%；本发明在混料过程中加入微量的微粉蜡以助于模压成型与脱模，预合金粉末以现有成熟制备方法以牌号为LAP100.29的水雾化铁粉为基本材料，添加其他合金元素，经混合、扩散处理、破碎、筛分后得到。具体制造平衡从动齿轮盘的方法如下：
步骤P1：混料
将预合金粉末、二次还原铁粉、石墨粉、微粉蜡、铜粉、镍粉分别按上述比例称好重量，按二次还原铁粉、预合金粉末、铜粉、镍粉、石墨粉、微粉蜡的顺序依次加入双运动混料机混合55分钟，混合好的粉末静置52小时。将混合好的粉末静置52小时是让混合好的物料充分稳定，防止在送料过程中产生合金元素偏析的现象。
步骤P2：模压成型
将P1混合好静置结束的成品粉末输送到压机料斗中，通过压机自动送料机构将物料送人模具型腔中，在635MPa的压强下模压成型得到压坯，所述模压成型速度为4个/分钟。压坯密度为7.08g/cm3。
步骤P3：烧结
将P2模压成型得到的压坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为800oC，两个烧结段的温度分别为1110 oC、1120 oC；所述三段烧结的网速为42mm/分钟，保护气氛为70%的氮气和30%的氢气，氮气的进气量为6m3/h，进口压力为0.12MPa，氮气及氢气的氧含量需低于5ppm，所述三段的烧结时间为51分钟，烧结好的产品为烧结坯。烧结坯的硬度为HRA52-58，抗拉强度为530-610Mpa。采用分段烧结可在低温段缓慢充分的去除压坯中的微粉蜡，避免微粉蜡在高温强烈分解使坯体产生大的气泡，采用分段烧结亦可使碳、铜、镍、钼等元素渗入铁粉颗粒结构中，形成合金或产生固溶强化，起到改善产品的综合性能的作用，使得生产的平衡从动齿轮盘的抗冲击性能及其他综合性能优异。
步骤P4：复烧渗铜
将丝径2mm，直径30mm的紫铜环置于P3烧结得到的烧结坯上，对烧结坯进行复烧渗铜；将烧结坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为950 oC，两个烧结段的温度分别为1095 oC、1105 oC；所述三段烧结的网速为50mm/分钟，保护气氛为75%的氮气和25%的氢气，氮气的进气量为7m3/h，进口压力为0.12MPa，氮气及氢气的氧含量需低于5ppm，所述三段的烧结时间为45分钟。烧结坯进行复烧渗铜是为了进一步提高产品的抗冲击韧性及其他力学性能，复烧渗铜后的产品硬度为HRA53-58，抗拉强度为570-650MPa，屈服强度为420-500MPa。
步骤P5:整形
将复烧坯在520MPa的压强下进行全封闭模压整形，所述整形速度为6件/分钟。整形是为了纠正产品在烧结及复烧渗铜过程中产生的变形，提高产品的尺寸精度及一致性，是产品在尺寸精度上能够满足客户的需求。
步骤P6：机加工
将经过步骤P5得到的毛坯通过机加工精车。
步骤P7：去毛刺抛光
用螺旋振动研磨抛光的方法去除产品外观的毛刺、杂志等，使其表面光亮、清洁。抛光所加磨料为100公斤氧化锆研磨棒，100公斤高铝瓷菱形磨料及光亮剂、研磨膏及5公斤水。
步骤P8：清洗及防锈
将抛光去毛刺后的产品在连续式网带超声波清洗、防锈油喷涂一体机中清洗防锈，提高产品的外观及防锈性能，得到成品。
综上所述，本发明的产品材料利用率高，机加工少，外形美观，尺寸一致性好，充分体现了粉末冶金技术“少切削”、“ 组分调整简便”的优点。使用本发明的方法制造的平衡从动齿轮盘，可以节约原材料35%，简化生产流程；该平衡从动齿轮盘抗冲击韧性好，尺寸一致性高，使用寿命长，客户装配过程舒畅。本发明的粉末冶金复合材料既保证了产品使用所需的综合力学性能，又极大的降低了产品的生产成本。

Claims (10)

1.一种粉末冶金复合材料，其特征在于：所述粉末冶金复合材料包含的组分和质量分数为60%-80%的预合金粉末、质量分数为0.4%-0.8%的石墨粉、质量分数为0.4%-0.7%的微粉蜡、质量分数为1%-5%的铜粉、质量分数为1%-3%的镍粉组成，余量为二次还原铁粉。
2.如权利要求1所述的粉末冶金复合材料，其特征在于，所述粉末冶金复合材料由以下质量分数百分含量的物质组成：预合金粉末60%、、石墨0.4%、微粉蜡0.8%、铜粉1%、镍粉2%、余量为二次还原铁粉；
或者，预合金粉末65%、石墨0.5%、微粉蜡0.6%、铜粉2%、镍粉3%、余量为二次还原铁粉；
或者，预合金粉末70%、石墨0.58%、微粉蜡0.55%、铜粉3%、镍粉2%、余量为二次还原铁粉；
或者，预合金粉末75%、石墨0.7%、微粉蜡0.55%、铜粉2%、镍粉2.5%、余量为二次还原铁粉；
或者，预合金粉末80%、石墨0.8%、微粉蜡0.5%、铜粉4%、镍粉2.5%、余量为二次还原铁粉。
3.如权利要求1所述的粉末冶金复合材料，其特征在于：所述预合金粉末由质量百分数为0.5%-1.5%的钼粉、质量百分数为99.5%-98.5%的铁粉组成。
4.如权利要求1所述的粉末冶金复合材料，其特征在于：所述预合金粉末由如下质量百分含量的物质组成：钼粉0.5%、铁粉99.5%；
或者，钼粉0.85%、铁粉99.15%；
或者，钼粉1%、铁粉99%；
或者，钼粉1.25%、铁粉98.75%；
或者，钼粉1.5%、铁粉98.5%。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述粉末冶金复合材料制造摩托车平衡从动齿轮盘的方法，其特征在于：将粉末冶金复合材料的组分按比例混合、模压成型、烧结、复烧渗铜、整形、机加工、去毛刺抛光、清洗、防锈，得到成品。
6.如权利要求5所述的制造摩托车平衡从动齿轮盘的方法，其特征在于，将复合材料的组分按要求依次顺序混合，包括：将预合金粉末、二次还原铁粉、石墨粉、微粉蜡、铜粉、镍粉分别称好重量，按二次还原铁粉、预合金粉末、铜粉、镍粉、石墨粉、微粉蜡的顺序依次加入混料机混合30-60分钟，混合好的粉末静置48-72小时。
7.如权利要求6所述的制造摩托车平衡从动齿轮盘的方法，其特征在于：所述的模压成型包括将混合后静置结束的粉末在560-655MPa的压强下模压成型得到压坯，所述模压成型速度为4-6件/分钟。
8.如权利要求7所述的制造摩托车平衡从动齿轮盘的方法，其特征在于：所述的烧结包括：将压坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为600-950oC，两个烧结段的温度分别为1100±5oC、1120±5oC；所述三段烧结的网速为40-60mm/分钟，保护气氛为65%-75%的氮气和25%-35%的氢气，氮气及氢气的氧含量低于5ppm，所述三段烧结的时间为45-55分钟，烧结好的产品为烧结坯。
9.如权利要求8所述的制造摩托车平衡从动齿轮盘的方法，其特征在于：所述的复烧渗铜包括丝径2mm，直径30mm的紫铜环置于烧结坯上，对烧结坯进行复烧渗铜，具体为烧结坯通过网带烧结炉进行三段烧结，一个预热段温度为600-950oC，两个烧结段的温度分别为1090±5oC、1100±5oC；所述三段烧结的网速为50-55mm/分钟，保护气氛为70%-75%的氮气和25%-30%的氢气，氮气及氢气的氧含量低于5ppm，所述三段的烧结时间为45-50分钟，得复烧坯。
10.如权利要求9所述的制造摩托车平衡从动齿轮盘的方法，其特征在于：所述的整形包括将复烧坯在500-550MPa的压强下进行全封闭模压整形，所述整形速度为6-8件/分钟。
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