[發(fā)明專利]一種粉末冶金汽車同步器齒轂及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310471997.4
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103537698A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃浩
• 申請（專利權(quán)）人: 蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司
• 主分類號: B22F5/08
• 分類號: B22F5/08;B22F3/16
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及粉末冶金領(lǐng)域，特別是一種粉末冶金汽車同步器齒轂及其制備方法。

背景技術(shù)

粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工業(yè)技術(shù)。目前，粉末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業(yè)等領(lǐng)域，成為新材料科學中最具發(fā)展活力的分支之一。粉末冶金技術(shù)具備顯著節(jié)能、省材、性能優(yōu)異、產(chǎn)品精度高且穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點，非常適合于大批量生產(chǎn)。另外，部分用傳統(tǒng)鑄造方法和機械加工方法無法制備的材料和復(fù)雜零件也可用粉末冶金技術(shù)制造，因而備受工業(yè)界的重視。粉末冶金結(jié)構(gòu)件制品材料成分不受熔煉限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它結(jié)構(gòu)組分，并且在相當大的范圍內(nèi)根據(jù)要求進行調(diào)整，進而在力學性能上能達到與鋼件匹配的效果。

同步器齒轂是汽車變速總成的重要零件，其結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，中心孔具有內(nèi)齒，外壁具有外齒，且分三個弧度段，內(nèi)腔具有多臺肩，幾何尺寸精度和材料強度性能要求高。同步器齒轂的使用狀況為汽車在換擋變速時保證接合套、接合齒輪圈在達到同步前不接觸，以避免齒間沖擊和發(fā)生噪音。同步器齒轂通常是采用鍛鋼機械加工而成，我國多采用20CrMnTi鋼經(jīng)滲碳處理制成。但這種材質(zhì)及其生產(chǎn)工藝，需要高溫，高溫可造成齒轂的齒形變化，導(dǎo)致操作不順暢、噪音大和早期失效。為此，我國的相關(guān)科技人員研制了用粉末冶金燒結(jié)和氮化表面處理的方法生產(chǎn)同步器齒轂。雖然有一定效果，但由于同步器齒轂結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、內(nèi)腔具有多臺肩、幾何尺寸精度要求高，給采用粉末冶金壓制、燒結(jié)生產(chǎn)帶來了極大的困難，生產(chǎn)出的同步器齒轂的性能達不到高性能的要求，特別是轎車用同步器齒轂，更是難以應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能適應(yīng)齒轂結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和尺寸精度要求，而且具有高效能的粉末冶金汽車同步器齒轂及其制備方法。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施：

一種粉末冶金汽車同步器齒轂，由下列重量份的原料制成：銅粉2.1-2.3、鎳粉3.1-3.2、鉬粉0.2-0.3、石墨1.3-1.4、Pr0.1-0.14、Be0.32-0.35、Pb0.2-0.24、硬酯酸鋅3.4-3.6、鐵粉92-94、助劑1-2；

所述助劑由下列重量份的原料制成：鐵粉3-4、氧化鋅2-3、二氧化鈦1-2、偏磷酸鈉2-3、高嶺土粉5-6、氮化鋁粉1-2、硅烷偶聯(lián)劑KH550?2-3、硼化鉻5-6、順丁烯二酸酐2-3、二甲基硅油1-2、鋁酸酯偶聯(lián)劑DL-411?2-3、氰尿酸鋅1-2；制備方法是將鐵粉、氧化鋅、二氧化鈦、偏磷酸鈉、高嶺土粉、氮化鋁粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶聯(lián)劑KH550混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950℃下煅燒3-4小時，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70℃，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1-2小時，即得。

本發(fā)明所述粉末冶金汽車同步器齒轂，由以下具體步驟制成：

（1）將銅粉、鎳粉、鉬粉、鐵粉混合，加入適量水中，送入球磨機中球磨，得到250-400目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在10-15Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮氣保護氣氛下750-800℃進行燒結(jié)16-18小時，將燒結(jié)后的物料粉碎后過200-400目篩；

（2）將其它剩余成分混合均勻；

（3）將步驟（1）、（2）物料在55-65℃下混合攪拌均勻60-90分鐘后，裝入模具，壓制成坯；

（4）將壓坯放在燒結(jié)爐中，以6-8℃/分鐘速率升溫至800-850℃條件下燒結(jié)2-3小時;然后以5-7℃/分鐘速率升溫至1100-1150℃條件下燒結(jié)2-3小時，空氣中緩慢冷卻至室溫即可。

本發(fā)明原料中增加石墨，增加了齒轂的耐磨性與潤滑性，致密，不僅能使重量明顯的減輕，而且結(jié)構(gòu)剛度、耐疲勞性能、抗拉強度優(yōu)異，而且由于采用了普通模壓，使設(shè)備簡化，降低了生產(chǎn)成本。

具體實施方案

下面通過具體實例對本發(fā)明進行詳細說明。

一種粉末冶金汽車同步器齒轂，由下列重量份（公斤）的原料制成：銅粉2.1、鎳粉3.1、鉬粉0.2、石墨1.3、Pr0.1、Be0.32、Pb0.2、硬酯酸鋅3.4、鐵粉92、助劑1；