CN114799178B - 一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮及制作方法，包括本体，所述本体的中端部设置有齿轮盘，所述本体的一端部通过凸台铆压式套装设置有用于防止齿轮盘滑出的铆片，所述本体的另一端部设置有挡片，所述挡片、齿轮盘及凸台通过铝基粉末冶金一体制备形成本体。本发明采用本体与铆片铆压式套装设置，避免齿轮盘的滑出，保证皮带轮转动的稳定性和安全性，通过铝基粉末冶金技术制备成本体，使铝基皮带轮的重量减轻65%，满足了摄像头内使用的皮带轮对轻量化的要求，从而使铝基皮带轮在摄像头的使用状况优于铁基皮带轮在摄像头的使用状况，保证了摄像头内使用的皮带轮具备了较高的经济性和性价比。

Description

一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮及制作方法

技术领域

本发明属于粉末冶金的技术领域，具体涉及一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮及制作方法。

背景技术

粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末和非金属粉末的混合物）作为原料，经过成型和烧结制作金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。尤其是摄像头，在摄像头内使用的皮带轮需要满足轻量化且防锈等级高的要求，然而传统皮带轮一般采用铸铁工艺制成毛坯，再经切割加工制成，由于多种因素的影响，故在加工过程中常常会出现气孔、砂孔、夹渣、裂纹、凹坑等缺陷，同时铸铁件的加工边角料多，浪费大，成本高，产品精度低，需要经过平衡处理，制成的程序繁琐，出品效率低。

目前皮带轮已采用铁基粉末冶金工艺生产，但是由于其配方和工艺的局限性，配方不够优化，使得皮带轮存在易腐蚀，盐雾试验不够48小时的弊端，且不能满足皮带轮轻量化的要求，制作出的皮带轮只有本体，无防护措施，极易使皮带轮滑出。如中国专利授权公告号CN104759614A，公告日2015 年07月08日，公开了一种皮带轮粉末冶金配方的工艺，文中提出“由以下质量百分数的组分组成：铁粉余量，石墨0 .3~0 .7%，铜1 .5~2 .5%，硬脂酸锌0 .6~1 .0%，硫磺0 .1~0 .3%，镍粉0 .3~1 .5%，钼粉0 .3~1 .0%”，此现有技术的皮带轮是采用铁基粉末冶金工艺制备的，虽采用蒸汽发黑的防锈处理，但由于此现有技术采用的是铁基皮带轮，故配方不够优化，导致皮带轮防锈等级较低，也不能满足轻量化的要求，且此现有技术的皮带轮只有本体，无防护措施，极易使皮带轮滑出；又如中国专利文献公告号CN111842901A，公告日2020年08月12日，公开了一种适用于VVT发动机皮带轮的粉末冶金加工工艺，文中提出“由以下质量百分数的组分组成：碳0 .7％-1％，铜粉1 .1％-1 .5％，润滑剂0 .5-0 .75％，切削剂0 .1％-0 .5％，机油12-15ml/百公斤，铁粉余量”，此现有技术的皮带轮也是采用铁基粉末冶金工艺制备的，虽采用浸防锈油的防锈处理，但由于此现有技术依旧采用的是铁基皮带轮，故配方也不够优化，使得皮带轮防锈等级依旧较低，也亦不能满足轻量化的要求，且此现有技术的皮带轮只有本体，无防护措施，极易使皮带轮滑出。

现阶段已有高强高韧铝合金来优化配方，虽能满足皮带轮的轻量化要求，但此铝合金的制备工艺不适用于制备摄像头内使用的皮带轮，且无法保证铝基粉末冶金皮带轮优于铁基粉末冶金皮带轮的效果。如中国专利文献公告号CN114086041A，公告日2022年02月25日，公开了一种高强高韧铝合金及其制备方法，文中提出“所述高强高 韧铝合金的成分组成为：Si2 .1-2 .7wt％、Mg 1 .9-2 .5wt％和Cu 1 .9-2 .5wt％，余量为铝及不可避免的杂质，其中，所述不可避免的杂质的总量占高强高韧铝合金的0-0 .8wt％”，此现有技术的铝合金具有良好的韧性和强度，且元素组成也更为简单，能够优化皮带轮的配方，使之能够满足皮带轮轻量化的要求，但此现有技术只针对铝合金进行粉末冶金的制备，并不未针对摄像头内使用的皮带轮的制备，且无法保证铝基粉末冶金皮带轮优于铁基粉末冶金皮带轮的效果。为此，需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮及制作方法，以解决上述背景技术中提出的目前铁基粉末冶金皮带轮只有本体，无防护措施，极易使皮带轮滑出，且配方不够优化，防锈等级较低，现阶段采用铝基粉末冶金制备工艺，无法保证铝基粉末冶金皮带轮优于铁基粉末冶金皮带轮效果的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮，包括本体，所述本体的中端部设置有齿轮盘，其特征在于，所述本体的一端部通过凸台铆压式套装设置有用于防止齿轮盘滑出的铆片，所述本体的另一端部设置有挡片，所述挡片、齿轮盘及凸台通过铝基粉末冶金一体制备形成本体。

进一步的，所述本体的中间位置贯穿设置有用于安装的安装孔，所述铆片的中部设置有与凸台相配合的套孔，所述铆片的直径与挡片的直径相等，所述齿轮盘的直径小于挡片或铆片的直径。

一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮的制作方法，所述铝基粉末冶金皮带轮包括本体和铆片，所述本体和铆片的原料组分相同，所述本体或铆片的原料组分重量百分数为：Cu 0.15-0.35wt%、Si 0.65-0.9wt%、Mg 0.8-1.2wt%、铝粉润滑剂1.3-1.7wt%，其余为铝，其中，铝粉润滑剂为硬脂酸锂；

具体的制作步骤如下：

S1、制作本体：先将上述原料组分采用雾化法制成雾化合金粉，再利用压力在10-15MPa条件下的压力机将雾化合金粉压制成型，成型后放置到石墨舟内，再将装有成型后本体的石墨舟放入至630-640℃的真空烧结炉中进行20-40min的抽真空烧结，烧结结束后充入纯氮气进行冷却，冷却至40℃以下后取出本体，而后对本体进行阳极氧化处理，最终得到本体；

S2、制作铆片：由于铆片的制作过程与本体的制作过程相同，故重复S1，得到铆片；

S3、制作皮带轮：利用压力在4-8MPa条件下的铆压机将S1制作出的本体和S2制作出的铆片进行铆压处理，得到皮带轮产品；

S4、检验包装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明采用本体与铆片铆压式套装设置，能够有效地避免齿轮盘的滑出，保证皮带轮转动的稳定性和安全性，通过铝基粉末冶金技术将挡片、齿轮盘及凸台一体制备成本体，能够使铝基皮带轮的重量减轻65%，满足了摄像头内使用的皮带轮对轻量化的要求，从而使铝基皮带轮在摄像头的使用状况优于铁基皮带轮在摄像头的使用状况，利用齿轮盘的直径小于直径相等的铆片和挡片，能够使齿轮盘得到有效地防护，保证齿轮盘的稳定性，同时也能使皮带轮具备了良好的减摩性能与耐磨性能，保证了摄像头内使用的皮带轮具备了较高的经济性和性价比。

2.本发明采用Al-Cu -Si-Mg的六系铝合金配方，优化了皮带轮的配方，使得铝基粉末冶金皮带轮的重量比铁基粉末冶金皮带轮的重量减轻65%，从而使得铝基粉末冶金皮带轮的防锈等级达到了1A级，满足了摄像头内使用的皮带轮对轻量化及防锈等级的要求，再利用硬脂酸锂的润滑作用，使得铝基粉末冶金皮带轮对钢摩擦时的性状很接近于烧结青铜的水平，从而使得铝基粉末冶金皮带轮的孔隙度也要优于具有同样孔隙度的铝基粉末冶金皮带轮，使皮带轮具备了良好的减摩性能与耐磨性能，保证了摄像头内使用的皮带轮具备了较高的经济性和性价比。

3.本发明采用同样的配方和同样的制作方法制备本体和铆片，使得铆片和本体同时具备了铝基烧结合金的特点，从而使铆片能够更加有效地防止本体滑出，保证了铆压制成的皮带轮的稳定性和安全性，同时也能使皮带轮具备了良好的减摩性能与耐磨性能，保证了摄像头内使用的皮带轮具备了较高的经济性和性价比。

附图说明

图1为本发明的皮带轮的整体侧剖面结构示意图；

图2为本发明的皮带轮的整体俯剖面结构示意图；

图3为本发明的本体的结构示意图；

图4为本发明的铆压的结构示意图。

其中：1、本体；2、齿轮盘；3、凸台；4、铆片；5、套孔；6、挡片；7、安装孔。

具体实施方式

以下实施例用来进一步说明本发明的内容，并不限制本发明的应用。

实施例1：

请参阅图1-图4所示，一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮，包括本体1，本体1的中端部设置有用于带动摄像头工作的齿轮盘2，本体1的一端部通过凸台3铆压式套装设置有用于防止齿轮盘2滑出的铆片4，铆片4的中部设置有用于配合凸台3固定铆片4的套孔5，本体1的另一端部设置有固定齿轮盘2的挡片6，挡片6的直径与铆片4的直径相等，齿轮盘2的直径小于挡片6或铆片4的直径，挡片6、齿轮盘2及凸台3通过铝基粉末冶金一体制备形成本体1，本体1的中间位置贯穿设置有用于安装的安装孔7。

为了使上述铝基粉末冶金皮带轮满足摄像头内使用的皮带轮对轻量化及防锈等级的要求，故采用六系铝合金的配方及粉末冶金的制备方法制作出用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮，如图1-图4示意，首先按照重量百分比称取出Cu 0.34wt%、Si0.88wt%、Mg1.18wt%、硬脂酸锂1.68wt%，其余为铝，作为本体1和铆片4的原料组分，由于本体1和铆片4的原料组分相同，故再将称取出本体1和铆片4的原料组分均采用雾化法制成雾化合金粉，而后利用压力在10-15MPa条件下的压力机将雾化合金粉压制成本体1的形状，本体1成型后放置到石墨舟内，再将装有成型后本体1的石墨舟放入至630-640℃的真空烧结炉中进行20-40min的抽真空烧结，在烧结过程中必须保证温度变化范围小于+/-2度内，烧结结束后充入纯氮气至真空烧结炉中对装有本体1的石墨舟进行冷却，能够有效防止本体1的氧化，冷却至40℃以下后取出装有本体1的石墨舟，并从石墨舟内取出本体1，此时本体1的表面会产生氧化膜起到防锈作用，为了进一步提高美观和防锈效果，再对本体1进行阳极氧化处理，最终得到成形密度为2.4g/cm3、烧结密度为2.62g/cm3、硬度为HRH60以上的本体1；然后以同样的制作方法制作出铆片4（即：将雾化合金粉通过10-15MPa下的压力机压制成铆片4的形状，铆片4成型后放置到石墨舟内，将装有成型后铆片4的石墨舟放入至630-640℃的真空烧结炉中进行20-40min的抽真空烧结，在烧结过程中必须保证温度变化范围小于+/-2度内，烧结结束后充入纯氮气至真空烧结炉中对装有铆片4的石墨舟进行冷却，能够有效防止铆片4的氧化，冷却至40℃以下后取出装有铆片4的石墨舟，并从石墨舟内取出铆片4，此时铆片4的表面会产生氧化膜起到防锈作用，为了进一步提高美观和防锈效果，再对铆片4进行阳极氧化处理，最终得到铆片4），由于铆片4的制作工艺及原料组分均与本体1相同，故铆片4也同样具备本体1的特性（即：铆片4的成形密度为2.4g/cm3、烧结密度为2.62g/cm3、硬度为HRH60以上）；再然后将具有相同特性的本体1和铆片4通过4-8MPa下的铆压机铆压制成收缩率为-0.35%，横向断裂强度为330MP的皮带轮产品，最后进行检验包装。以此方法制备出的铝基粉末冶金皮带轮的密度为2.4g/cm3，防锈等级为1A级，以同样方法制备出来的铁基粉末冶金皮带轮的密度为6.9g/cm3，防锈等级为1B级，由此可知，铝基粉末冶金皮带轮的重量比铁基粉末冶金皮带轮的重量减轻了65%，防锈等级也得到了提高，因此，铝基粉末冶金皮带轮应用到摄像头内，更能满足摄像头对皮带轮轻量化及防锈等级的要求，同时也能使皮带轮具备了良好的减摩性能与耐磨性能，保证了摄像头内使用的皮带轮具备了较高的经济性和性价比。

实施例2：

本实施例中，用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮的结构及制作工艺均与实施例1一致，仅原料组分的配方量不一致，即：按照重量百分比称取出Cu 0.21wt%、Si0.78wt%、Mg1.06wt%、硬脂酸锂1.54wt%，其余为铝，制备出的铝基粉末冶金皮带轮的密度为2.2g/cm3，防锈等级依旧为1A级，以同样方法制备出来的铁基粉末冶金皮带轮的密度为6.7g/cm3，防锈等级为1B级。

实施例3：

本实施例中，用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮的结构及制作工艺均与实施例1一致，仅原料组分的配方量不一致，即：按照重量百分比称取出Cu 0.16wt%、Si0.69wt%、Mg0.95wt%、硬脂酸锂1.38wt%，其余为铝，制备出的铝基粉末冶金皮带轮的密度为2.0g/cm3，防锈等级依旧为1A级，以同样方法制备出来的铁基粉末冶金皮带轮的密度为6.5g/cm3，防锈等级为1C级。

Claims (5)

1.一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮的制作方法，所述铝基粉末冶金皮带轮包括本体，所述本体的中端部设置有齿轮盘，其特征在于，所述本体的一端部通过凸台铆压式套装设置有用于防止齿轮盘滑出的铆片，所述铆片的中部设置有与凸台相配合的套孔，所述本体的另一端部设置有挡片，所述铆片的直径与挡片的直径相等，所述齿轮盘的直径小于挡片或铆片的直径，所述挡片、齿轮盘及凸台通过铝基粉末冶金一体制备形成本体，所述本体的中间位置贯穿设置有用于安装的安装孔；

所述本体和铆片的原料组分相同，所述本体或铆片的原料组分重量百分数为：Cu0.15-0.35wt%、Si 0.65-0.9wt%、Mg 0.8-1.2wt%、铝粉润滑剂1.3-1.7wt%，其余为铝，其中，所述铝粉润滑剂为硬脂酸锂；

所述铝基粉末冶金皮带轮的具体制作步骤如下：

S1、制作本体：先将上述原料组分采用雾化法制成雾化合金粉，再利用压力机将雾化合金粉压制成型，成型后放置到石墨舟内，再将装有成型后本体的石墨舟放入至真空烧结炉中进行抽真空烧结，烧结结束后充入纯氮气进行冷却，冷却至40℃以下后取出本体，而后对本体进行阳极氧化处理，最终得到本体；

S2、制作铆片：重复S1，得到铆片；

S3、制作皮带轮：利用铆压机将S1制作出的本体和S2制作出的铆片进行铆压处理，得到皮带轮产品；

S4、检验包装。

2.根据权利要求1所述的一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮的制作方法，其特征在于，S1中，压力机的压力为10-15MPa。

3.根据权利要求1所述的一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮的制作方法，其特征在于，S1中，烧结的温度为630-640℃，烧结的时间为20-40min。

4.根据权利要求1所述的一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮的制作方法，其特征在于，S2中，铆片的制作过程与本体的制作过程相同。

5.根据权利要求1所述的一种用于摄像头的铝基粉末冶金皮带轮的制作方法，其特征在于，S3中，铆压机的压力为4-8MPa。