专利名称：粉末冶金轿车同步器齿毂及其生产方法
技术领域：
本发明涉及同步器齿毂及其生产方法的改进，具体地说是粉末冶金轿车同步器齿毂及其生产方法。
背景技术：
同步器齿毂是汽车变速总成的重要零件，其结构形状复杂，中心孔具有内齿，外壁具有外齿，且分三个弧度段，内腔具有多台肩，几何尺寸精度和材料强度性能要求高。 同步器齿毂的使用状况为汽车在换挡变速时保证接合套、接合齿轮圈在达到同步前不接触，以避免齿间冲击和发生噪音。同步器齿毂通常是采用锻钢机械加工而成，我国多采用 20CrMnTi钢经渗碳处理制成。但这种材质及其生产工艺，需要高温，高温可造成齿毂的齿形变化，导致操作不顺畅、噪音大和早期失效。为此，我国的相关科技人员研制了用粉末冶金烧结和氮化表面处理的方法生产同步器齿毂。虽然有一定效果，但由于同步器齿毂结构形状复杂、内腔具有多台肩、几何尺寸精度要求高，给采用粉末冶金压制、烧结生产带来了极大的困难，生产出的同步器齿毂的性能达不到高性能的要求，特别是轿车用同步器齿毂，更是难以应用。
发明内容
本发明的目的在于提供不仅能适应齿毂结构的复杂性和尺寸精度要求，而且具有高效能的粉末冶金轿车同步器齿毂。本发明的另一目的在于提供实现粉末冶金轿车同步器齿毂的生产方法。为达到以上目的，本发明所采用的技术方案是该粉末冶金轿车同步器齿毂，其特征在于它由以下按重量配比称量的原料制成铜粉1. 5-2%、镍粉2-2. 5%、钼粉0. 3-0. 6%、 石墨0. 6-0. 8%、增塑剂0. 5-1%，余量为铁粉。该粉末冶金轿车同步器齿毂的生产方法，其特征在于它包括以下生产步骤
(1 )、铁粉配比所述的铁粉是由60%的水雾化铁粉和40%的还原铁粉混合而成，通过水雾化铁粉和还原铁粉的混合改善粒度搭配及压缩性；
(2)按原料重量配比称量原料并混合称取比例铜粉1.5-2%、镍粉2-2. 5%、钼粉 0. 3-0. 6%、石墨0. 6-0. 8%、增塑剂0. 5-1%，余量为铁粉；按一个生产批次配料，分别装入料斗内，混料时，将各料斗的下料口打开，各料斗内的原料同时、连续的流入混料箱内，在混料箱内进行搅拌混料，边流入原料，边搅拌，使原料混勻，制得粉末冶金混合料；
(3)、压制轿车同步器齿毂毛坯将制得的粉末冶金混合料装入预先制好的同步器齿毂压模内，采用H79-630压机，进行压制，压力为7吨/cm2，压制同步器齿毂毛坯的密度达到 7. 5g/cm3 ；
(4)、对同步器齿毂毛坯烧结采用网带炉对压制成形的同步器齿毂毛坯进行烧结，预烧结阶段的温度为600-900°C，持续45-60分钟，合金化烧结阶段的温度为1080-1120°C，持续60-90分钟，随炉冷却；(5)、检测通过检测确定合格成品。通过本方法生产的同步器齿毂，经过标准检测，其技术指标如下 平均密度> 7. 5g/ cm3 ；
热处理硬度HRC50-56 ； 抗拉强度> 1050MPa ； 尺寸精度等级》IT 7级。所述的增塑剂为石蜡类增塑剂。所述的水雾化铁粉及还原铁粉均为采用山东莱钢集团粉末冶金有限公司生产的优质国标铁粉。
本发明的有益效果在于与目前采用粉末冶金生产同步器齿毂的方法相比，不仅能使重量明显的减轻，而且使结构刚度、耐疲劳性能、抗拉强度也均优于目前的粉末冶金轿车同步器齿毂。而且由于采用了普通模压，使设备简化，降低了生产成本，有利于轿车用粉末冶金同步器齿毂的市场推广。
图1为发明所生产的粉末冶金轿车同步器齿毂结构俯视示意图。
具体实施例方式实施例1
生产粉末冶金轿车同步器齿毂，其结构如图ι所示，在本公司内实施，按5000件批量称取原料，其中铜粉1. 7%、镍粉2. 3%、钼粉0. 5%、石墨0. 7%、石蜡0. 8%，余量为铁粉。该粉末冶金轿车同步器齿毂的生产方法，包括以下生产步骤
(1 )、铁粉配比所述的铁粉是由60%的水雾化铁粉和40%的还原铁粉混合而成，通过水雾化铁粉和还原铁粉的混合改善粒度搭配及压缩性；
(2)按以上重量配比称量混料称取比例铜粉1.7%、镍粉2. 3%、钼粉0. 5%、石墨0. 7%、 石蜡0. 8%，余量为第(1)步骤中制取的铁粉，按一个生产批次5000件配料，称量好后，分别装入料斗内，混料时将各料斗的下料口打开，各料斗内的原料同时、连续的流入混料箱内， 在混料箱内进行搅拌混料，边流入原料，边搅拌，使原料混勻，制得粉末冶金混合料；
(3)、压制轿车同步器齿毂毛坯将制得的粉末冶金混合料装入预先制好的与生产如图 1所示的同步器齿毂相一致的同步器齿毂压模内，采用H79-630压机，进行压制，压力为7 吨/cm2，压制同步器齿毂毛坯的密度达到7. 5g/cm3 ；
(4)、对压制成形的同步器齿毂毛坯烧结采用网带炉对压制成形的同步器齿毂毛坯进行烧结，预烧结阶段的温度为750°C，持续53分钟，合金化烧结阶段的温度为1100°C，持续 75分钟，随炉冷却；
(5)、检测确定合格成品通过本方法生产的同步器齿毂，经过标准检测，其技术指标如下5000件全部检测，检测结果为有4900件达到以下指标
平均密度> 7. 5g/ cm3 ； 平均热处理硬度HRC53 ； 平均抗拉强度> 1050MPa ；尺寸精度等级IT 7级。有100件其平均密度< 7. 5g/ cm3 ；平均抗拉强度< 1050MPa。合格率为98%。实施例2
按5000件批量称取原料，其中铜粉1. 5%、镍粉2%、钼粉0. 3%、石墨0. 7%、石蜡0. 6%，
余量为铁粉。生产步骤(1)、(2)、(3)同实施例1。在生产步骤(4)中，对压制成形的同步器齿毂毛坯烧结采用网带炉对同步器齿毂毛坯进行烧结，预烧结阶段的温度为780°C，持续60分钟，合金化烧结阶段的温度为 1120°C，持续85分钟，随炉冷却。在步骤(5)中，检测定合格成品通过本方法生产的同步器齿毂，经过标准检测， 其技术指标如下5000件全部检测，检测结果为有4850件
平均密度> 7. 52g/ cm3 ； 平均热处理硬度HRC52 ； 平均抗拉强度> 1050MPa ； 尺寸精度等级》IT 7级。有150件其平均密度< 7. 5g/ cm3 ；平均抗拉强度< 1050MPa ；尺寸精度等级< IT 7级。合格率97%。实施例3
按5000件批量称取原料，其中铜粉2%、镍粉2. 5%、钼粉0. 6%、石墨0. 8%、石蜡1%，余量为铁粉。生产步骤(1)、(2)、(3)同实施例1。在生产步骤(4)中，对压制成形的同步器齿毂毛坯烧结采用网带炉对压制成形的同步器齿毂毛坯进行烧结，预烧结阶段的温度为850°C，持续60分钟，合金化烧结阶段的温度为1120°C，持续65分钟，随炉冷却。在步骤(5)中，检测定合格成品通过本方法生产的同步器齿毂，经过标准检测， 其技术指标如下5000件全部检测，检测结果为有4920件达到
平均密度> 7. 5g/ cm3 ； 平均热处理硬度HRC56 ； 平均抗拉强度> 1060MPa ； 尺寸精度等级》IT 7级。有80件其平均密度< 7. 5g/ cm3 ；平均抗拉强度< 1050MPa ；尺寸精度等级< IT 7级。合格率98. 4%。
权利要求
1.粉末冶金轿车同步器齿毂，其特征在于它由以下按重量配比称量的原料制成铜粉1. 5-2%、镍粉2-2. 5%、钼粉0. 3-0. 6%、石墨0. 6-0. 8%、增塑剂0. 5_1%，余量为铁粉。
2.如权利要求1所述的粉末冶金轿车同步器齿毂的生产方法，其特征在于它包括以下生产步骤(1 )、铁粉配比所述的铁粉是由60%的水雾化铁粉和40%的还原铁粉混合而成，通过水雾化铁粉和还原铁粉的混合改善粒度搭配及压缩性；(2)按原料重量配比称量原料并混合称取比例铜粉1.5-2%、镍粉2-2.5%、钼粉 0. 3-0. 6%、石墨0. 6-0. 8%、增塑剂0. 5-1%，余量为铁粉；按一个生产批次配料，分别装入料斗内，混料时，将各料斗的下料口打开，各料斗内的原料同时、连续的流入混料箱内，在混料箱内进行搅拌混料，边流入原料，边搅拌，使原料混勻，制得粉末冶金混合料；(3)、压制轿车同步器齿毂毛坯将制得的粉末冶金混合料装入预先制好的同步器齿毂压模内，采用H79-630压机，进行压制，压力为7吨/cm2，压制同步器齿毂毛坯的密度达到 7. 5g/cm3 ；(4)、对同步器齿毂毛坯烧结采用网带炉对压制成形的同步器齿毂毛坯进行烧结，预烧结阶段的温度为600-900°C，持续45-60分钟，合金化烧结阶段的温度为1080-1120°C，持续60-90分钟，随炉冷却；(5)、检测通过检测确定合格成品。
全文摘要
本发明公开了粉末冶金轿车同步器齿毂及其生产方法，其特征在于所述的粉末冶金轿车同步器齿毂，包括铜粉1.5-2%、镍粉2-2.5%、钼粉0.3-0.6%、石墨0.6-0.8%、增塑剂0.5-1%，余量为铁粉；其生产方法包括(1)铁粉配比所述的铁粉是由60%的水雾化铁粉和40%的还原铁粉混合而成；(2)按重量配比称量原料并混合；(3)压制轿车同步器齿毂毛坯；(4)对同步器齿毂毛坯烧结；(5)检测。与目前采用粉末冶金生产同步器齿毂的方法相比，不仅能使重量明显的减轻，而且使结构刚度、耐疲劳性能、成品密度也均优于目前的粉末冶金轿车同步器齿毂。
文档编号B22F3/16GK102335746SQ201110287498
公开日2012年2月1日 申请日期2011年9月26日 优先权日2011年9月26日
发明者吕元之, 安一鸣, 张应波, 徐泽华 申请人:吕元之