CN109014223A - 车辆abs传感环粉末冶金生产系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了车辆ABS传感环粉末冶金生产系统及工艺，生产系统设置有混合设备、成型设备、烧结设备、抛丸设备、整形设备、机加工设备以及涂层设备，按顺序使用，最后得到工件成品；混合设备包括配料机和混料机，烧结设备包括驱动辊、预热箱、烧结箱以及冷却箱，且按照驱动辊、预热箱、烧结箱、冷却箱的顺序依次连接；机加工设备包括车床和磨床，且按照先车床后磨床的顺序进行设置。按照特定的顺序和工艺进行工件加工，得到车辆ABS传感环成品，使用该加工系统和工艺生产效率高、精度高，原材料利用率达到95%以上，有效的降低了生产成本。

Description

车辆ABS传感环粉末冶金生产系统及工艺

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及车辆ABS传感环粉末冶金生产系统及工艺。

背景技术

ABS（Anti-locked Braking System）中文译为“防抱死刹车系统”。它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。它既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上制动效果好的制动装置。近年来由于汽车消费者对安全的日益重视，大部分的车都已将ABS列为标准配备。随着世界汽车工业的迅猛发展，安全性日益成为人们选购汽车的重要依据。目前广泛采用的防抱制动系统（ABS）使人们对安全性要求得以充分的满足。

ABS传感环又叫ABS感应环、感应圈，其是圆环形主体结构且带有锯齿边缘所形成的齿圈结构，齿圈与轮毂单元的内圈或芯轴采用过盈配合，在轮毂单元的装配过程中，用油压机将齿圈与内圈或芯轴组合在一起使用。现有技术采用较成品更粗的钢管（留出很大的加工空间），锯断后进行锯齿并打磨，加工费时费工，成本很高，且原材料利用率很低，生产效率十分低下。

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(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，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。广义的粉末冶金制品业涵括了铁石刀具、硬质合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狭义的粉末冶金制品业仅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占绝大部分)、含油轴承和金属射出成型制品等。

粉末冶金的加工流程一般包括有：配料、压制、蒸汽/热处理等步骤，针对不同的加工要求，有的工件不采用蒸汽处理，而使用振动研磨机对工件进行打磨去毛刺，粉末冶金一般采用客户来源的技术图纸和相关资料，根据现行或客户提供的标准进行实验后，选择一定的Fe/C/Cu/润滑剂/抗切削剂等的配比，并制定合适的加工流程，并进行以上加工流程，制备符合标准要求的加工件。

发明内容

本发明提供了车辆ABS传感环粉末冶金生产系统及工艺，该生产系统的使用明显提高了车辆ABS传感环的加工精度和加工效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：车辆ABS传感环粉末冶金生产系统，所述生产系统设置有混合设备、成型设备、烧结设备、抛丸设备、整形设备、机加工设备以及涂层设备，并按照混合设备、成型设备、烧结设备、抛丸设备、整形设备、机加工设备以及涂层设备的顺序进行设置并按顺序使用，最后得到工件成品；所述混合设备包括配料机和混料机，并按照配料机到混料机的顺序设置；所述烧结设备包括驱动辊、预热箱、烧结箱以及冷却箱，且按照驱动辊、预热箱、烧结箱、冷却箱的顺序依次连接；所述机加工设备包括车床和磨床，且按照先车床后磨床的顺序进行设置。

优选的，所述配料机采用数控式皮带秤自动配料机，混料机采用三维混料机。

优选的，所述成型设备为干粉液压机。

优选的，所述烧结设备为网带式烧结炉，网带上放置有耐火板，冷却箱接有惰性气体进气管。

优选的，所述抛丸设备为转台式抛丸机。

优选的，所述整形设备为机械力粉末成型机。

优选的，所述涂层设备为井式水蒸汽热处理机。

利用该车辆ABS传感环粉末冶金生产系统进行生产，生产工艺包括以下步骤：

①使用配料机称量99.4%重量份的铁粉以及0.6%重量份的润滑剂形成混合物料，称量完毕后将混合物料放入混料机中混合60分钟；

②将混合后的物料放入成型设备中，在600-700MPa压力下压制成型，工件密度大于等于6.8g/cm³；

③成型后的传感环放入烧结设备中，使其在驱动辊的带动下，依次通过预热箱、烧结箱以及冷却箱，烧结箱内温度达到1115℃，控制驱动辊转速，使工件在烧结箱内运行50分钟以上，且在冷却箱内通入氮气加分解氨气氛；

④冷却至室温的传感环工件放入抛丸设备中，抛丸5分钟；

⑤抛丸结束后将传感环工件放入整形设备中，在400-500MPa压力下整形；

⑥整形完成后的传感环工件使用车床进行加工后，部分产品根据需要再使用磨床进行端面磨削，使其达到要求的两端面平行度及齿面平面度要求，并使其公差达到7级；

⑦车加工之后或又经过磨床加工完成后的传感环工件放入涂层设备中进行锌铝涂层处理，在温度330℃下，固化20～25分钟，做涂层和固化共三次。热处理完成后取出工件自然冷却后得到工件成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：相比现有技术采用纯机加工的方式对钢管进行切割的加工方式，本发明对材料的利用率明显提高，可以达到95%以上，且明显提高了加工效率，更利于批量生产，粉末冶金过程的引入也提高了工件的加工精度，从而大量的降低了后续机加工的操作要求和所耗费的时间，从而降低了工人的劳动强度，降低了生产成本。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明生产系统流程图；

图中：01、混合设备，02、成型设备，03、烧结设备，04、抛丸设备，05、整形设备，06、机加工设备，07、涂层设备，08、工件成品，11、配料机，12、混料机，31、驱动辊，32、预热箱，33、烧结箱，34、冷却箱，61、车床，62、磨床。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：车辆ABS传感环粉末冶金生产系统，生产系统设置有混合设备01、成型设备02、烧结设备03、抛丸设备04、整形设备05、机加工设备06以及涂层设备07，并按照混合设备、成型设备、烧结设备、抛丸设备、整形设备、机加工设备以及涂层设备的顺序进行设置并按顺序使用，最后得到工件成品08；混合设备01包括配料机11和混料机12，并按照配料机到混料机的顺序设置；烧结设备03包括驱动辊31、预热箱32、烧结箱33以及冷却箱34，且按照驱动辊、预热箱、烧结箱、冷却箱的顺序依次连接；机加工设备06包括车床61和磨床62，且按照先车床后磨床的顺序进行设置。

对车辆ABS传感环进行加工，首先使用混合设备，包括配料机11和混料机12，使用配料机将物料按照预设的比例准确称量，称量完成后放入混料机内进行混合，由于粉末冶金主原料大多为金属材质，辅料为其他材质，这就对混料要求较高。混匀后将一定量的混合物料放入成型设备02中，通过成型设备压制成圆环内层多齿的ABS传感环结构，成型设备内部具有模具，根据模具的形状对工件进行特点尺寸的成型。成型结束后工件外部结构尺寸基本稳定，但内部结构仅是靠机械力压紧，分子/原子内部仅是靠范德华力维系，不足以满足车辆使用的强度要求，这就要求进行烧结操作，将工件放入烧结设备03中进行烧结，工件在驱动辊31的驱动下，首先进入预热箱32，预热箱一般温度要求在800-1000℃左右，根据待加工ABS传感环尺寸及原料的不同进行选择设定，预热后进入烧结箱33，烧结温度控制在1115℃，烧结时间50分钟，根据不同工件对烧结温度和时间进行调整，烧结完成后进入冷却箱34，将工件在规定的时间内进行冷却至室温，并放置其氧化。

烧结并冷却后对工件进行抛丸操作，以去掉工件表面的毛刺和飞边。抛丸结束后将工件放入整形设备进行整形，由于烧结会使得工件尺寸发生稍微的变化，为了减少后续加工的工作量需要进行整形操作，一般采用进一步压制的液压机进行操作。整形结束后进行机加工，机加工包括多种加工工序进行选择，ABS传感环采用车床61进行车削后再使用磨床62进一步打磨，以进一步提高传感环的精度。机加工完成后利用涂层设备07对工件进行涂层，使得工件表面生产均匀的氧化膜，以提高工件的抗氧化性能，并进一步提高其美观度。

由于ABS传感环大部分为金属材质，很少为非金属，故配料机11一般采用数控式皮带秤自动配料机，其精度和要求足以满足粉末冶金生产的要求，对于大部分的金属材料和少量的非金属材料的混合，对混料机有特定的要求，混料机12一般采用三维混料机，且混料时间一般不低于一小时，以保证混料均匀，使得微量的非金属材质能够均匀的混入金属材料当中。

对于成型设备02采用干粉液压机进行操作，干粉液压机压力范围从15-600MPa之间根据材料不同进行选择使用，并且需要根据工件的尺寸加入其中特定的物料量，干粉液压机内部具有可更换的模具，对于不同尺寸和外形的传感环可更换模具进行选择性使用，较传统工艺更换不同直径的钢管操作灵活性更高。

烧结设备03采用网带式烧结炉，为了保持工件平整且受热均匀，在烧结设备的网带上放置有耐火板，工件放置在耐火板上随网带进行运行烧结，通过预热和烧结操作后，进入冷却箱34，冷却箱外侧设置有夹层水冷却层，通入循环水进行冷却，且为了防止工件的高温氧化，需要对其进行隔绝氧气的操作，一般采用外接惰性气体进气管，通入惰性气体进行抗氧化保护。

抛丸设备04采用为转台式抛丸机，抛丸的原理是用电动机带动叶轮体旋转(直接带动或用V型皮带传动)，靠离心力的作用，将直径约在0.2～3.0的弹丸(有铸钢丸、钢丝切丸、不锈钢丸等不同类型)抛向工件的表面，使工件的表面毛刺去除，且达到一定的粗糙度，使工件变得美观，或者改变工件的焊接拉应力为压应力，提高工件的使用寿命。通过提高工件表面的粗糙度，也提高了工件后续喷漆的漆膜附着力。

整形设备05为机械力粉末成型机，由于经过了高温烧结以及冷却操作，工件内部结构变得稳定，但由于热胀冷缩的作用，工件尺寸会发生少量变化，对于汽车ABS传感环而言，该形变不能满足其使用要求，故要对其进行进一步的整形，整形机械一般采用机械力或液压成型机，使用成型机内部的模具进行进一步压制整形。

涂层设备07为井式水蒸汽热处理机，整形后的传感环经过涂层并使用蒸汽处理，在其表面形成均匀的氧化膜，使工件即抗氧化又美观。

利用该车辆ABS传感环粉末冶金生产系统进行生产，其生产工艺包括以下步骤：

①使用数控式皮带秤自动配料机称量99.4%重量份的铁粉以及0.6%重量份的润滑剂形成混合物料，称量完毕后将混合物料放入三维混料机中混合60分钟；

②将混合后的物料放入成型设备02中，使用干粉液压机，调节其在600-700MPa压力下压制成型，控制混合物料添加量，使工件密度大于等于6.8g/cm³；

③成型后的传感环放入网带式烧结炉中，加工件在驱动辊31的带动下，依次通过预热箱32、烧结箱33以及冷却箱34，控制预热箱温度900℃，烧结箱内温度达到1115℃，控制驱动辊转速，使工件在烧结箱内运行50分钟，且在冷却箱内通入氮气加分解氨气氛，以保证其不被氧化；

惰性气体分解氨气氛为外接管路产生的气体输入冷却箱内，其制备过程为，在热处理炉中，将无水氨加热到一定温度，在催化剂的作用下，很容易分解成SH₂+N₂的气体，这一过程称为氨分解气氛，其性质为还原性和脱碳性。

而氨分解气氛的制备流程：原料气自氨瓶流入气化器受热气化，在反应罐中借助高温和催化剂的作用进行分解，分解产物自反应罐出来后再返回气化器，利用其余热加热液态氨。冷却后的分解产物经净化，除去残氨和水气，就得到可供使用的分解氨气氛。

④冷却至室温的传感环工件放入抛丸设备04中，抛丸5分钟，采用转台式抛丸机，使其表面具有一定的粗糙度；

⑤抛丸结束后将传感环工件放入机械力压机整形设备中，在400-500Pa压力下整形；

⑥整形完成后的传感环工件使用车床61进行加工后，部分产品根据需要再使用磨床62进行端面磨削，使其达到要求的两端面平行度及齿面平面度要求，并使其公差达到7级；

⑦车加工之后或又经过磨床加工完成后的传感环工件放入涂层设备07中进行锌铝涂层处理，在温度330℃下，固化20～25分钟，做涂层和固化共三次。热处理完成后取出工件自然冷却后得到工件成品08。

首先称量物料并混合，通过高压力机械将物料压紧，从而工件初步成型，将工件放入烧结炉中烧结，使其内部结合稳固，经过冷却后进行抛丸处理，使其外表面达到一定的粗糙度，使用压机进一步进行整形，以处理由于烧结带来的微小形变，整形完成后使用车床和磨床加工部分模具无法形成或形成后精度不足的部分，采用机加工手段对工件进行精修后放入蒸汽处理机中，使用热蒸汽对工件表面进行处理，使工件表面形成氧化膜，可以满足工件盐雾试验的要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.车辆ABS传感环粉末冶金生产系统，其特征在于：所述生产系统设置有混合设备（01）、成型设备（02）、烧结设备（03）、抛丸设备（04）、整形设备（05）、机加工设备（06）以及涂层设备（07），并按照混合设备、成型设备、烧结设备、抛丸设备、整形设备、机加工设备以及涂层设备的顺序进行设置并按顺序使用，最后得到工件成品（08）；所述混合设备（01）包括配料机（11）和混料机（12），并按照配料机到混料机的顺序设置；所述烧结设备（03）包括驱动辊（31）、预热箱（32）、烧结箱（33）以及冷却箱（34），且按照驱动辊、预热箱、烧结箱、冷却箱的顺序依次连接；所述机加工设备（06）包括车床（61）和磨床（62），且按照先车床后磨床的顺序进行设置。

2.根据权利要求1所述的车辆ABS传感环粉末冶金生产系统，其特征在于：所述配料机（11）采用数控式皮带秤自动配料机，混料机（12）采用三维混料机。

3.根据权利要求1所述的车辆ABS传感环粉末冶金生产系统，其特征在于：所述成型设备（02）为干粉液压机。

4.根据权利要求1所述的车辆ABS传感环粉末冶金生产系统，其特征在于：所述烧结设备（03）为网带式烧结炉，网带上放置有耐火板，冷却箱（34）接有惰性气体进气管。

5.根据权利要求1所述的车辆ABS传感环粉末冶金生产系统，其特征在于：所述抛丸设备（04）为转台式抛丸机。

6.根据权利要求1所述的车辆ABS传感环粉末冶金生产系统，其特征在于：所述整形设备（05）为机械力粉末成型机。

7.根据权利要求1所述的车辆ABS传感环粉末冶金生产系统，其特征在于：所述涂层设备（07）为井式水蒸汽热处理机。

8.利用权利要求1-7任一所述车辆ABS传感环粉末冶金生产系统进行生产的工艺，其特征在于：所述生产工艺包括以下步骤：

①使用配料机（11）称量99.4%重量份的铁粉以及0.6%重量份的润滑剂形成混合物料，称量完毕后将混合物料放入混料机（12）中混合60分钟；

②将混合后的物料放入成型设备（02）中，在600-700MPa压力下压制成型，工件密度大于等于6.8g/cm³；

③成型后的传感环放入烧结设备（03）中，使其在驱动辊（31）的带动下，依次通过预热箱（32）、烧结箱（33）以及冷却箱（34），烧结箱内温度达到1115℃，控制驱动辊转速，使工件在烧结箱内运行50分钟以上，且在冷却箱内通入氮气加分解氨气氛；

④冷却至室温的传感环工件放入抛丸设备（04）中，抛丸5分钟；

⑤抛丸结束后将传感环工件放入整形设备（05）中，在400-500MPa压力下整形；

⑥整形完成后的传感环工件使用车床（61）进行加工后，部分产品根据需要再使用磨床（62）进行端面磨削，使其达到要求的两端面平行度及齿面平面度要求，并使其公差达到7级；

⑦车加工之后或又经过磨床加工完成后的传感环工件放入涂层设备（07）中进行锌铝涂层处理，在温度330℃下，固化20～25分钟，做涂层和固化共三次，热处理完成后取出工件自然冷却后得到工件成品（08）。