一种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及粉末冶金技术领域，特别涉及一种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺。
【背景技术】
[0002] 同步器齿毂是汽车变速箱中的重要部件，由于其形状，要求强度高，所以通常采用 粉末冶金工艺来成型。粉末冶金工艺具有很高的原料使用率，高达90%，由于内部含有一定 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。
[0003] 同步器齿毂中具有很多齿形结构，同步器齿毂上还设有键槽1，键槽1两侧最接近 的齿为变形齿2,其他位置为正常齿3,变形齿2与正常齿3在烧结前齿形相同（如图1所示）。 但是键槽1结构会引起应力释放的不均匀性，具体为烧结过程中键槽1两侧变形齿2的变形 量大于正常齿3的变形量，使键槽1张开变形，这样就会导致成型不良。为了应对此状况，现 有技术中同步器齿毂的粉末冶金过程为两步烧结法:成形-预烧结-机加工-二次烧结- 整形-高频淬火-清洗-包装。现有技术中采用两次烧结来让其成型放慢，但这样成型后 还要依靠整形来提高齿形精度，延长了工艺流程，生产连续性差且增加了生产成本。
[0004] 因此，有必要提供一种新的粉末冶金工艺来解决上述问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的在于提供一种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺。
[0006] 本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺， 步骤包括：
[0007] ①压制步骤:将配制好的原料粉末加入压机模腔，加压成形，脱模后得到毛坯；
[0008] ②烧结硬化步骤:将毛坯加入连续式烧结炉，在无氧环境中烧结，继而进行风冷淬 火，冷却速度为2.5_5°C/s，得到硬化体；
[0009] ③机加工步骤:将硬化体固定在CNC设备上，将其进行少量加工为符合尺寸及形状 要求产品；
[0010] ④刷毛刺步骤:通过刷毛刺设备对产品进行表面处理，去除毛刺，得到产品；
[0011] ⑤检查包装步骤:检查产品表面状态，对无缺陷产品进行包装。
[0012]具体的，所述原料各成分的质量百分比为石墨〇. 5-0.8%，铜1.3-2.5 %，镍卜5 %， 钼1.2-4.5%，其余为铁。
[0013] 具体的，所述压制步骤的压强为500-700MPa。
[0014] 具体的，所述烧结温度为1100_1200°C，时间为30-45min，无氧环境采用氢气作为 保护气体。
[0015] 具体的，所述风冷采用氮气作为冷却介质。
[0016] 进一步的，所述压制步骤中成型的毛坯具有键槽和若干齿，所述齿分为靠近所述 键槽的修形齿和远离所述键槽的正常齿，所述修形齿的齿形小于所述正常齿的齿形。
[0017] 进一步的，省略所述机加工步骤。
[0018] 采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：
[0019] 1、本发明工艺中毛坯在烧结后段高温的条件下利用风冷淬火，步骤节省，产品尺 寸精度高，良率高；
[0020] 2、采用该成分配比的原料烧结硬化效果好，强度可靠；
[0021] 3、烧结过程处在还原性气体氢气保护下，这样能充分避免成分的氧化；
[0022] 4、采用修形齿结构能够进一步减弱毛坯键槽处的形变，甚至能省去预烧结和整形 工艺。
【附图说明】
[0023]图1为原始设计的毛坯主视图；
[0024]图2为表现图1中A位置设计差异的局部放大图；
[0025]图3为本工艺的流程图。
[0026] 图中数字表示：
[0027] 1-键槽，2-变异齿，2 修形齿，3-正常齿。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0029] 实施例1
[0030] ①压制步骤:按照0.6 %石墨、1.5 %铜、4 %镍、0.5 %钼和93.4 %铁配制好的原料 粉末加入压机模腔，加压成形600MPa，脱模后得到毛坯；
[0031] ②烧结硬化步骤:将毛坯加入连续式烧结炉，在氢气保护中下加热到1100°C烧结 30min，冷却速度为2.5-5°C/s，得到硬化体；
[0032] ③机加工步骤:将硬化体固定在CNC设备上，将其进行少量加工为符合尺寸及形状 要求产品；
[0033] ④刷毛刺步骤:通过刷毛刺设备对产品进行表面处理，去除毛刺，得到产品；
[0034] ⑤检查包装步骤:检查产品表面状态，对无缺陷产品进行包装。
[0035] 实施例2
[0036] ①压制步骤:按照0.5 %石墨、1.3 %铜、3.5 %镍、0.4%钼和94.3 %铁配制好的原 料粉末加入压机模腔，加压成形500MPa，脱模后得到毛坯；
[0037] ②烧结硬化步骤:将毛坯加入连续式烧结炉，在氢气保护中下加热到1100°C烧结 45min，冷却速度为2.5-5°C/s，得到硬化体；
[0038] ③机加工步骤:将硬化体固定在CNC设备上，将其进行少量加工为符合尺寸及形状 要求产品；
[0039] ④刷毛刺步骤:通过刷毛刺设备对产品进行表面处理，去除毛刺，得到产品；
[0040]⑤检查包装步骤:检查产品表面状态，对无缺陷产品进行包装。
[0041 ] 实施例3
[0042] ①压制步骤:按照0.7%石墨、1.7 %铜、4.5%镍、0.6%钼和92.5 %铁配制好的原 料粉末加入压机模腔，加压成形700MPa，脱模后得到毛坯；
[0043] ②烧结硬化步骤:将毛坯加入连续式烧结炉，在氢气保护中下加热到1200°C烧结 40min，冷却速度为2.5-5°C/s，得到硬化体；
[0044] ③机加工步骤:将硬化体固定在CNC设备上，将其进行少量加工为符合尺寸及形状 要求产品；
[0045] ④刷毛刺步骤:通过刷毛刺设备对产品进行表面处理，去除毛刺，得到产品；
[0046] ⑤检查包装步骤:检查产品表面状态，对无缺陷产品进行包装。
[0047] 实施例4
[0048] -种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺，步骤包括：
[0049] ①压制步骤:按照0.65 %石墨、2 %铜、4%镍、1.4 %钼和91.95 %铁配制好的原料 粉末加入压机模腔，加压成形600MPa，脱模后得到毛坯，毛坯具有小于正常齿3齿形的修形 2'结构(如图2所示）；
[0050]②烧结硬化步骤:将毛坯加入连续式烧结炉，在氢气保护中下加热到1150°C烧结 30min，冷却速度为2.5-5°C/s，得到硬化体；
[0051] ④刷毛刺步骤:通过刷毛刺设备对产品进行表面处理，去除毛刺，得到产品；
[0052]⑤检查包装步骤:检查产品表面状态，对无缺陷产品进行包装。
[0053] 实施例5
[0054] -种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺，步骤包括：
[0055] ①压制步骤:按照0.5 %石墨、1.5 %铜、3.5 %镍、1.2 %钼和93.3 %铁配制好的原 料粉末加入压机模腔，加压成形500MPa，脱模后得到毛坯，毛坯具有小于正常齿3齿形的修 形齿2'结构(如图2所示）；
[0056]②烧结硬化步骤:将毛坯加入连续式烧结炉，在氢气保护中下加热到1150°C烧结 30min，冷却速度为2.5-5°C/s，得到硬化体；
[0057]③机加工步骤:将硬化体固定在CNC设备上，将其进行少量加工为符合尺寸及形状 要求产品；
[0058]④刷毛刺步骤:通过刷毛刺设备对硬化体进行表面处理，得到产品；
[0059] ⑤检查包装步骤:检查产品表面状态，对无缺陷产品进行包装。
[0060] 实施例6
[0061] -种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺，步骤包括：
[0062] ①压制步骤:按照0.8%石墨、2.5%铜、4.5%镍、1.6%钼和90.6 %铁配制好的原 料粉末加入压机模腔，加压成形600MPa，脱模后得到毛坯，毛坯具有小于正常齿3齿形的修 形齿2'结构(如图2所示）；
[0063] ②烧结硬化步骤:将毛坯加入连续式烧结炉，在氢气保护中下加热到1100°C烧结 30min，冷却速度为2.5-5°C/s，得到硬化体；
[0064] ③机加工步骤:将硬化体固定在CNC设备上，将其进行少量加工为符合尺寸及形状 要求产品；
[0065] ④刷毛刺步骤:通过刷毛刺设备对产品进行表面处理，去除毛刺，得到产品；
[0066] ⑤检查包装步骤:检查产品表面状态，对无缺陷产品进行包装。
[0067] 在本工艺中烧结硬化是连续完成的，加工连续性好;烧结后段高温条件下利用风 冷淬火，效率快速，节省了毛坯沾染冷却液后的干燥步骤;风冷传热均匀，冷却速度在2.5-5 °C/s范围内结构畸变小，尺寸精度高;氢气为还原性气体，烧结过程处在氢气保护下，相比 于惰性气体或氮气环境能更充分避免成分的氧化;修形齿结构能够进一步减弱毛坯键槽处 的形变，能够省去机加工过程，进一步加快生产效率。
[0068]将实施例1-6加工而成的同步器齿毂与两步烧结法得到的同步器齿毂进行产品参 数对比，相关参数如下：
[0070] 由上表可知，在不明显低于现有技术生产的产品强度前提下，改进工艺制得产品 的良率有显者的提尚。
[0071] 以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不 脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范 围。
【主权项】
1. 一种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺，其特征在于步骤包括： ① 压制步骤:将配制好的原料粉末加入压机模腔，加压成形，脱模后得到毛坯； ② 烧结硬化步骤:将毛坯加入连续式烧结炉，在无氧环境中烧结，继而进行风冷淬火， 冷却速度为2.5-5°C/S，得到硬化体； ③ 机加工步骤:将硬化体固定在CNC设备上，将其进行少量加工为符合尺寸及形状要求 产品； ④ 刷毛刺步骤:通过刷毛刺设备对产品进行表面处理，去除毛刺，得到产品； ⑤ 检查包装步骤:检查产品表面状态，对无缺陷产品进行包装。2. 根据权利要求1所述的一种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺，其特征在于:所述原料 各成分的质量百分比为石墨〇. 5-0.8%，铜1.3-2.5%，镍1 -5%，钼1.2-4.5%，其余为铁。3. 根据权利要求1所述的一种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺，其特征在于:所述压制 步骤的压强为500-700MPa。4. 根据权利要求1所述的一种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺，其特征在于:所述烧结 温度为1100_1200°C，时间为30-45min，无氧环境采用氢气作为保护气体。5. 根据权利要求1所述的一种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺，其特征在于:所述风冷 米用氮气作为冷却介质。6. 根据权利要求1-5任一所述的一种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺，其特征在于:所 述压制步骤中成型的毛坯具有键槽和若干齿，所述齿分为靠近所述键槽的修形齿和远离所 述键槽的正常齿，所述修形齿的齿形小于所述正常齿的齿形。7. 根据权利要求6所述的一种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺，其特征在于:省略所述 机加工步骤。
【专利摘要】本发明属于粉末冶金技术领域，涉及一种同步器齿毂的粉末冶金制造工艺，将配制好的原料粉末放入压机模腔压制成毛坯，毛坯在无氧环境中烧结后风冷为硬化体，硬化体精加工后和刷去毛刺后检测包装。本发明工艺中毛坯在烧结后段高温的条件下利用风冷淬火，步骤节省，产品尺寸精度高，良率高。
【IPC分类】B22F5/08, C22C38/08, B22F3/24, B22F3/02, C22C38/16, B22F1/00, C22C38/12, B22F3/16
【公开号】CN105499588
【申请号】CN201510904002
【发明人】陈珠洪
【申请人】碧梦技(上海）复合材料有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月9日