CN112813357A - 一种叶片式变速箱机油泵转子及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种叶片式变速箱机油泵转子，其组分配置按质量百分比为：C：0.59％～0.72％；Cu％：1.8％～2.2％；Mo：1.32％～1.62％；专用润滑剂H：0.4％～0.5％；剩余为Fe和不可避免的杂质。本发明还提供了该转子的制备方法，包括以下步骤：混料；温模压制；烧结硬化及回火；双端面磨；槽磨加工叶片槽；多工位去毛刺；超声波清洗；去磁；包装。该转子具有高精度、高强度、自润滑、低噪音、产品质量一致性好、重量轻、油耗低，适合节能减排；该制备方法提高了材料利用率和生产效率，简化了加工工序，降低了加工成本，适用于大批量生产。

Description

一种叶片式变速箱机油泵转子及其制备方法
技术领域
本发明主要涉及粉末冶金汽车零部件技术领域，具体涉及一种叶片式变速箱机油泵转子及其粉末冶金制备方法。
背景技术
叶片式变速箱机油泵转子主要是与花键主轴配合，通过花键主轴旋转实现自身旋转，使得与自身配合的叶片受到离心力作用紧贴定子表面，这样两相邻叶片、定子内圈表面及转子外表面形成封闭工作腔，随着转子的旋转，工作腔体积发生变化完成吸压油。因此，转子在叶片泵中扮演着非常重要的角色。
由于叶片在转子槽内要求自由伸缩运动，因此叶片与转子槽之间配合间隙不能太小，否则叶片卡死，但间隙过大又导致油液间压差泄露。
目前，用于叶片式变速箱机油泵转子是采用中碳钢或合金钢经加工、热处理制作。传统的工艺流程是：钢材下料→车端面、粗车、半精车、精车外回转表面→钻花键孔→拉花键→加工12条叶片槽→钻叶片槽底部的空刀槽→槽磨叶片槽→磨转子的平面和回转面→清洗→去磁→包装。存在的不足是：由于汽车叶片式变速箱机油泵使用的转子形状复杂，油泄面的尺寸精度要求非常高。生产工艺复杂，材料利用率低，效率低，成本高，能耗高。生产和处理费用极高；不适用于大批量生产，难以保证产品质量和加工精度的稳定性和一致性。而且产品结构也不太合理，制品使用寿命短。产品重量较重，增加了使用车辆的重量，油耗高，不能满足节能减排的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种叶片式变速箱机油泵转子，其特征在于，所述转子组分配置按质量百分比为：C：0.59％～0.72％；Cu％：1.8％～2.2％；Mo：1.32％～1.62％；专用润滑剂H：0.4％～0.5％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
进一步地，包括转子本体，花键孔、叶片槽、空刀槽，外圆凸起，连接圆弧；所述花键孔设置所述转子本体的中心；叶片槽包含若干个，且均匀分布在转子本体的同一圆周上；所述空刀槽设置在叶片槽的槽底，且与叶片槽连通；叶片槽的开口端部设置有外圆凸起，外圆凸起通过连接圆弧与转子本体外圆相连接。
进一步地，所述空刀槽的横截面呈椭圆形。
本发明还提供一种叶片式变速箱机油泵转子的制备方法，包括以下步骤：
第一步：混料：设计原料组成和混料；
第二步：温模压制：配制完毕的粉末冶金原料放入成形机，将筒状加热棒和热电偶装入阴模，模具加热到温度93℃±5℃，成形密度≥7.10g/cm3，生坯各部位连接处无裂纹。
第三步：烧结硬化及回火：烧结采用网带式烧结硬化炉，烧结温度1120℃±10℃，在N2：H2＝90：10烧结气氛中烧结30～40min，无氧环境采用氢气H2作为保护气体。具体的所述风冷采用氮气N2作为冷却介质，冷却速率约为2.5～5℃/S，硬度≥370HV5.烧结硬化转子在空气中于180℃下回火60min，以回复应力；
第四步：双端面磨；
第五步：槽磨加工叶片槽；
第六步：多工位去毛刺；
第七步：超声波清洗；
第八步：去磁；
第九步：包装。
进一步地，所述第四步中，通过双端面磨，保证双端面高度公差0mm～+0.008mm，双端面平行度0.004mm。
进一步地，所述第五步中，通过槽磨，确保叶片槽的槽宽公差-0.008mm～+0.008mm，叶片槽粗糙度Ra0.4。
优选地，粉末冶金组分质量百分比为：C：0.59％；Cu：2.2％；Mo：1.52％；专用润滑剂H：0.4％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
优选地，粉末冶金组分质量百分比为：C：0.72％；Cu：1.8％；Mo：1.62％；专用润滑剂H：0.5％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
优选地，粉末冶金组分质量百分比为：C：0.65％；Cu：2.0％；Mo：1.32％；专用润滑剂H：0.45％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
优选地，粉末冶金组分质量百分比为：C：0.70％；Cu：1.9％；Mo：1.60％；专用润滑剂H：0.48％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
优选地，粉末冶金组分质量百分比为：C：0.61％；Cu：2.1％；Mo：1.38％；专用润滑剂H：0.42％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
本发明的有益效果为：
该叶片式变速箱机油泵转子具有高精度、高强度、自润滑、低噪音、产品质量一致性好、重量轻、油耗低，适合节能减排。该转子的制备方法是通过粉末冶金成形模具一次压制成形整体式结构，采用专用的粉末冶金材料和烧结硬化工艺，并辅助少量机加工序制备叶片式变速箱机油泵转子；提高了材料利用率和生产效率，简化了加工工序，降低了加工成本，适用于大批量生产，而且产品质量稳定，性能优良，加工精度高，一致性好；粉末冶金转子内部含有一定的孔隙率，不仅降低了产品的重量，而且在运转时孔隙可以吸收振动，空隙中的润滑油可以增加耐磨性和润滑性。转子重量较轻，减轻了使用车辆的重量，降低了油耗，达到节能减排目的。
附图说明
图1为本发明一种叶片式变速箱机油泵转子的主视图；
图2为图1的A-A剖面图；
其中：1、转子本体；2、花键孔；3、叶片槽；4、空刀槽；5、转子本体外圆凸起。6、连接圆弧
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的优选的机构和运动实现的方法做进一步的说明。
如图1、图2所表示，一种叶片式变速箱机油泵转子，包括转子本体1，花键孔2、叶片槽3、空刀槽4，外圆凸起5，连接圆弧6。
其中，花键孔2设置转子本体1的中心；叶片槽3包含12个，且均匀分布在转子本体1的同一圆周上；空刀槽4的横截面呈椭圆形，设置在叶片槽3的槽底，且与叶片槽3连通；叶片槽3的开口端部设置有外圆凸起5，外圆凸起5通过连接圆弧6与转子本体1外圆相连接。
在油泵中设有转子槽，与转子配合运动，为了满足其工作要求，对叶片槽3与转子槽之间配合间隙有严格要求，槽宽公差-0.008mm～+0.008mm。为了防止漏油，要求叶片槽粗糙度Ra0.4，高度公差0mm～+0.008mm；双端面平行度0.004mm。转子使用的力学性能要求：密度＞7.1g/cm3，硬度＞350HV5。
该转子采用粉末冶金制法，其粉末冶金组份质量百分比为：C：0.59％～0.72％；Cu％：1.8％～2.2％；Mo：1.32％～1.62％；专用润滑剂H：0.4％～0.5％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
一种叶片式变速箱机油泵转子粉末冶金制备方法，包括以下步骤：
第一步：混料：设计原料组成和混料；按上述质量百分比将原料混合均匀。
第二步：温模压制：配制完毕的粉末冶金原料放入成形机，将筒状加热棒和热电偶装入阴模，模具加热到温度93℃±5℃，成形密度≥7.10g/cm3，生坯各部位连接处无裂纹。
第三步：烧结硬化及回火：烧结采用网带式烧结硬化炉，烧结温度1120℃，在N2∶H2＝90∶10烧结气氛中烧结30～40min，无氧环境采用氢气H2作为保护气体。具体的所述风冷采用氮气N2作为冷却介质，冷却速率约为2.5～5℃/S，硬度≥370HV5.烧结硬化转子在空气中于180℃下回火60min，以回复应力。
第四步：双端面磨：通过双端面磨，保证高度公差0mm～+0.008mm、双端面平行度0.004mm。
第五步：槽磨加工叶片槽：通过槽磨，确保叶片槽的槽宽公差-0.008mm～+0.008mm，叶片槽粗糙度Ra0.4。
第六步：多工位去毛刺：保证转子全方位无毛刺。
第七步：超声波清洗。
第八步：去磁。
第九步：包装。
实施例1
一种叶片式变速箱机油泵转子粉末冶金制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：设计原料组成和混料；按质量百分比将下述原料混合均匀：C：0.59％；Cu：2.2％；Mo：1.52％，专用润滑剂H：0.4％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
(2)温模压制：配制完毕的粉末冶金原料放入成形机，将筒状加热棒和热电偶装入阴模，模具加热到温度93℃±5℃，成形密度7.10g/cm3，生坯各部位连接处无裂纹。
(3)烧结硬化及回火：烧结采用网带式烧结硬化炉，烧结温度1120℃，在N2∶H2＝90∶10烧结气氛中烧结40min，无氧环境采用氢气作为保护气体。具体的所述风冷采用氮气作为冷却介质，冷却速率约为3.5℃/S，硬度370HV5.烧结硬化转子在空气中于180℃下回火60min，以回复应力。
(4)双端面磨：通过双端面磨，保证高度公差0mm～+0.008mm、双端面平行度0.004mm。
(5)槽磨加工叶片槽：通过槽磨、确保12条叶片槽的槽宽公差-0.008mm～+0.008mm，叶片槽粗糙度Ra0.4。
(6)多工位去毛刺：保证转子全方位无毛刺。
(7)超声波清洗。
(8)去磁。
(9)包装。
实施例2
一种叶片式变速箱机油泵转子粉末冶金制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：设计原料组成和混料；按质量百分比将下述原料混合均匀：C：0.72％；Cu：1.8％；Mo：1.62％，专用润滑剂H：0.5％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
(2)温模压制：配制完毕的粉末冶金原料放入成形机，将筒状加热棒和热电偶装入阴模，模具加热到温度93℃±5℃，成形密度7.15g/cm3，生坯各部位连接处无裂纹。
(3)烧结硬化及回火：烧结采用网带式烧结硬化炉，烧结温度1130℃，在N2∶H2＝90∶10烧结气氛中烧结35min，无氧环境采用氢气作为保护气体。具体的所述风冷采用氮气作为冷却介质，冷却速率约为2.5℃/S，硬度365HV5.烧结硬化转子在空气中于180℃下回火60min，以回复应力。
(4)双端面磨：通过双端面磨，保证高度公差0mm～+0.008mm、双端面平行度0.004mm。
(5)槽磨加工叶片槽：通过槽磨、确保12条叶片槽的槽宽公差-0.008mm～+0.008mm，叶片槽粗糙度Ra0.4。
(6)多工位去毛刺：保证转子全方位无毛刺。
(7)超声波清洗。
(8)去磁。
(9)包装。
实施例3
一种叶片式变速箱机油泵转子粉末冶金制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：设计原料组成和混料；按质量百分比将下述原料混合均匀：C：0.65％；Cu：2.0％；Mo：1.32％；专用润滑剂H：0.45％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
(2)温模压制：配制完毕的粉末冶金原料放入成形机，将筒状加热棒和热电偶装入阴模，模具加热到温度93℃±5℃，成形密度7.13g/cm3，生坯各部位连接处无裂纹。
(3)烧结硬化及回火：烧结采用网带式烧结硬化炉，烧结温度1110℃，在N2∶H2＝90∶10烧结气氛中烧结45MIN，无氧环境采用氢气作为保护气体。具体的所述风冷采用氮气作为冷却介质，冷却速率约为4.0℃/S，硬度372HV5.烧结硬化转子在空气中于180℃下回火60min，以回复应力。
(4)双端面磨：通过双端面磨，保证高度公差0mm～+0.008mm、双端面平行度0.004mm。
(5)槽磨加工叶片槽：通过槽磨、确保12条叶片槽的槽宽公差-0.008mm～+0.008mm，叶片槽粗糙度Ra0.4。
(6)多工位去毛刺：保证转子全方位无毛刺。
(7)超声波清洗。
(8)去磁。
(9)包装。
实施例4
一种叶片式变速箱机油泵转子粉末冶金制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：设计原料组成和混料；按质量百分比将下述原料混合均匀：C：0.70％；Cu：1.9％；Mo：1.60％；专用润滑剂H：0.48％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
(2)温模压制：配制完毕的粉末冶金原料放入成形机，将筒状加热棒和热电偶装入阴模，模具加热到温度93℃±5℃，成形密度7.20g/cm3，生坯各部位连接处无裂纹。
(3)烧结硬化及回火：烧结采用网带式烧结硬化炉，烧结温度1125℃，在N2∶H2＝90∶10烧结气氛中烧结42MIN，无氧环境采用氢气作为保护气体。具体的所述风冷采用氮气作为冷却介质，冷却速率约为3.8℃/S，硬度378HV5.烧结硬化转子在空气中于180℃下回火60min，以回复应力。
(4)双端面磨：通过双端面磨，保证高度公差0mm～+0.008mm、双端面平行度0.004mm。
(5)槽磨加工叶片槽：通过槽磨、确保12条叶片槽的槽宽公差-0.008mm～+0.008mm，叶片槽粗糙度Ra0.4。
(6)多工位去毛刺：保证转子全方位无毛刺。
(7)超声波清洗。
(8)去磁。
(9)包装。
实施例5
一种叶片式变速箱机油泵转子粉末冶金制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：设计原料组成和混料；按质量百分比将下述原料混合均匀：C：0.61％；Cu：2.1％；Mo：1.38％；专用润滑剂H：0.42％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
(2)温模压制：配制完毕的粉末冶金原料放入成形机，将筒状加热棒和热电偶装入阴模，模具加热到温度93℃±5℃，成形密度7.18g/cm3，生坯各部位连接处无裂纹。
(3)烧结硬化及回火：烧结采用网带式烧结硬化炉，烧结温度1119℃，在N2∶H2＝90∶10烧结气氛中烧结43MIN，无氧环境采用氢气作为保护气体。具体的所述风冷采用氮气作为冷却介质，冷却速率约为3.7℃/S，硬度374HV5.烧结硬化转子在空气中于180℃下回火60min，以回复应力。
(4)双端面磨：通过双端面磨，保证高度公差0mm～+0.008mm、双端面平行度0.004mm。
(5)槽磨加工叶片槽：通过槽磨、确保12条叶片槽的槽宽公差-0.008mm～+0.008mm，叶片槽粗糙度Ra0.4。
(6)多工位去毛刺：保证转子全方位无毛刺。
(7)超声波清洗。
(8)去磁。
(9)包装。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种叶片式变速箱机油泵转子，其特征在于，所述转子组分配置按质量百分比为：C：0.59％～0.72％；Cu％：1.8％～2.2％；Mo：1.32％～1.62％；专用润滑剂H：0.4％～0.5％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种叶片式变速箱机油泵转子，其特征在于，包括转子本体，花键孔、叶片槽、空刀槽，外圆凸起，连接圆弧；所述花键孔设置所述转子本体的中心；叶片槽包含若干个，且均匀分布在转子本体的同一圆周上；所述空刀槽设置在叶片槽的槽底，且与叶片槽连通；叶片槽的开口端部设置有外圆凸起，外圆凸起通过连接圆弧与转子本体外圆相连接。
3.根据权利要求2所述的一种叶片式变速箱机油泵转子，其特征在于，所述空刀槽的横截面呈椭圆形。
4.一种如权利要求1或2或3所述的叶片式变速箱机油泵转子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：混料：设计原料组成和混料；按上述质量百分比将原料混合均匀；
第二步：温模压制：配制完毕的粉末冶金原料放入成形机，将筒状加热棒和热电偶装入阴模，模具加热到温度93℃±5℃，成形密度≥7.10g/cm3，生坯各部位连接处无裂纹；
第三步：烧结硬化及回火：烧结采用网带式烧结硬化炉，烧结温度1120℃±10℃，在N2∶H2＝90∶10烧结气氛中烧结30～40min，无氧环境采用氢气H2作为保护气体。具体的所述风冷采用氮气N2作为冷却介质，冷却速率约为2.5～5℃/S，硬度≥370HV5.烧结硬化转子在空气中于180℃下回火60min，以回复应力；
第四步：双端面磨；
第五步：槽磨加工叶片槽；
第六步：多工位去毛刺；
第七步：超声波清洗；
第八步：去磁；
第九步：包装。
5.根据权利要4所述的一种叶片式变速箱机油泵转子的制备方法，其特征在于，所述第四步中，通过双端面磨，保证双端面高度公差0mm～+0.008mm，双端面平行度0.004mm。
6.根据权利要4所述的一种叶片式变速箱机油泵转子的制备方法，其特征在于，所述第五步中，通过槽磨，确保叶片槽的槽宽公差-0.008mm～+0.008mm，叶片槽粗糙度Ra0.4。
7.根据权利要4所述的一种叶片式变速箱机油泵转子的制备方法，其特征在于，粉末冶金组分质量百分比为：C：0.59％；Cu：2.2％；Mo：1.52％；专用润滑剂H：0.4％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
8.根据权利要4所述的一种叶片式变速箱机油泵转子，其特征在于，粉末冶金组分质量百分比为：C：0.72％；Cu：1.8％；Mo：1.62％；专用润滑剂H：0.5％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
9.根据权利要4所述的一种叶片式变速箱机油泵转子，其特征在于，粉末冶金组分质量百分比为：C：0.65％；Cu：2.0％；Mo：1.32％；专用润滑剂H：0.45％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
10.根据权利要4所述的一种叶片式变速箱机油泵转子，其特征在于，粉末冶金组分质量百分比为：C：0.70％；Cu：1.9％；Mo：1.60％；专用润滑剂H：0.48％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
11.根据权利要4所述的一种叶片式变速箱机油泵转子，其特征在于，粉末冶金组分质量百分比为：C：0.61％；Cu：2.1％；Mo：1.38％；专用润滑剂H：0.42％；剩余为Fe和不可避免的杂质。
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