[發明專利]一種粉末冶金制相位器轉子的制備方法

有效

• 申請號: 201410330300.6
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN105234411B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 周國燕;包崇璽;柳睿;王勁松
• 申請（專利權）人: 東睦新材料集團股份有限公司
• 主分類號: B22F3/16
• 分類號: B22F3/16;B22F3/24;B22F1/00;C22C21/16
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司33102
• 代理人: 袁忠衛

技術領域

本發明屬于粉末冶金技術領域，具體是一種粉末冶金制相位器轉子的制備方法，應用于發動機可變氣門正時系統。

背景技術

可變氣門正時能優化氣門特性參數，改善發動機進、排氣性能，較好的滿足發動機在高轉速與低轉速、大負荷與小負荷時動力性、經濟性、廢氣排放的要求，整體提高發動機綜合性能。按結構形式分類，液壓連續可變相位器大體可分為葉片式和柱塞式兩大類。葉片式連續可變凸輪相位器系統通過內部油壓作用于葉片使其偏轉，實現了相位角的無級調節，在相同的情況下，相位調節范圍和響應速度方面有了大幅度提升，而且在起動、怠速等的鎖止裝置也充分保障了系統的可靠性，使發動機性能獲得相比其它相位器有更大的改善。葉片式凸輪相位器的主要部件由定子和轉子組成，定子與傳動齒輪固定連接，后者通過軸向中心螺栓與凸輪軸抗扭矩連接，其中，轉子作為葉輪構成。

目前在可變氣門正時系統行業，葉片式相位器轉子通常采用燒結鋼或壓鑄、擠壓鋁合金制造。燒結鋼轉子致密度大約在90％，存在連通的孔隙，可能發生油泄漏，精加工時費用很高，較重。隨著汽車輕量化的要求，出現了鋁合金相位器轉子，制造形式為壓鑄或擠壓型材后機加工，加工量大，加工成本高，材料利用率低，由于制造方法的限制，材料成分相對固定，合金元素不能隨意變化，不能制造含有高硅含量或含有碳化硅顆粒的產品。壓鑄件存在一些固有缺陷，比如：在澆鑄時，熔液前端的溫度太低，相疊時產出痕跡(冷紋)；容易產生氣孔、縮孔等缺陷，顯微組織不均勻，表面晶粒較細，心部晶粒粗大，嚴重影響零件的力學性能；大多數壓鑄鋁合金不可熱處理，所以強度不高。擠壓變形鋁合金轉子可進行熱處理強化，力學性能較高，但生產工藝復雜，對于形狀復雜及精度要求高的產品，需要進行大量的機加工，生產成本高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、生產效率高、成本低的粉末冶金制相位器轉子的制備方法，可適合批量生產，制得的粉末冶金制相位器轉子具有較好的力學性能。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種粉末冶金制相位器轉子的制備方法，其特征在于依次包括以下步驟：

1)將鋁粉、Al-Mg合金母粉、Al-Si合金母粉、Al-Fe合金母粉、銅粉、鎳粉及有機潤滑劑按下述質量比例混合成混合粉，使得各元素在總組分中的質量百分含量為：銅4.0～5.0％，鎂0.5～1.0％，鐵0.5～1.0％；鎳2.0～2.5％，硅0.5～1.0％，有機潤滑劑：0.8～1.5％，不超過2％的不可避免雜質，余量為鋁；

2)使用模具壓制成形得到粉末冶金生坯，成形壓力200～600MPa，成形密度大于2.50g/cm³；

3)將粉末冶金生坯置于燒結爐中進行燒結，燒結溫度為580～605℃，燒結時間30～90min，燒結坯密度2.60～2.70g/cm³，燒結氣氛可為真空或高純氮氣。

4)接著進行固溶處理，固溶溫度520～540℃，固溶保溫時間30～60min，淬火；

5)將淬火處理后的燒結坯進行復壓精整，復壓精整變形量大于5％；

6)對零件進行時效處理，時效溫度為175～195℃，時效時間6～14h；

7)對轉子進行車削加工，達到最終尺寸要求；

8)對零件進行噴砂去除毛刺。

作為優選，所述步驟1)的鋁粉采用高純度霧化鋁粉，該霧化鋁粉中氧含量小于0.2(wt)％，壓制性能在250MPa下大于2.60g/cm³，松裝密度大于1.05g/cm³，流速25～30s/50g，平均粒度為150±10μm之間。

作為優選，所述步驟1)的Al-Mg合金母粉中Mg含量為19～51(wt)％，含氧量小于0.2(wt)％，平均粒度為5～8μm；Al-Si合金母粉中Si含量為36～38(wt)％，含氧量小于0.2(wt)％，平均粒度為10～15μm；Al-Fe合金粉中Fe含量為9～11(wt)％，含氧量小于0.2(wt)％，平均粒度為10～15μm，銅粉為電解銅粉，銅含量≥99.9(wt)％，平均粒度為8～10μm；鎳粉為羰基鎳粉，鎳含量≥99.9(wt)％，平度粒度為3.0～5.5μm。

作為優選，所述步驟1)的有機潤滑劑為蠟類或酰胺類潤滑劑。

作為優選，所述步驟2)模具采用硬質合金陰模和高速鋼模沖，成形壓力為250～400MPa。

作為改進，所述步驟4)的淬火介質為水，淬火轉移時間≤10s。