CN109723733A - 一种离合器挺杆体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离合器挺杆体，包括挺杆盘和定位销，所述挺杆盘上设有与定位销对应配合的通孔，所述挺杆盘和定位销由粉末压制成型，所述定位销按重量百分比计包括如下组分：0.2～0.8％C，0.2～1.5％Ni，0.5～2.0％Cu，0.2～1.5％MoS₂，余量为铁；所述挺杆盘按重量百分比计包括如下组分：0.2～0.8％C，0.1～1.0％Ni，1.0～2.8％Cu，余量为铁；所述定位销中的Cu的含量比挺杆盘中Cu的含量小0.5～0.8。还公开了该挺杆体的粉末冶金制造方法。其能够有效保证定位销和挺杆盘的尺寸和位置精度，力学性能优良，降低噪声，提高驾乘舒适性。

Description

一种离合器挺杆体及其制造方法

技术领域

本发明涉及离合器附件，具体涉及一种离合器挺杆体及其制造方法。

背景技术

挺杆体是用于摩托车离合器分离，以便实现变档的关键部件。目前，该部件是以致密钢材为原料，通过模锻成坯，然后再经过机械切削加工而成，这种方法的生产周期长、切削加工量大，钢材损失多，因此成本较高。尤其是由于机加工时定位难度较大，常常导致定位销和挺杆盘上中心孔的中心距精度很差，使得挺杆体无法顺利装配到摩托车离合器上而造成废品。另外，在换挡过程中，挺杆体会在其下方的一个凸轮盘上以中心孔为圆心做旋转运动，由于致密钢件没有减振降噪功能，所以会产生较大的噪声，降低摩托车驾乘人员的舒适性。

发明内容

本发明针对现有机加工制造挺杆体的不足，提供一种离合器挺杆体及采用粉末冶金技术制造挺杆体的方法，其能够有效保证定位销和挺杆盘的尺寸和位置精度，力学性能优良，降低噪声，提高驾乘舒适性。

本发明所述的离合器挺杆体，包括挺杆盘和定位销，所述挺杆盘上设有与定位销对应配合的通孔，所述挺杆盘和定位销由粉末压制成型，

所述定位销按重量百分比计包括如下组分：

0.2～0.8％C，0.2～1.5％Ni，0.5～2.0％Cu，0.2～1.5％MoS₂，余量为Fe；

所述挺杆盘按重量百分比计包括如下组分：

0.2～0.8％C，0.1～1.0％Ni，1.0～2.8％Cu，余量为Fe；

所述定位销中的Cu的重量百分比比挺杆盘中Cu的重量百分比小0.5～0.8。

进一步，所述定位销呈柱形，其外径比挺杆盘上的通孔直径小10～100μm。若挺杆盘上的通孔内径与定位销外径尺寸相差小于10微米，则定位销无法顺利安装到该通孔内；若挺杆盘上的通孔内径与定位销外径尺寸相差大于100微米，则定位销无法在孔内得到有效固定，烧结前容易掉落，烧结后也无法保证结合强度。当挺杆盘上通孔的内径比定位销的外径大10～100微米时，定位销可以顺利安装到通孔内，并通过二者的摩擦得到较好的固定，在烧结前的储存和转运过程中不会掉落，烧结后也能到得到足够的结合强度以保证使用性能。

进一步，所述挺杆盘中Ni的含量低于定位销中Ni的含量。

定位销在使用过程中会承受较大的弯曲应力和摩擦力，其强度和硬度要求较高；而挺杆盘主要起支撑作用，承受的摩擦较小，强度、硬度要求相对较低。因此，两者的组分存在一定差异。

C是铁基粉末冶金材料中的主要强化元素，在烧结过程中的高温下溶解在铁基体中，冷却过程中一部分以碳化物形式析出，产生沉淀强化作用，另一部分仍固溶在基体中，产生固溶强化作用，提高定位销的硬度和耐磨性。若C含量低于0.2％，则强化作用不足，若C含量高于0.8％，则形成的碳化物过多，导致脆性增大。

Ni主要是通过高温烧结固溶在铁基体中，产生固溶强化、改善塑性和提高淬透性等作用。若Ni含量低于0.2％，则强韧化和提高淬透性作用不足，若Ni含量高于1.5％，则烧结时其难以充分溶解到铁基体中，保留下来的单质镍反而成为金属夹杂物而降低塑性。由于挺杆盘相对于定位销来说，其强度和硬度要求较低，因此，挺杆盘中Ni的含量低于定位销中Ni的含量。

Cu是促进铁基粉末冶金材料烧结的重要成分。在烧结过程中，Cu会发生熔化而成为液体，可以有效促进粉末颗粒之间由压制形成的机械结合转变成冶金结合，提高了烧结件的强度，特别是存在于定位销外表面的铜粉颗粒熔化后还能够与挺杆盘上通孔的内表面产生很好的结合，从而提高了定位销和挺杆盘的结合强度，挺杆盘上通孔的内表面的铜粉颗粒也有类似作用。若定位销中Cu含量低于0.5％，则产生的液相量太少，促进烧结致密化作用不足；若定位销中Cu含量高于2.0％，则会降低定位销和挺杆盘烧结收缩率的匹配性，降低二者的结合强度，若挺杆盘中Cu含量高于2.8％，则挺杆盘在烧结时产生过多的液相，并且这些液相聚集导致烧结产品中出现较大的孔隙，降低挺杆盘的强度。

Cu在烧结过程中成为液相，流动到压坯的孔隙中进行填充，并且引起颗粒重排，从而导致体积收缩。所以，当Cu含量在一定范围内时，随着其添加量的增加，烧结件的体积收缩增大。定位销是安装在挺杆盘的通孔中进行组合烧结，而且压坯中通孔的内径大于定位销外径，所以为了保证二者的良好结合，要求烧结过程中通孔的收缩应大于定位销的收缩，所以挺杆盘的设计铜含量高于定位销。在实际配料时，定位销中的Cu的含量比挺杆盘中Cu的含量小0.5～0.8，如果这一差异太小，则挺杆盘通孔的收缩量超过定位销收缩量偏少，结合强度偏低；如果差异太大，则挺杆盘通孔的收缩量超过定位销收缩量太多，则会导致挺杆盘通孔产生较大的内应力，增大挺杆盘的脆性。

MoS₂是一种固体润滑剂，在烧结过程中不与其它成分发生反应，主要起减小摩擦磨损的作用，能够有效改善定位销的摩擦性能，提高其使用寿命。若MoS₂含量低于0.2％，则润滑作用太小，不能有效改善摩擦性能；若MoS₂含量高于1.5％，则会破坏定位销的强度和塑性。挺杆盘承受的摩擦很小，不需要自润滑，因此，挺杆盘中不包括MoS₂。

一种离合器挺杆体的制造方法，其包括如下步骤：

1)按照上述的挺杆盘和定位销的组分配制粉末，分别压制成型挺杆盘和定位销；

2)将定位销置于挺杆盘的通孔内，组成挺杆体生坯；

3)将挺杆体生坯放入烧结炉中进行烧结，得到离合器挺杆体。

首先根据成分限定分别配制定位销和挺杆盘的原料粉末，其次分别压制成型定位销和挺杆盘，并保证两者的压制密度以及定位销外径与挺杆盘上通孔的内径差值，然后将定位销置于挺杆盘的通孔内进行组合烧结，即可得到满足使用要求的挺杆体。

进一步，所述步骤1)中挺杆盘和定位销的粉末压制密度为6.8～7.5g/cm³。压制密度是粉末冶金制品力学性能的保证，定位销和挺杆盘的密度均不能低于6.8g/cm³，这样才能保证产品具有足够的强度、硬度、塑性和韧性等力学性能。同时考虑到挺杆体在使用过程中会因摩擦而产生噪声，而粉末合金制品中的孔隙可以吸收能量，从而产生减振和降噪的作用，所以挺杆体的密度不超过7.5g/cm³，以确保其中存在足够数量的孔隙来控制噪声，提高摩擦车驾乘人员的舒适性。

进一步，所述步骤3)中的烧结的具体工艺参数为：烧结温度为1100～1150℃，烧结时间为30～60min，炉内气氛为15～30％H₂，余量为N₂，露点不高于-40℃。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、本发明的挺杆盘和定位销均通过粉末压制成型，便于通过模具控制两者的尺寸和位置精度。

2、本发明通过合理限定挺杆盘和定位销的组分，在强度和耐磨性要求较高的定位销中添加较多的Ni，且加入固体润滑剂MoS₂，在要求较低的挺杆盘中则减少Ni的添加量，并且不添加MoS₂，既满足了挺杆体的使用需求，又节约了材料成本。

3、本发明通过合理限定挺杆盘和定位销的粉末压制密度，既保证了挺杆体的力学性能，又能够有效降低噪声，提高了驾乘舒适性。

附图说明

图1是本发明挺杆体的正视图；

图2是本发明挺杆体的侧视图。

图中，1—挺杆盘，2—定位销，3—中心孔，4—滚珠轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

实施例一，参见图1和图2，所示的离合器挺杆体，包括挺杆盘1和定位销2，所述挺杆盘1中心设有中心孔3，在挺杆盘1周沿均匀分布有三个滚珠轴4，所述定位销2设于两个滚珠轴4之间，所述挺杆盘1上设有与定位销2对应配合的通孔。

所述挺杆盘1和定位销2由粉末压制成型，表1为挺杆体的成分表。

表1挺杆体成分表(重量百分数，％)

实施例二，一种离合器挺杆体的制造方法，其包括如下步骤：

1)按照表1中序号1的挺杆盘和定位销的成分，称取C、Ni、Cu和MoS₂粉末混合均匀，分别压制成型挺杆盘和定位销，挺杆盘和定位销的压制密度均为6.8g/cm³，挺杆盘上的通孔内径比定位销外径大10μm；

2)将压制好的定位销置于挺杆盘的通孔内，组成挺杆体生坯；

3)将挺杆体生坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为1100℃，烧结时间为45min，炉内气氛为15％H₂，余量为N₂，露点不高于-40℃，得到离合器挺杆体。

经测试，该挺杆体满足摩托车离合器的使用要求。

实施例三，一种离合器挺杆体的制造方法，其包括如下步骤：

1)按照表1中序号2的挺杆盘和定位销的成分，称取C、Ni、Cu和MoS₂粉末混合均匀，分别压制成型挺杆盘和定位销，定位销的压制密度为7.0g/cm³，挺杆盘的压制密度为6.9g/cm³，挺杆盘上的通孔内径比定位销外径大30μm；

2)将压制好的定位销置于挺杆盘的通孔内，组成挺杆体生坯；

3)将挺杆体生坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为1150℃，烧结时间为30min，炉内气氛为20％H₂，余量为N₂，露点不高于-40℃，得到离合器挺杆体。

经测试，该挺杆体满足摩托车离合器的使用要求。

实施例四，一种离合器挺杆体的制造方法，其包括如下步骤：

1)按照表1中序号3的挺杆盘和定位销的成分，称取C、Ni、Cu和MoS₂粉末混合均匀，分别压制成型挺杆盘和定位销，定位销的压制密度为7.3g/cm³，挺杆盘的压制密度为7.1g/cm³，挺杆盘上的通孔内径比定位销外径大50μm；

2)将压制好的定位销置于挺杆盘的通孔内，组成挺杆体生坯；

3)将挺杆体生坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为1120℃，烧结时间为40min，炉内气氛为25％H₂，余量为N₂，露点不高于-40℃，得到离合器挺杆体。

经测试，该挺杆体满足摩托车离合器的使用要求。

实施例五，一种离合器挺杆体的制造方法，其包括如下步骤：

1)按照表1中序号4的挺杆盘和定位销的成分，称取C、Ni、Cu和MoS₂粉末混合均匀，分别压制成型挺杆盘和定位销，定位销的压制密度为7.3g/cm³，挺杆盘的压制密度为7.3g/cm³，挺杆盘上的通孔内径比定位销外径大70μm；

2)将压制好的定位销置于挺杆盘的通孔内，组成挺杆体生坯；

3)将挺杆体生坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为1130℃，烧结时间为60min，炉内气氛为30％H₂，余量为N₂，露点不高于-40℃，得到离合器挺杆体。

经测试，该挺杆体满足摩托车离合器的使用要求。

实施例六，一种离合器挺杆体的制造方法，其包括如下步骤：

1)按照表1中序号5的挺杆盘和定位销的成分，称取C、Ni、Cu和MoS₂粉末混合均匀，分别压制成型挺杆盘和定位销，定位销的压制密度为7.3g/cm³，挺杆盘的压制密度为7.5g/cm³，挺杆盘上的通孔内径比定位销外径大100μm；

2)将压制好的定位销置于挺杆盘的通孔内，组成挺杆体生坯；

3)将挺杆体生坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为1150℃，烧结时间为35min，炉内气氛为20％H₂，余量为N₂，露点不高于-40℃，得到离合器挺杆体。

经测试，该挺杆体满足摩托车离合器的使用要求。

实施例七，一种离合器挺杆体的制造方法，其包括如下步骤：

1)按照表1中序号4的挺杆盘和定位销的成分，称取C、Ni、Cu和MoS₂粉末混合均匀，分别压制成型挺杆盘和定位销，定位销的压制密度为7.5g/cm³，挺杆盘的压制密度为7.4g/cm³，挺杆盘上的通孔内径比定位销外径大100μm；

2)将压制好的定位销置于挺杆盘的通孔内，组成挺杆体生坯；

3)将挺杆体生坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为1140℃，烧结时间为55min，炉内气氛为25％H₂，余量为N₂，露点不高于-40℃，得到离合器挺杆体。

经测试，该挺杆体满足摩托车离合器的使用要求。

Claims (6)

1.一种离合器挺杆体，包括挺杆盘和定位销，所述挺杆盘上设有与定位销对应配合的通孔，其特征在于：所述挺杆盘和定位销由粉末压制成型，

所述定位销按重量百分比计包括如下组分：

0.2～0.8％C，0.2～1.5％Ni，0.5～2.0％Cu，0.2～1.5％MoS₂，余量为Fe；

所述挺杆盘按重量百分比计包括如下组分：

0.2～0.8％C，0.1～1.0％Ni，1.0～2.8％Cu，余量为Fe；

所述定位销中的Cu的重量百分比比挺杆盘中Cu的重量百分比小0.5～0.8。

2.根据权利要求1所述的离合器挺杆体，其特征在于：所述定位销呈柱形，烧结前定位销外径比挺杆盘上的通孔直径小10～100μm。

3.根据权利要求1或2所述的离合器挺杆体，其特征在于：所述挺杆盘中Ni的含量低于定位销中Ni的含量。

4.一种离合器挺杆体的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)按照权利要求1～3任一项所述的挺杆盘和定位销的组分配制粉末，分别压制成型；

2)将定位销置于挺杆盘的通孔内，组成挺杆体生坯；

3)将挺杆体生坯放入烧结炉中进行烧结，得到离合器挺杆体。

5.根据权利要求4所述的离合器挺杆体的制造方法，其特征在于：所述步骤1)中挺杆盘和定位销的粉末压制密度为6.8～7.5g/cm³。

6.根据权利要求4或5所述的离合器挺杆体的制造方法，其特征在于：所述步骤3)中的烧结的具体工艺参数为：烧结温度为1100～1150℃，烧结时间为30～60min，炉内气氛为15～30％H₂，余量为N₂，露点不高于-40℃。