[發明專利]一種九爪三錐面同步器錐環粉末冶金制備工藝

在審

• 申請號: 202010367195.9
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111451511A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 林育陽;高源;仝曉楠;張發勇;呂文徹;雒克家;王娟梅;陳曉曉;呂哲;左鵬軍;范詩涵;宋曉波
• 申請（專利權）人: 陜西省機械研究院
• 主分類號: B22F5/10
• 分類號: B22F5/10;B22F3/26;B22F3/10;B22F3/24;C22C38/16;C22C38/12;C22C38/08;C21D1/18;C21D9/40
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

一種九爪三錐面同步器錐環粉末冶金制備工藝，原材料選用100目鐵?銅?鉬?鎳?碳粉末，在1000T帶模架的粉末冶金自動成型液壓機上成型，單位厘米面積壓力600?650MPa，毛坯密度6.95?7.05g/cm³；在氨分解保護的網帶燒結爐1100?1120℃燒結保溫30?40分鐘，并在九爪部位進行滲銅處理，九爪部位燒結后密度7.25?7.35g/cm³；再進行精密機械加工、水蒸氣表面發藍處理，九爪部位高頻表面熱處理，確保九爪部位由外向內硬度HRC35?HRC15；本發明制品安裝在疲勞試驗變速箱中滿足30萬次質量要求；本制備工藝特點在于：與現有技術采用的40Cr鋼材加工工藝相比，制品單重小、材料利用率高，加工成本低、性能優良、質量穩定，適合于粉末冶金大批量生產。

技術領域

本發明涉及一種粉末冶金生產工藝技術，特別涉及一種九爪三錐面同步器錐環粉末冶金制備工藝。

背景技術

粉末冶金是一種材料制備和機械零部件制造技術，涉及金屬粉末制取以及將金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末混合通過壓制成形與燒結等工序制成機械零件或金屬制品，是金屬成形技術與固態冶金(燒結)結合形成的一門技術，已廣泛應用于汽車、家電、農機、紡織機械、工程機械、航空航天等各個領域。用粉末冶金方法制造的零件與常規的鑄、鍛、切削加工制造同樣的零件相比，具有少或無切削加工、節能、節材、無環境污染、成本低、高效等特點，能生產具有特殊性能和其它工藝難以生產或無法生產的材料和制品。

九爪三錐面同步器錐環是應用于重卡鎖銷式三錐面同步器中的關鍵零件，鎖銷式三錐面同步器是新開發的專利技術零部件，其結構解決了三錐面同心差、掛擋不可靠的技術難題，將很快代替現有同類同步器。目前九爪三錐面同步器錐環采用40Cr鋼材經機械加工、熱處理等工序制造而成，使用40Cr材料加工，其工序繁瑣、產能低，自重大、材料利用率低，生產成本高等，難以滿足大批量生產需求。因此，如果用粉末冶金技術研究開發九爪三錐面同步器錐環，在保證性能質量的前提下，必將提高材料使用率，提高生產效率，降低生產成本滿足工業批量化生產需求。

發明內容

為了克服上述現有制造技術的不足，本發明的目的在于提供一種九爪三錐面同步器錐環粉末冶金制備工藝，選用鐵-銅-鉬-鎳等金屬粉末，經過壓制、滲銅燒結、熱處理等工序完成九爪三錐面同步器錐環粉末冶金零件制造，各項性能指標滿足同步器裝機和使用壽命要求，該工藝克服了現有40Cr鋼材加工自重大、工序繁瑣、效率低、成本高等不足，具有少切削加工、節能、節材、無環境污染、批量生產效率高、成本低等特點，滿足大批量生產需求。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種九爪三錐面同步器錐環粉末冶金制備工藝，包括以下步驟：

第一步，原材料及配方：原材料及重量配比，100目鐵基預合金粉末，其中含1-3wt％銅、0.5-1.0wt％鉬、1-3wt％鎳，外加占總重量0.5-0.8wt％碳；

第二步，成型：將配制好的粉料，按單位面積600-650MPa壓力在1000T粉末冶金自動成型液壓機上壓制成型，毛坯整體密度6.95-7.05g/cm3，九爪部位密度大于6.95g/cm3；

第三步，滲銅燒結：將九爪三錐面錐環毛坯放置在氮化硅墊板上，九爪部位進行滲銅處理，每個爪部位滲銅量3g，在氨分解氣氛保護的網帶燒結爐，1100--1120℃溫度燒結30-40分鐘，保證九爪部位燒結后密度7.25-7.35g/cm³，九爪表面硬度大于HRB80；

第四步，機械加工、熱處理：進行精密機械加工，再采用高頻淬火機對九爪部位進行高頻淬火熱處理，輸入電流500-600A，零件旋轉速度40-60r/min，保溫時間4-6s，水冷卻，保證九爪部位表面在直徑方向由外向內硬度HRC35-HRC15，達到九爪部位使用性能要求；