一种粉末冶金凸轮及其制备方法 |
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申请号 | CN201710574510.3 | 申请日 | 2017-07-14 | 公开(公告)号 | CN107398555A | 公开(公告)日 | 2017-11-28 |
申请人 | 有研粉末新材料(北京)有限公司; 北京恒源天桥粉末冶金有限公司; | 发明人 | 张少明; 张望; 王林山; 梁雪冰; 胡强; 汪礼敏; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种粉末 冶金 凸轮 及其制备方法,涉及 粉末冶金 技术领域。通过在凸轮原料粉末中加入粘结剂经过凸轮压制、低温 固化 凸轮后,凸轮生坯具有15MPa以上的强度和0.5‰以上的拉伸 变形 率。可以保证凸轮生坯在运输和装配过程中不掉边、不开裂,从而实现凸轮生坯的直接过盈装配,并且凸轮经 烧结 后性能与传统工艺相当。因此该工艺可以取代传统预烧结后再进行装配的工艺,减少了设备投入,降低了能耗,从而使生产成本降低,并且解决了预烧后的凸轮尺寸 精度 变差的问题。 | ||||||
权利要求 | 1.一种粉末冶金凸轮,其特征在于,所述粉末冶金凸轮在生坯状态下具有15MPa以上的强度和0.5‰以上的拉伸变形率;所述粉末冶金凸轮的粉末原料由以下质量百分数的各组分制备而成: |
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说明书全文 | 一种粉末冶金凸轮及其制备方法技术领域背景技术[0002] 装配式粉末冶金凸轮轴是一种将凸轮轴分解成粉末冶金凸轮、芯轴(一般为钢管)、轴颈等若干个可装配件,分别进行材料优化及精加工,然后再经特定工艺使凸轮与芯轴相互连接组合成轴的新型凸轮轴制备方法。该方法具有质量轻、可柔性设计和加工、耐磨性好等优点,目前广泛应用于汽车和摩托车的发动机。 [0003] 众所周知,粉末冶金零件生坯强度低,脆性大,因此凸轮生坯容易在运输、装配过程发生破裂。目前装配式粉末冶金凸轮轴在装配时需要对凸轮进行高温预烧结处理,使粉末颗粒间发生冶金结合以提高凸轮的强度后再进行装配。上述工艺加大了设备投入,同时也增大了能耗,从而使生产成本提高,并且预烧后的凸轮尺寸精度变差。 发明内容[0004] 本发明的目的是针对现有技术的不足,提出一种粉末冶金凸轮及其制备方法,该凸轮在生坯状态便具有高强度和韧性,可以保证凸轮生坯在运输和装配过程中不掉边、不开裂,从而实现凸轮生坯的直接装配。 [0005] 本发明提供的粉末冶金凸轮,其特征在于,所述粉末冶金凸轮在生坯状态下具有15MPa以上的生坯强度和0.5‰以上的拉伸变形率。且该粉末冶金凸轮粉末原料由以下质量百分数的各组分制备而成: [0006] (1)90%~99%的金属基体粉末 [0007] (2)0.1%~10%的粘结剂 [0008] (3)0%~9.9%石墨粉末 [0009] (4)0%~5%的润滑剂 [0012] 所述润滑剂为硬脂酸锌、EBS蜡等粉末冶金领域常用润滑剂。 [0013] 一种粉末冶金凸轮的制备方法,制备步骤如下: [0014] (1)在粉末混料过程中加入粘结剂,粘结剂以固体粉末方式加入或者以液体喷雾的方式加入; [0015] (2)将步骤(1)中混合均匀的粉末放入模具进行模压成型,得到凸轮生坯; [0017] 本发明的有益效果:本发明制备的粉末冶金凸轮生坯具有高的强度和韧性,可以保证凸轮生坯在运输和装配过程中不掉边、不开裂,从而实现凸轮生坯的直接装配,并且凸轮经烧结后性能与传统工艺相当。因此该工艺可以取代预烧结工艺,减少了设备投入,降低了能耗,从而使生产成本降低,并且解决了预烧后的凸轮尺寸精度难的问题。 具体实施方式[0018] 下面对本发明进一步详细说明。 [0020] 实施例1 [0021] 一种粉末冶金凸轮以及由此凸轮制备的凸轮轴的制备步骤如下: [0022] (1)97.0%ASTALOY-E合金粉、2.0%石墨和1.0%的环氧树脂粉末放入混料机,混合2小时后取出; [0023] (2)将步骤(1)中混合均匀的粉料放入模具进行模压成形,模压压力为 450MPa,压制后取出,得到凸轮生坯; [0026] (5)将步骤(3)获得的固化后生坯在凸轮轴装配机上进行装配成轴,装配过盈量为0.04mm; [0028] 实施例2 [0029] 一种粉末冶金凸轮以及由此凸轮制备的凸轮轴,制备步骤如下: [0030] (1)将1.5%的环氧树脂和0.5%的聚氨酯溶解至乙酸乙酯中得到粘结剂溶液; [0031] (2)将84.0%(质量分数,下同)雾化铁粉、3.0%铜粉、3.0%石墨、6.0%铬铁、2.0%磷铁放入混料机,预混合0.5小时后,通过喷雾的方式加入粘结剂溶液,边混合边干燥,最后得到均匀干燥的粘结粉末; [0032] (3)将步骤(2)中混合均匀的粉料放入模具进行模压成型,模压压力为 600MPa,压制后取出,得到凸轮生坯; [0033] (4)将步骤(3)得到的生坯置于鼓风干燥箱中固化,固化温度为120℃,固化时间为150min,随炉冷却,取出; [0034] (5)将步骤(4)获得的固化后生坯在凸轮轴装配机上进行装配成轴,装配过盈量为0.06mm; [0035] (6)将步骤(5)获得的凸轮轴置于真空烧结炉中进行高温煅烧,温度为 1098℃,时间为2小时,冷却后取出得到通过凸轮生坯装配获得的粉末冶金凸轮轴毛坯。 [0036] 对上述实施例得到的粉末冶金凸轮生坯强度、拉断变形率以及烧结后凸轮的密度和硬度进行测试,为了更直接的说明本发明的技术效果,将未加入粘结剂的常规制备方法作为对比组。结果如表1所示。 [0037] 表1凸轮生坯强度、拉断变形率以及烧结后凸轮密度和硬度 [0038] [0039] 因此,本发明提供的粉末冶金凸轮生坯具有良好的强度和拉断变形率,可实现凸轮轴的生坯过盈装配,且凸轮经烧结后性能与传统工艺相当。 [0040] 对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制与本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。 |