CN112296331A

CN112296331A - 一种汽车发动机用相位信号轮及粉末冶金制作方法

Info

Publication number: CN112296331A
Application number: CN202011184423.5A
Authority: CN
Inventors: 杜敬; 杨传芳; 王士平; 刘魁; 武国良; 王存邦
Original assignee: MAANSHAN EAST CHINA POWDER METALLURGY FACTORY
Current assignee: MAANSHAN EAST CHINA POWDER METALLURGY FACTORY
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-02-02
Anticipated expiration: 2040-10-30
Also published as: CN112296331B

Abstract

本发明公开了一种汽车发动机用相位信号轮及粉末冶金制作方法，属于粉末冶金相关技术领域。相位信号轮采用粉末冶金方式制得，通过粉末冶金的方式，得到综合性能优异的产品。粉末冶金制作方法包括粉料配制、粉料压制、高温烧结、机加工、去除毛刺、超声清洗等步骤，通过粉末冶金粉料配方设计、模具设计，生产出高精度，高强度，高一致性、轻量化的相位信号轮产品。

Description

一种汽车发动机用相位信号轮及粉末冶金制作方法

技术领域

本发明属于粉末冶金相关技术领域，涉及一种汽车发动机用相位信号轮及粉末冶金制作方法。

背景技术

中国是汽车消费大国，汽车在中国已经很普及了，但随之带来的汽车尾气造成的环境污染也越来越严重。国家陆续出台了一系列环保政策，逼迫汽车厂家对产品技术进行升级改造，降低尾气、噪音等对环境造成的影响。汽车厂家通过优化产品结构和性能，从节能环保、轻量化等方面入手，研发符合国五国六排放标准的发动机，以满足市场需求。关于汽车发动机用相位信号轮粉末冶金的相关介绍，现有技术中少有提及，尤其对于结构复杂的相位信号轮使用粉末冶金的方式实现，更是少有文献记载实现方式。

中国专利申请号为：200920029842.4，公告日为：2010-04-28的“轿车用粉末冶金转速信号盘”，其由圆盘体和安装孔构成，在圆盘体的一个侧面沿盘面一周依次设有垂直盘面的第一、二个大信号齿、第一、二个小信号齿，以及第一、二个信号小缺口，第一、二个信号大缺口；在圆盘体的另一个侧面沿安装孔的周边设垂直于盘面的圆环；且均由粉末冶金一次温压成一体。该轿车用粉末冶金转速信号盘，采用了粉末冶金一次压制成形，该信号盘结构较为紧凑，使用粉末冶金的方式不会面临信号盘结构强度等各种问题。

中国专利申请号为：201610170822.3，公开日为：2017-10-03的“一种汽车自动变速箱离合器信号轮的制备方法”，该信号轮的粉末冶金组成为：Fe：余量；P：0.4～0.5％；其他不可避免的杂质不大于1％。本发明的汽车自动变速箱离合器信号轮，零件端面齿(信号轮作用部分)无面取、无毛刺。其不仅披露了一种信号轮的结构，还披露了该信号轮的粉末冶金化学组成及信号轮的制备方法，但该信号轮的结构紧凑，不需要过多的考虑其结构上的强度等问题，故该粉末冶金的成分组成以及相应的制备方法，无法适用到其他结构不相同的信号轮或信号盘上。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术难以进行复杂结构信号轮的粉末冶金生产的问题，本发明提供一种汽车发动机用相位信号轮，通过粉末冶金的方式，得到综合性能优异的产品。

本发明的另一目的是提供一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，通过粉末冶金粉料配方设计、模具设计，生产出高精度，高强度，高一致性、轻量化的相位信号轮产品。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种汽车发动机用相位信号轮，采用粉末冶金制作方法得到，其各组分质量分数为铁粉94.3-97.1％、石墨0.6-0.9％、铜粉1.4-1.6％、润滑剂0.4-0.6％、切削剂0.4-0.6％，其他0.1-2％，其质量百分比为100％，所述切削剂主要成分为氟化钙。

石墨：材料中添加石墨，可以显著提高材料的强度和硬度。烧结时，石墨很容易扩散到铁粉颗粒基体中，形成珠光体，提高强度和硬度。

铜：材料中添加超细铜粉，烧结过程中，铜在1083℃左右开始熔化，产生瞬时液相，铜溶于铁中，但不会渗透到铁粉颗粒芯部，铜在铁粉颗粒之间流动并流入小孔隙中，从而有助于材料的烧结，减少孔隙，提高密度。当铜粉颗粒熔化时，其扩散或迁移后将留下相当大的孔隙，因此使用的铜粉必须是超细铜粉(-200目)，否则反而会增加材料缺陷。本发明中，产品的爪部比较薄，且爪子角度精度要求高，铜含量过少起不到增加强度的效果，铜含量高虽然能显著提高强度，但是产品变形大，尺寸精度无法保证，且因铜的扩散或迁移，会增加产生孔洞的风险，因此铜含量严格控制在1.4-1.6％。

切削剂是粉末冶金材料中最常用的添加物，可以起到模壁润滑和改善材料机加工性能的作用。本发明中，产品爪小板薄，在生产过程中极易在板与柱的结合处产生密度差，产生开裂、分层等缺陷。

本发明中使用的是以氟化钙为主要成分的T-2切削剂，通过添加T-2新型切削剂，对压坯的压制和压坯从模腔中脱出均有很好的润滑作用，降低压制压力和脱模力，能很好的保护模具。这种T-2切削剂晶体为六方晶体，晶体呈六面体片状，粒度微细，能改善压制性，降低脱模力，产品易于加工，提高刀具寿命，提高加工面的光洁度。这种T-2切削剂，在粉料混合时，更易混合均匀，降低成分偏析，改善粉料流速和压制时的粉料充填，对本发明中的薄壁多爪类产品的生产更为有利，产品各部位压制时模具装粉更均匀，压制的产品密度差小。

本发明的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，包括以下步骤：

S1、粉料配制

选用铁粉、石墨、铜粉、润滑剂和切削剂混合，其中各组分质量分数为铁粉94.3-97.1％、石墨0.6-0.9％、铜粉1.4-1.6％、润滑剂0.4-0.6％、切削剂0.4-0.6％，其他0.1-2％，其质量百分比为100％；配料时，将各组分按质量百分比称重倒入在双锥混料机中，添加粉料质量总量的5％的酒精进行湿混，混合90分钟，将粉取出放入中转箱中静置96小时让酒精充分挥发，静置结束后将粉料再次通过80目的筛网过筛，过滤掉粉料中的粗颗粒、异物、团聚物等杂质，最终得到合格粉料。

粉料性能满足松装密度为2.85-3.15g/cm3，流动性≤36.0sec/50g，600Mpa下压缩性≥6.95g/cm3。对粉料的性能进行约束，确保相位信号轮粉末冶金产品的性能。

作为本发明的进一步改进，还包括以下步骤：

S2、粉料压制

采用针对汽车发动机用相位信号轮结构特征设计的模具，置于300吨机械压力机上，一次性压制出含键槽的信号轮毛坯；

作为本发明的进一步改进，还包括以下步骤：

S3、高温烧结

采用常规网带式烧结炉，在氮氢混合气保护气氛中，于1120℃温度下烧结35-40分钟；

作为本发明的进一步改进，还包括以下步骤：

S4、机加工

在数控车床上加工产品圆台；圆台外径公差小，要求粗糙度Ra0-1.6,采用CBN成型刀，在1300-1500转/分钟的转速下，按切削值F80-100参数加工；

作为本发明的进一步改进，还包括以下步骤：

S5、去除毛刺

选用尼龙刷在转盘式去毛刺机上对产品表面进行打磨去毛刺；产品为烧结态，未经淬火，比较软，不能按常规喷丸或振动抛光机去毛刺；

作为本发明的进一步改进，还包括以下步骤：

S6、超声清洗

通过超声波清洗机对产品进行超声清洗，再通过浸油防锈工艺，产品清洁度要求最大污染物含量0.1mg，允许最大颗粒表面积0.16mm²，滤网尺寸20μm；通过履带式超声波清洗机，将产品清洗干净，再通过浸油防锈工艺，完成整个产品的生产，超声波清洗机所使用的清洗剂为FT-1970QX环保碳氢清洗溶剂，70℃闪点，不属于危险化学品，且配有碳氢溶剂再生回收系统，对脏的碳氢清洗剂通过蒸馏装置可以重新提纯回收利用，不会造成环境污染，最后可根据要求对产品进行包装，完成整个产品的生产。

作为本发明的进一步说明，所述模具包括型模、上一模冲、上二模冲、下一模冲、下二模冲、下三模冲、下四模冲和芯棒，所述上一模冲中心处设置有通孔，所述上二模冲穿过上一模冲的通孔与上一模冲组合装配置于型模上方，所述芯棒置于下三模冲内，所述下二模冲套接在下三模冲外侧，下二模冲外侧套接下一模冲，所述下三冲模侧面设置有键槽型腔，所述下四冲模设置在键槽型腔中，所述下一模冲、下二模冲、下三模冲、下四模冲和芯棒组合装配置于型模下方。

作为本发明的进一步说明，所述下一模冲与下二模冲的接触面设置有第一导向凸起，下二冲模上与第一导向凸起位置对应处，设置第一导向槽，所述下二冲模与下三冲模的接触面上设置有第二导向凸起，下三冲模上与第二导向凸起位置对应处，设置有第二导向槽。

作为本发明的进一步说明，所述下四冲模底部与下三冲模相接处，设置有弹性件，所述弹性件为弹簧。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种汽车发动机用相位信号轮在粉料设计过程中，通过研究相位信号轮的产品结构特性，使用特定的粉末冶金粉料，在粉料制成过程中，采用优异的切削剂优化产品的性能，为获得性能优异的相位信号轮奠定基础；

(2)本发明的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，针对结构复杂的相位信号轮，通过粉末冶金工艺的粉料配方设计、模具设计，生产出高精度，高强度，高一致性、轻量化的相位信号轮；

生产的相位信号轮产品，在压坯生产过程中，易于成型，压坯密度为6.7-6.8g/cm³，压制吨位为98-110吨，硬度达到HRB65-72，产品成型尺寸稳定，机加工性能较好，易于加工；

(3)本发明的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，相位信号轮上设置有键槽，依据现有压机设备，键槽只能通过铣床铣，不但效率低，而且精度无法批量保证，产品尺寸一致性差，不利于品质控制；

故在模具结构上设计上二下四的模具结构，而现有的300T压机仅支持上二下三的模具结构的压制，上二下四的结构无法正常使用该压机进行压制，故在进行模具设计过程中，将下四冲底部设置弹簧，与下三冲组合装配在一起，底部用压缩弹簧支撑，既能满足弹簧伸长复原时调节键槽冲头装粉保证产品密度，又能在弹簧压缩时成型键槽形状。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本发明的一种汽车发动机用相位信号轮一侧结构示意图；

图2为本发明的一种汽车发动机用相位信号轮整体结构示意图；

图3为本发明的一种汽车发动机用相位信号轮压制完成的半成品的结构示意图；

图4为本发明的一种汽车发动机用相位信号轮压制过程中使用的模具整体结构示意图；

图5为上一模冲和上二模冲组合装配的结构示意图；

图6为型腔的基本结构示意图；

图7为下一模冲、下二模冲、下三模冲和下四模冲组合装配的结构示意图；

图8为下一模冲的基本结构示意图；

图9为下二模冲的基本结构示意图；

图10为下三模冲和下四模冲组合装配的结构示意图；

图11为下三模冲和下四模冲组合装配的剖面图；

图12为本发明的一种汽车发动机用相位信号轮产品放大100倍的孔隙度示意图；

图13为本发明的一种汽车发动机用相位信号轮产品放大500倍金相图。

附图中：10、型腔；20、上一模冲；30、上二模冲；40、下一模冲；41、第一导向凸起；50、下二模冲；51、第一导向槽；52、第二导向凸起；60、下三模冲；61、第二导向槽；70、下四模冲；80、芯棒；90、弹性件。

具体实施方式

下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。

如图1和2所示，为本发明的一种汽车发动机用相位信号轮的基本结构示意图，该汽车发动机用相位信号轮是针对某款国六发动机设计的。产品上五个爪子按特定角度分布，产品在发动机工作中旋转，从而产相应信号，进而影响发动机进气、喷油、点火角度等。产品结构复杂，爪子角度和键槽位置精度要求高，发动机在高速运转中要求爪子有足够强度。本发明根据产品结构特点，结合粉末冶金技术特点，通过优化材料配方，富含创造性的模具结构设计，利用弹簧支撑键槽冲头直接成型键槽，避免了通过铣刀铣键槽无法保证精度的隐患，并且因配重要求设计的产品异形减震孔很容易通过粉末冶金模具成型，既满足精度要求，又能实现轻量化设计，最终产品只需常规的少许车削加工即可完成制作。

下述实施例中所使用的铁粉、石墨、铜粉均由市场上购买，除特殊要求外，采用市面上可购买的普通物料即可，润滑剂为市场上可购买的润滑剂，切削剂为广州庆帆翔新材料有限公司购得的T-2切削剂，但不限于上述庆帆翔的切削剂，与庆帆翔T-2切削剂成分相同，或起到效果相同的切削剂均可使用。

实施例1

本实施例的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，包括以下步骤：

S1、粉料配制

选用铁粉、石墨、铜粉、润滑剂和切削剂混合，其中各组分质量分数为铁粉94.3-97.1％、石墨0.6-0.9％、铜粉1.4-1.6％、润滑剂0.4-0.6％、切削剂0.4-0.6％，其他0.1-2％(其他为粉料中带有的杂质，例如铁粉和铜粉中含有的杂质，为不可避免的)，其质量百分比为100％，详细粉料配比见表1，相关性能见表2；配料时，将各组分按质量百分比称重倒入在双锥混料机中，添加粉料质量总量的5％的酒精进行湿混，混合90分钟，将粉取出放入中转箱中静置96小时让酒精充分挥发，静置结束后将粉料再次通过80目的筛网过筛，过滤掉粉料中的粗颗粒、异物、团聚物等杂质，最终得到合格粉料。合格粉料的松装密度为2.85-3.15g/cm3，流动性≤36.0sec/50g，600Mpa下压缩性≥6.95g/cm3。对粉料的性能进行约束，确保相位信号轮粉末冶金成品的性能。

切削剂为T-2切削剂，切削剂是粉末冶金材料中最常用的添加物，可以起到模壁润滑和改善材料机加工性能的作用。本发明中，产品爪小板薄，在生产过程中极易在板与柱的结合处产生密度差，产生开裂、分层等缺陷。

本实施例中使用的是以氟化钙为主要成分的T-2切削剂，通过添加T-2新型切削剂，对压坯的压制和压坯从模腔中脱出均有很好的润滑作用，降低压制压力和脱模力，能很好的保护模具。这种T-2切削剂晶体为六方晶体，晶体呈六面体片状，粒度微细，能改善压制性，降低脱模力，产品易于加工，提高刀具寿命，提高加工面的光洁度。这种T-2切削剂，在粉料混合时，更易混合均匀，降低成分偏析，改善粉料流速和压制时的粉料充填，对本发明中的薄壁多爪类产品的生产更为有利，产品各部位压制时模具装粉更均匀，压制的产品密度差小。

S2、粉料压制

采用针对汽车发动机用相位信号轮结构特征设计的模具，置于300吨机械压力机上，一次性压制出含键槽的信号轮毛坯。压制完成的相位信号轮如图3所示，还需要进行机加工。

S3、高温烧结

采用常规网带式烧结炉，在氮氢混合气保护气氛中，于1120℃温度下烧结35-40分钟。

S4、机加工

在数控车床上加工产品圆台；圆台外径公差小，要求粗糙度Ra0-1.6,采用CBN成型刀，在1300-1500转/分钟的转速下，按切削值F80-100参数加工。机加工完成的相位信号轮产品如图1和2所示。

S5、去除毛刺

选用尼龙刷在转盘式去毛刺机上对产品表面进行打磨去毛刺；产品为烧结态，未经淬火，比较软，不能按常规喷丸或振动抛光机去毛刺。

S6、超声清洗

通过超声波清洗机对产品进行超声清洗，再通过浸油防锈工艺，产品清洁度要求最大污染物含量0.1mg，允许最大颗粒表面积0.16mm²，滤网尺寸20μm；通过履带式超声波清洗机，将产品清洗干净，再通过浸油防锈工艺，完成整个产品的生产，超声波清洗机所使用的清洗剂为FT-1970QX环保碳氢清洗溶剂，70℃闪点，不属于危险化学品，且配有碳氢溶剂再生回收系统，对脏的碳氢清洗剂通过蒸馏装置可以重新提纯回收利用，不会造成环境污染，最后可根据要求对产品进行包装，完成整个产品的生产。生产的产品100倍孔隙度如图12所示，较为致密，其金相图如图13所示，孔隙分布较均匀，无连通孔隙，无较大空隙及杂质，密度均匀，珠光体含量约40％-50％。

如图4-11为本发明模具的结构示意图，模具包括型模、上一模冲20、上二模冲30、下一模冲40、下二模冲50、下三模冲60、下四模冲70和芯棒80，上一模冲20中心处设置有通孔，上二模冲30穿过上一模冲20的通孔与上一模冲20组合装配置于型模上方，芯棒80置于下三模冲60内，下二模冲50套接在下三模冲60外侧，下二模冲50外侧套接下一模冲40，下三模冲60侧面设置有键槽型腔10，下四模冲70设置在键槽型腔10中，下一模冲40、下二模冲50、下三模冲60、下四模冲70和芯棒80组合装配置于型模下方。

通过上二下四的方式制得的相位信号轮如图1和2所示，产品下面五个爪子内侧有一圈压痕，这是由上二下四的模具结构造成的，通过这种模具结构，能够加强相位信号轮爪子的强度，又能够在原有相位信号轮的结构基础上，减薄相位信号轮的材料厚度，节约材料。

如图8和9所示，下一模冲40与下二模冲50的接触面设置有第一导向凸起41，下二模冲50上与第一导向凸起41位置对应处，设置第一导向槽51，下二模冲50与下三模冲60的接触面上设置有第二导向凸起52，下三模冲60上与第二导向凸起52位置对应处，设置有第二导向槽61。通过两组导向凸起和导向槽的设计，使得下一模冲40与下二模冲50，下二模冲50与下三模冲60之间只能沿着轴向运动，而不发生径向转动。为了实现产品各部位密度的均匀性，模具结构设计的比较复杂，分冲多，模具为上二下四结构。模具中，产品的外爪都做在下一模冲40上的，异形减重孔通过下二模冲50端面凸爪成形，键槽由下三模冲60和下四模冲70成形，若任何一个分冲发生旋转都实现不了爪子与键槽的精度控制，为了定位爪子角度位置、键槽与爪子之间的位置，模具下一模冲40、下二模冲50、下三模冲60都通过加第一导向凸起41，第一导向槽51，第二导向凸起52，第二导向槽61来实现精准定位，各模冲实现轴向运动而不发生径向转动，易于模具的安装调试，且可以有效杜绝冲头旋转错位而产生安全事故，在进行模具的使用过程中，可以有效减少产品飞边毛刺，整体的稳定性更高，对于压制得到的相位信号轮，其性能更好。

粉末冶金工艺技术非常适合生产制造异形的多台阶的产品，精度高，工序少，产品性能一致性好。此款信号轮产品外爪精度要求高，非常吻合粉末冶金工艺特点。产品结构复杂，产品的各个爪子之间的角度、爪子与键槽之间的角度要求非常精确，若角度偏差大，影响信号的识别，发动机无法正常工作。如图10和11所示，下四模冲70底部与下三模冲60相接处，设置有弹性件90，弹性件90为弹簧。故在模具结构上设计上二下四的模具结构，而现有的300T压机仅支持上二下三的模具结构的压制，上二下四的结构无法正常使用该压机进行压制，故在进行模具设计过程中，将下四模冲70底部设置弹簧，与下三模冲60组合装配在一起，为了确保爪子、键槽之间的相应位置和尺寸精度，将产品键槽通过弹簧和下四模冲70采用模具直接压制成形，避免通过铣槽等后道工序加工键槽，既能满足弹簧伸长复原时调节键槽冲头装粉保证产品密度，又能在弹簧压缩时成型键槽形状，实现了键槽的位置与尺寸均匀一致。

还需进行说明的是，本实施例中的相位信号轮，其成品结构如图1和2所示，产品的爪子所在的端面较薄，用于承接相位信号的爪子全部凸出在爪子所在的端面，故对于相位信号轮的强度和精度要求较高。爪子所在的端面较薄的情况下，使用粉末冶金的方式进行产品的压制，对于压制过程中粉料的均匀性以及压制过程使用的模具有很大的要求，确保粉料的均均匀性，需要将粉料磨细(过于粗大的颗粒会影响产品的强度及加工等性能)，并将粉料进行充分的混匀；而在模具上，由于爪子所在的端面较薄，普通的模具进行压制的过程中，容易影响产品的强度。相位信号轮用于传递相位信号的爪子全部凸出其所在的平面，这对于爪子和强度以及爪子与端面的连接强度，提出了更高的要求，为确保爪子以及爪子与端面的连接强度，本实施例的模具设计成上二下四的方式，针对将爪子所在的端面，爪子以及爪子与端面的连接处，分别使用不同的下模冲进行压制，确保爪子以及爪子与端面的连接处的强度和精度，保证爪子以及爪子与端面的连接处的密度均匀性质。相位信号轮上设置有键槽，使用粉末压制的方式，能够确保不同产品键槽的尺寸一致，提升产品的合格率，而在产品上设置键槽实则为粉末冶金过程中，需要克服的难点，普通模具并不能实现在产品上压制出键槽，本实施例通过在将下四模冲70底部设置弹簧的方式，实现键槽的压制，产品的性能好。

实施例2

本实施例的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，方法和模具按照实施例1的内容进行处理，粉料的配比见表1，相关性能见表2。

实施例3

实施例4

实施例5

实施例6

本实施例的一种汽车发动机用相位信号轮采用实施例1-5任一实施例的粉末冶金制作方法制得，产品压坯成型性好，硬度较高，尺寸稳定性好，机加工性能良好。

对比例1

本对比例的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，方法和模具按照实施例1的内容进行处理，粉料的配比见表1，相关性能见表2。

对比例2

对比例3

对比例4

对比例5

表1各实施例和对比例的粉料配比

石墨

铜

润滑剂

切削剂

其他

雾化铁粉

实施例1

0.6％

1.4％

0.4％

0.1％

97.1％

实施例2

0.9％

1.6％

0.6％

2％

94.3％

实施例3

0.8％

1.5％

0.5％

96.2％

实施例4

0.7％

1.45％

0.45％

1％

95.95％

实施例5

0.8％

1.55％

0.55％

1.5％

95.05％

对比例1

0.3-0.6％

1.0-1.3

0.4-0.6％

0.1-2％

余

对比例2

0.3-0.6％

1.4-1.6

0.4-0.6％

0.1-2％

余

对比例3

0.3-0.6％

1.7-2.0

0.4-0.6％

0.1-2％

余

对比例4

0.6-0.9％

1.0-1.3

0.4-0.6％

0.1-2％

余

对比例5

0.6-0.9％

1.7-2.0

0.4-0.6％

0.1-2％

余

表2各实施例和对比例的性能和试验结果

压坯成型性

压坯密度

压制吨位

硬度

尺寸稳定性

机加工性能

实施例1

易于成型

6.7-6.8g/cm3

98-110吨

HRB65-72

尺寸稳定

易于加工

实施例2

易于成型

6.7-6.8g/cm3

98-110吨

HRB65-72

尺寸稳定

易于加工

实施例3

易于成型

6.7-6.8g/cm3

98-110吨

HRB65-72

尺寸稳定

易于加工

实施例4

易于成型

6.7-6.8g/cm3

98-110吨

HRB65-72

尺寸稳定

易于加工

实施例5

易于成型

6.7-6.8g/cm3

98-110吨

HRB65-72

尺寸稳定

易于加工

对比例1

易于成型

6.7-6.8g/cm3

88-98吨

HRB48-58

尺寸偏小

易于加工

对比例2

易于成型

6.7-6.8g/cm3

90-105吨

HRB55-65

尺寸偏差大

易于加工

对比例3

易于成型

6.7-6.8g/cm3

90-106吨

HRB62-70

尺寸偏差大

易于加工

对比例4

易于成型

6.7-6.8g/cm3

95-110吨

HRB60-68

尺寸稳定

易于加工

对比例5

易于成型

6.7-6.8g/cm3

115-120吨

HRB70-80

尺寸稳定

难加工

由表1和表2可得，实施例1-5的产品压坯成型性好，硬度较高，尺寸稳定性好，机加工性能良好。对比例1的产品压制尺寸小，不满足要求，对比例2的产品硬度低，尺寸偏差大，对比例3的产品尺寸偏差较大，对比例4的产品硬度不足，对比例5的加工性能差，上述对比例1-5的产品均不能满足生产的需求。

Claims

1.一种汽车发动机用相位信号轮，采用粉末冶金制作方法得到，其特征在于：其各组分质量分数为铁粉94.3-97.1％、石墨0.6-0.9％、铜粉1.4-1.6％、润滑剂0.4-0.6％、切削剂0.4-0.6％，其他0.1-2％，其质量百分比为100％，所述切削剂主要成分为氟化钙。

2.一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、粉料配制

选用铁粉、石墨、铜粉、润滑剂和切削剂混合，其中各组分质量分数如权利要求1中所述，将各组分按质量百分比称重倒入在双锥混料机中，添加酒精进行湿混，而后将粉料取出静置过筛；粉料性能满足松装密度为2.85-3.15g/cm³，流动性≤36.0sec/50g，600Mpa下压缩性≥6.95g/cm³。

3.根据权利要求2所述的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S2、粉料压制

采用针对汽车发动机用相位信号轮结构特征设计的模具，置于压力机上，一次性压制出含键槽的信号轮毛坯。

4.根据权利要求3所述的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S3、高温烧结

采用常规网带式烧结炉，在氮氢混合气保护气氛中，烧结35-40分钟。

5.根据权利要求4所述的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S4、机加工

在数控车床上加工产品圆台。

6.根据权利要求5所述的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S5、去除毛刺

选用尼龙刷在转盘式去毛刺机上对产品表面进行打磨去毛刺。

7.根据权利要求6所述的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S6、超声清洗

通过超声波清洗机对产品进行超声清洗，再通过浸油防锈工艺，完成整个产品的生产。

8.根据权利要求3-7任一项所述的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，其特征在于：所述模具包括型模、上一模冲(20)、上二模冲(30)、下一模冲(40)、下二模冲(50)、下三模冲(60)、下四模冲(70)和芯棒(80)，所述上一模冲(20)中心处设置有通孔，所述上二模冲(30)穿过上一模冲(20)的通孔与上一模冲(20)组合装配置于型模上方，所述芯棒(80)置于下三模冲(60)内，所述下二模冲(50)套接在下三模冲(60)外侧，下二模冲(50)外侧套接下一模冲(40)，所述下三冲模侧面设置有键槽型腔(10)，所述下四冲模设置在键槽型腔(10)中，所述下一模冲(40)、下二模冲(50)、下三模冲(60)、下四模冲(70)和芯棒(80)组合装配置于型模下方。

9.根据权利要求8所述的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，其特征在于：所述下一模冲(40)与下二模冲(50)的接触面设置有第一导向凸起(41)，下二冲模上与第一导向凸起(41)位置对应处，设置第一导向槽(51)，所述下二冲模与下三冲模的接触面上设置有第二导向凸起(52)，下三冲模上与第二导向凸起(52)位置对应处，设置有第二导向槽(61)。

10.根据权利要求8所述的一种汽车发动机用相位信号轮的粉末冶金制作方法，其特征在于：所述下四冲模底部与下三冲模相接处，设置有弹性件(90)，所述弹性件(90)为弹簧。