CN1233200A - 制造配合零件的方法 - Google Patents

制造配合零件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1233200A
CN1233200A CN97198864A CN97198864A CN1233200A CN 1233200 A CN1233200 A CN 1233200A CN 97198864 A CN97198864 A CN 97198864A CN 97198864 A CN97198864 A CN 97198864A CN 1233200 A CN1233200 A CN 1233200A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wet base
wet
compacting
machining
wet strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN97198864A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1079713C (zh
Inventor
尼尔斯·卡尔鲍姆
比约恩·约翰松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoganas AB
Original Assignee
Hoganas AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoganas AB filed Critical Hoganas AB
Publication of CN1233200A publication Critical patent/CN1233200A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1079713C publication Critical patent/CN1079713C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/003—Articles made for being fractured or separated into parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/04—Connecting-rod bearings; Attachments thereof
    • F16C9/045—Connecting-rod bearings; Attachments thereof the bearing cap of the connecting rod being split by fracturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

本发明提供了一种制造粉末冶金的压实零件的方法,压实的零件被剖分成成对配合的零件、烧结并选择地进行热处理,和再配合。按照本方法,压实铁基粉末,得到的湿坯剖分为至少两个零件,随后烧结,及选择地进行热处理。得到的零件随后再配合。

Description

制造配合零件的方法
本发明涉及制造粉末压实的金属元件的方法，这些元件在以后的处理中剖分成成对的配合的单个零件，并经烧结或选择地进行热处理。本发明特别关注连接杆的制造，但是其它的应用领域，如剖分的滑动轴承、轴承罩等，都落在本发明的范围内。
以前连接杆通过铸造或锻造出分开的可连接的盖及主体部分而制成。这些零件通过用中碳锻造钢制造和在结合和止推面分别进行机加工；随后分别钻孔以插入固紧件。
第一改进阶段中把连接杆铸或锻成单个钢坯，接着钻孔的插入固紧件。这些单个钢坯锯成盖及主体部分，它们分别在止推及接触面进行粗加工；随后两部分用螺栓连在一起进行精加工。分开的机加工及锯的步骤不仅繁琐而且费钱，而且它们也不能确保在操作力下良好的配合的盖及主体。在某些操作条件下，固紧件固有的尺寸间隙允许盖及主体部分稍些偏移，这又影响了轴承的寿命。
在这一改进变化的下一阶段，把一个整体的连接杆剖分或分裂成盖及主体部分，希望提供不滑动的表面，其中盖及主体用螺栓连接在一起。希望如果表面合适地重新配合，该重新配合会防止任何微小偏移发生，及保证操作的对准。为了把整件分成两元件，开始在一侧强烈地冲击。由于难以控制裂纹扩展，并且有塑性变形及使毛坯可能损坏的危险，很难满足要求。
其它的发展是沿着一个很好限定的凹槽快速地把两零件撕开的各种方法，这些方法可以是机加工，锻造，激光切削等。但这些方法也会在裂开的表面产生小的塑性变形，它们又造成分开的零件难以配合，这种方法也难以满足要求。
所有连接杆的商业生产的一般特点是用最后机加工步骤来保证杆的大小端的镗孔的位置、直线度及圆度以制出轴承或轴承套的组件。为了把整件剖分成两件，开始用剧烈的冲击在一侧敲。由于开裂面不可控制并可能损坏连接杆，这种方法也不太成功。
现在用的改进的剖分零件的方法在例如US2553935、US3571080、US3993054和US4923674(授予Krebsge的专利)中公开了。
本发明涉及制造粉末冶金、烧结的重新配合的零件的新方法，生产出的零件的断裂表面没有微小偏移或塑性变形。这种方法包括下面的步骤：
使用一模具同时压实及成形，铁基粉末以形成整体的湿坯，所述的模具是带空腔的单件压模；
对温坯进行湿机加工；
把湿坯在要求的剖分面处断分为至少两个零件；
烧结零件；和
把零件在剖分面处重新配合。
对烧结零件的可选择的机加工包括如车削，也可进行磨削。
在本发明方法中还可包括的另外的选择的步骤是对烧结零件进行热处理。
铁基粉末可从许多粉末中选出，如含有如Cu、Ni、Mo、Gr、Mn、C元素的预合金化的粉末、部分预合金化的粉末或粉末混合物。
本发明的一个重要特点是压实的湿坯的高湿强度，以及为了得到要求的湿强度，可以用各种方法。得到高的湿强度的一个方法是在高温下压实金属粉末。这种热压实可在温度为至少100℃、优选地为至少120℃、以及在压力至少600MPa的条件下进行。另外一种可用的方法是使用润滑压模在环境温度下压实。通过使用各种提高湿强度的添加剂，如聚合物，或可得到高的湿强度的特种润滑剂也可得到高的湿强度。湿强度的实际值取决于湿坯的随后的处理。一般，可以预计湿坯的湿强度至少为20MPa，优选地为至少25MPa，更优选地为至少30MPa。在自动生产中，可要求更高的湿强度。有如此高的湿强度的湿坯可以方便地及花费有效地机加工成要求的形状。
本发明的重要特点是高的湿强度允许对整体的湿坯进行湿态机加工。由于在温态可方便地进行机加工，可以用在最终状态不能钻孔/加工螺纹的材料。在湿态机加工的另外的优点是可以便于烧结零件以后处理成剖分型的机械零件的终端使用。这意味例如消除了在欧洲专利公开696688中建议的为达到烧结零件塑性变形的剖分的步骤。
除了上述优点外，已发现可以用低的作用力来进行剖分，这样可用简单的断裂剖分装置。适合把一个连接杆大端进行简单剖分的装置的一个实例包括把两个半圆形的两半零件一起装入大端镗孔中和一个楔安排在由两个半零件形成的孔中。当楔沿轴向压入大端镗孔中，可在控制的情形下方便地剖分连接杆的两零件，只有很小的变形。很少有在分开的平面形成裂纹的危险。
连接杆材料的元件的烧结可在1080℃-1300℃，优选地在1100-1150℃下保持15-90、优选地为20-60分进行。还原气氛的实例是普通的吸热型气体或各种氢气/氮气混合物。
选择地，烧结零件可进行热处理，如贯穿硬化或表面硬化。可根据烧结零件的最终使用来选择热处理。
用本发明的方法得到精确的重新配合及防止微小偏移是由于剖分表面与粉末颗粒尺寸一样不均匀造成的。
现在在本发明的方法中用金属粉末来制造通常锻造的汽车发动机的连接杆，但是在这些方法中，也可以用粉末冶金及锻造的结合。据说这些方法改进了重量控制及对尺寸控制有很大的增加。在汽车工业中对这种结合有更多的兴趣。
一般，这种粉末-锻造方法开始用松散的粉末混合成要求的成分。随后，具有连接杆的总形状的锻造预成形件在标准P/M-压实压机中制出。湿的预成形件在还原气氛中烧结，并且直接转到锻造压机下。锻造在一次单冲击中完成，其也完全形成销及曲柄孔。根据锻造方法的类型，随后的操作可包括双盘磨削，喷丸硬化。
建议用于制造金属粉末的连接杆的另一种方法包括压实、预烧结、机加工、断裂和最终烧结。
按照本发明的方法取消了锻造及预烧结步骤，因此在这方面也是新的。
本发明进一步由下面的非限制性实例说明，该实例是一个连接杆大端的连接区域的模拟。本发明进一步通过下面的非限制性实例说明。
可从瑞典的Hgans AB公司得到的铁基粉末Distaloy AE+0.8C在130℃温度及700MPa的压实压力下热压实成30×12×10mm的棒形的湿坯，密度为7.34g/cm3，湿强度为40-50MPa。一个排屑孔钻到棒长度的一半，在棒的其余长度上钻一个通孔用于切出螺纹。通孔有M6×1的螺纹，通过弯曲把棒剖分一断裂成两零件。零件在1120℃在吸热型气体中烧结30分钟。零件连接起来，螺纹进行了试验，其中发现湿切削及烧结的螺纹就精度及强度言，其性能与标准螺母的螺纹一样。
下表示出在各种力矩值下，湿态攻出螺纹的坯料与标准螺母(参考试样1及2)的栓接力。
表：在不同的力矩(Nm)下的力(KN)
        力矩试样 7.5 10 15 20
12345参考试样1*参考试样2* 66.666.66.87.46.4 7.48.27.48.48.78.78.7 1111.61111.811.711.812.3 1514.614.91615.315.216.3
*参考试样1,2为标准螺母。
在湿态剖分形成颗粒间断裂，导致在烧结后保持粗糙的不平的表面。零件的重新配合形成紧配合，其中零件不会相对地滑动。
虽然说明了连接杆的制造，但是本专业的技术人员很清楚本发明的方面也可用于其它方面的应用，例如剖分的滑动轴承及轴承罩等，对这些零件容易机加工及可精确地配合是相当重要的。

Claims (10)

1．一种制造剖分型的机械零件的方法，包括下列步骤：
使用一模具同时压实及成形，铁基粉末以形成整体的湿坯，所述的模具是带空腔的单件压模；
对湿坯进行湿机加工；
把湿坯在要求的剖分面处断分为至少两个零件；
烧结零件；和
把零件在剖分面处重新配合。
2．按照权利要求1的方法，其特征在于所述的湿坯具有至少20MPa的湿强度，优选地为至少25MPa，最优选地为至少30MPa。
3．按照权利要求1或2的方法，其特征在于使用热压实工艺进行压实。
4．按照权利要求1或2的方法，其特征在于在一个润滑模中进行压实。
5．按照权利要求1或2的方法，其特征在于所述的金属粉末包括增加湿强度的添加剂。
6．按照上述权利要求中任一项的方法，其特征在于在所述的烧结步骤后进行机加工步骤。
7．按照上述权利要求中任一项的方法，其特征在于烧结的零件再进行热处理。
8．一种成对配合的烧结零件，由机加工及断裂-剖分湿坯制备，所述的湿坯由压实的铁基粉末制成并具有湿强度为至少20Mpa。
9．按照权利要求8的零件，其特征在于所述的湿坯的湿强度为至少25MPa。
10．按照权利要求8或9的零件用于制造连接杆。
CN97198864A 1996-10-15 1997-10-15 制造剖分型的机械零件的方法 Expired - Fee Related CN1079713C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9603805A SE9603805D0 (sv) 1996-10-15 1996-10-15 Method of producing mating parts
SE96038054 1996-10-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1233200A true CN1233200A (zh) 1999-10-27
CN1079713C CN1079713C (zh) 2002-02-27

Family

ID=20404287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN97198864A Expired - Fee Related CN1079713C (zh) 1996-10-15 1997-10-15 制造剖分型的机械零件的方法

Country Status (13)

Country Link
US (1) US5997605A (zh)
EP (1) EP0946326A1 (zh)
JP (1) JP4201838B2 (zh)
KR (1) KR20000049144A (zh)
CN (1) CN1079713C (zh)
AU (1) AU710190B2 (zh)
BR (1) BR9712330A (zh)
CA (1) CA2268843A1 (zh)
PL (1) PL183647B1 (zh)
RU (1) RU2189293C2 (zh)
SE (1) SE9603805D0 (zh)
TW (1) TW450853B (zh)
WO (1) WO1998016339A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105772717A (zh) * 2009-09-23 2016-07-20 Gkn 金属烧结控股有限责任公司 用于制造生坯的方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6676895B2 (en) * 2000-06-05 2004-01-13 Michael L. Kuhns Method of manufacturing an object, such as a form tool for forming threaded fasteners
DE10111325C1 (de) * 2001-03-08 2002-10-02 Gkn Sinter Metals Gmbh Verfahren zur Herstellung eines gesinterten metallischen Bauteils mit wenigstens einer Bohrung
US20090100964A1 (en) * 2005-12-29 2009-04-23 Hoganas Ab (Publ) Bearing Housing
DE102010008654A1 (de) * 2010-02-20 2011-08-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, 80809 Verfahren zur Herstellung eines gesinterten oder geschmiedeten Bauteils
AT519625A1 (de) * 2017-01-24 2018-08-15 Miba Sinter Austria Gmbh Lagerdeckel
AT520865B1 (de) * 2018-02-14 2021-08-15 Miba Sinter Austria Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Pleuels

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2553935A (en) * 1948-04-17 1951-05-22 F A Boucha Method of manufacturing connecting rods
US3993054A (en) * 1975-06-19 1976-11-23 Stryker Corporation Therapeutic lavage
DE58901359D1 (de) * 1988-02-27 1992-06-17 Krebsoege Gmbh Sintermetall Verfahren zur herstellung pulvergeschmiedeter bauteile.
US4936163A (en) * 1988-05-17 1990-06-26 Ford Motor Company Making a fractured powder metal connecting rod
DE3904020A1 (de) * 1989-02-10 1990-08-16 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum herstellen von bauteilen mit geteiltem lagerauge
FR2711562B1 (fr) * 1993-10-29 1995-12-15 Sintertech Procédé de fabrication de pièces frittées conjuguées.
JP2846263B2 (ja) * 1994-08-12 1999-01-13 日立粉末冶金株式会社 半割り機械部品の製造方法
US5613182A (en) * 1996-04-02 1997-03-18 Chrysler Corporation Method of manufacturing a powder metal connecting rod with stress riser crease formed in the side face

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105772717A (zh) * 2009-09-23 2016-07-20 Gkn 金属烧结控股有限责任公司 用于制造生坯的方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998016339A1 (en) 1998-04-23
CA2268843A1 (en) 1998-04-23
US5997605A (en) 1999-12-07
JP2001502380A (ja) 2001-02-20
CN1079713C (zh) 2002-02-27
PL332866A1 (en) 1999-10-25
BR9712330A (pt) 1999-08-31
TW450853B (en) 2001-08-21
EP0946326A1 (en) 1999-10-06
PL183647B1 (pl) 2002-06-28
JP4201838B2 (ja) 2008-12-24
KR20000049144A (ko) 2000-07-25
AU4732797A (en) 1998-05-11
AU710190B2 (en) 1999-09-16
RU2189293C2 (ru) 2002-09-20
SE9603805D0 (sv) 1996-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5878323A (en) Process for producing split type mechanical part
Gu et al. Fracture splitting technology of automobile engine connecting rod
US20050147520A1 (en) Method for improving the ductility of high-strength nanophase alloys
CN1018160B (zh) 制造粉末锻造部件的方法
KR100405910B1 (ko) 분말야금부품의예비성형을위한방법및금속분말의압축된부품
KR100520701B1 (ko) 표면 조밀화된 분말 금속 부품의 제조 방법
US5460776A (en) Process for producing connected sintered articles
CN1079713C (zh) 制造剖分型的机械零件的方法
EP0648852A1 (en) Hot-isostatically-compacted martensitic steel article for molds and die components and its method of manufacture
US6454991B1 (en) Method of forging raw material for sintering and forging
KR101095338B1 (ko) 절삭 공구용 다이아몬드부를 제조하는 방법
JP3673136B2 (ja) 高炭素−高合金系鋼の冷温間加工品の熱処理方法
Pinnow et al. P/M tool steels
US6630102B2 (en) Material produced using powder metallurgy with improved mechanical properties
EP0659509B1 (en) Powder forging process
Nakagawa et al. Powder forging of high-strength brass and its application to automobile parts
EP0593691B1 (de) Verfahren zur herstellung gesinterter bauteile
KR100667235B1 (ko) 기계적 성질이 향상된 트랙 링크 부시의 제조방법
Tobias The state of the art of high energy rate bulk forming
JPS6144103A (ja) コネクテイングロツドの製造方法
CA2258161C (en) Powder metallurgical body with compacted surface
Ashley Powder-Metal Forging: Connecting Rods That Crack by Design
US20050129562A1 (en) Method for the manufacturing of sintered metal parts
JPH03165948A (ja) アルミニウム合金製ローターの製造方法
KR20120000929A (ko) 디에이치32 또는 에스케이디7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20020227

Termination date: 20111015