本發(fā)明涉及粉末冶金技術領域,具體來說,是涉及到一種粉末冶金復合材料及其用于制造摩托車平衡從動齒輪盤的方法。
背景技術:
粉末冶金工藝是發(fā)展迅速和具有巨大應用潛力的零件生產(chǎn)工藝,其具有節(jié)約能源、高原材料利用率、低排放,制造的制品價格低廉、精度高、質量一致性高等特點,在機械制造、航空航天等領域得到廣泛的應用。
現(xiàn)有的發(fā)動機平衡軸內置齒輪結構,包括平衡軸、曲柄連桿總成、左曲軸箱、右曲軸箱,左曲軸箱內設置有平衡軸左支承軸承、左曲柄支承軸承,右曲軸箱內設置有平衡軸右支承軸承、右曲柄支承軸承、主動齒輪和平衡從動齒輪組合機構等。主動齒輪通過插銷固定裝套在曲柄連桿總成的右曲柄上,并位于右曲柄支承軸承的左側;平衡從動齒輪組合機構裝在平衡軸上并位于平衡軸右支承軸承的左側,與主動齒輪對應嚙合。摩托車單缸發(fā)動機內設置平衡軸是解決發(fā)動機振動的最有效方式,平衡軸上安裝有平衡從動齒輪,其與安裝在曲軸上的平衡主動齒輪相嚙合。
但是現(xiàn)有的平衡從動齒輪盤存在抗沖擊性能差,使用壽命短等問題,且期其加工過程多采用機加工操作,造成材料利用率低,生產(chǎn)成本高,工藝流程長等問題。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有粉末冶金復合材料的屈服強度低、抗沖擊韌性差,使得制備的平衡從動齒輪盤抗沖擊性能差,使用壽命短。
為解決上述技術問題,本發(fā)明技術方案如下:
一種粉末冶金復合材料,期特征在于:所述粉末冶金復合材料的組成和質量分數(shù)為60%-80%的預合金粉末、質量分數(shù)為0.4%-0.8%的石墨粉、質量分數(shù)為0.4%-0.7%的微粉蠟、質量分數(shù)為1%-5%的銅粉、質量分數(shù)為1%-3%的鎳粉,余量為二次還原鐵粉。
進一步地,所述粉末冶金復合材料由以下質量分數(shù)百分含量的物質組成:
預合金粉末60%、石墨0.4%、微粉蠟0.8%、銅粉1%、鎳粉2%、余量為二次還原鐵粉;
或者,預合金粉末65%、石墨0.5%、微粉蠟0.6%、銅粉2%、鎳粉3%、余量為二次還原鐵粉;
或者,預合金粉末70%、石墨0.58%、微粉蠟0.55%、銅粉3%、鎳粉2%、余量為二次還原鐵粉;
或者,預合金粉末75%、石墨0.7%、微粉蠟0.55%、銅粉2%、鎳粉2.5%、余量為二次還原鐵粉;
或者,預合金粉末80%、石墨0.8%、微粉蠟0.5%、銅粉4%、鎳粉2.5%、余量為二次還原鐵粉。
進一步地,所述的粉末冶金復合材料,其特征在于:所述預合金粉末由質量百分數(shù)為0.5%-1.5%的鉬粉、質量百分數(shù)為99.5%-98.5%的鐵粉組成。
進一步地,所述的粉末冶金復合材料,其特征在于:所述預合金粉末由如下質量百分含量的物質組成:
鉬粉0.5%、鐵粉99.5%;或者,鉬粉0.85%、鐵粉99.15%;
或者,鉬粉1%、鐵粉99%;或者,鉬粉1.25%、鐵粉98.75%;
或者,鉬粉1.5%、鐵粉98.5%。
本發(fā)明所要解決的另一技術問題是現(xiàn)有的熱精鍛成型工藝制備的平衡從動齒輪盤外觀差、尺寸精度一致性差,加工余量大,加工工藝流程復雜,人工占用多、勞動強度大等缺陷。
本發(fā)明涉及到的另一項技術方案如下:
一種制造摩托車平衡從動齒輪盤的新方法,其特征在于:將粉末冶金復合材料的組分按要求混合、模壓成型、燒結、復燒滲銅、整形、機加工、去毛刺拋光、清洗、防銹,得到成品,所述用于制造平衡從動齒輪盤的粉末冶金復合材料采用上述復合材料,其組分和質量分數(shù)為60%-80%的預合金粉末、質量分數(shù)為0.4%-0.8%的石墨粉、質量分數(shù)為0.4%-0.7%的微粉蠟、質量分數(shù)為1%-5%的銅粉、質量分數(shù)為1%-3%的鎳粉,余量為二次還原鐵粉。
進一步地,將復合材料的組分按要求一次順序混合,包括:將預合金粉末、二次還原鐵粉、石墨粉、微粉蠟、銅粉、鎳粉分別稱好重量,按二次還原鐵粉、預合金粉末、銅粉、鎳粉、石墨粉、微粉蠟的順序依次加入混料機混合30-60分鐘,混合好的粉末靜置48-72小時。
進一步地,將混合好靜置結束的成品粉末在560-655mpa的壓強下模壓成型得到壓坯,所述模壓成型速度為4-6件/分鐘。
進一步地,將壓坯通過網(wǎng)帶燒結爐進行三段燒結,一個預熱段溫度為600-950oc,兩個燒結段的溫度分別為1100±5oc、1120±5oc;所述三段燒結的網(wǎng)速為40-60mm/分鐘,保護氣氛為65%-75%的氮氣和25%-35%的氫氣,氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm,所述三段燒結的時間為45-55分鐘,燒結好的產(chǎn)品為燒結坯。
進一步地,將絲徑2mm,直徑30mm的紫銅環(huán)置于燒結坯上,對燒結坯進行復燒滲銅;將燒結坯通過網(wǎng)帶燒結爐進行三段燒結,一個預熱段溫度為600-950oc,兩個燒結段的溫度分別為1090±5oc、1100±5oc;所述三段燒結的網(wǎng)速為50-55mm/分鐘,保護氣氛為70%-75%的氮氣和25%-30%的氫氣,氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm,所述三段燒結時間為45-50分鐘。
將復燒坯在500-550mpa的壓強下進行全封閉模壓整形,所述整形速度為6-8件/分鐘。
本發(fā)明所產(chǎn)生的技術效果如下:
1、本發(fā)明在具體實施中用一種粉末冶金復合材料替代原來的致密材料,通過提高屈服的合金元素與高壓縮比的鐵粉預合金化以后,通過擴散預合金粉末的形式加入基體材料內,通過模壓成型、燒結替代致密材料的熱精鍛工藝,使得成品的屈服強度與抗沖擊能力十分優(yōu)異,使使用壽命提高2.3倍,原材料利用率由60%提高到98%。
2、本發(fā)明在具體實施中采用模壓成型代替熱鍛成型,采用560-665mpa的高壓模壓成型能保證壓坯達到足夠高的密度,其模壓成型的生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品生產(chǎn)周期短,每個產(chǎn)品的生產(chǎn)周期由原來的4天縮短為3天。
3、本發(fā)明再具體實施中大規(guī)模使用自動化生產(chǎn),使用人工大幅減少,工人勞動強度急劇降低,平均生產(chǎn)十萬件產(chǎn)品可減少人工的搬運量為10米10t,減少人工時600小時以上。
具體實施方式
實施例1
按如下質量百分比取料:預合金粉末60%、石墨0.4%、微粉蠟0.8%、銅粉1%、鎳粉2%、余量為二次還原鐵粉。其中預合金粉末由如下質量百分含量的物質組成:鉬0.5%、鐵99.5%;本發(fā)明在混料過程中加入微量的微粉蠟以助于模壓成型與脫模,預合金粉末以現(xiàn)有成熟制備方法以牌號為lap100.29的水霧化鐵粉為基本材料,添加其他合金元素,經(jīng)混合、擴散處理、破碎、篩分后得到。具體制造平衡從動齒輪盤的方法如下:
步驟p1:混料
將預合金粉末、二次還原鐵粉、石墨粉、微粉蠟、銅粉、鎳粉分別按上述比例稱好重量,按二次還原鐵粉、預合金粉末、銅粉、鎳粉、石墨粉、微粉蠟的順序依次加入雙運動混料機混合50分鐘,混合好的粉末靜置48小時。將混合好的粉末靜置48小時是讓混合好的物料充分穩(wěn)定,防止在送料過程中產(chǎn)生合金元素偏析的現(xiàn)象。
步驟p2:模壓成型
將p1混合好靜置結束的成品粉末輸送到壓機料斗中,通過壓機自動送料機構將物料送入模具型腔中,在650mpa的壓強下模壓成型得到壓坯,所述模壓成型速度為5件/分鐘。壓坯密度為7.05g/cm3。
步驟p3:燒結
將p2模壓成型得到的壓坯通過網(wǎng)帶燒結爐進行三段燒結,一個預熱段溫度為800oc,兩個燒結段的溫度分別為1100oc、1125oc;所述三段燒結的網(wǎng)速為40mm/分鐘,保護氣氛為70%的氮氣和30%的氫氣,氮氣的進氣量為6m3/h,進口壓力為0.12mpa,氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm,所述三段的燒結時間為53分鐘,燒結好的產(chǎn)品為燒結坯。燒結坯的硬度為hra38-45,抗拉強度為400-460mpa。采用分段燒結可在低溫段緩慢充分的去除壓坯中的微粉蠟,避免微粉蠟在高溫強烈分解使坯體產(chǎn)生大的氣泡,采用分段燒結亦可使碳、銅、鎳、鉬等元素滲入鐵粉顆粒結構中,形成合金或產(chǎn)生固溶強化,起到改善產(chǎn)品的綜合性能的作用,使得生產(chǎn)的平衡從動齒輪盤的抗沖擊性能及其他綜合性能優(yōu)異。
步驟p4:復燒滲銅
將絲徑2mm,直徑30mm的紫銅環(huán)置于p3燒結得到的燒結坯上,對燒結坯進行復燒滲銅;將燒結坯通過網(wǎng)帶燒結爐進行三段燒結,一個預熱段溫度為950oc,兩個燒結段的溫度分別為1090oc、1100oc;所述三段燒結的網(wǎng)速為50mm/分鐘,保護氣氛為75%的氮氣和25%的氫氣,氮氣的進氣量為7m3/h,進口壓力為0.12mpa,氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm,所述三段的燒結時間為45分鐘。燒結坯進行復燒滲銅是為了進一步提高產(chǎn)品的抗沖擊韌性及其他力學性能,復燒滲銅后的產(chǎn)品硬度為hra45-56,抗拉強度為450-550mpa,屈服強度為350-430mpa。
步驟p5:整形
將復燒坯在520mpa的壓強下進行全封閉模壓整形,所述整形速度為8件/分鐘。整形是為了糾正產(chǎn)品在燒結及復燒滲銅過程中產(chǎn)生的變形,提高產(chǎn)品的尺寸精度及一致性,是產(chǎn)品在尺寸精度上能夠滿足客戶的需求。
步驟p6:機加工
將經(jīng)過步驟p5得到的毛坯通過機加工精車。
步驟p7:去毛刺拋光
用螺旋振動研磨拋光的方法去除產(chǎn)品外觀的毛刺、雜質等,使其表面光亮、清潔。拋光所加磨料為100公斤氧化鋯研磨棒,100公斤高鋁瓷菱形磨料及光亮劑、研磨膏及5公斤水。
步驟p8:清洗及防銹
將拋光去毛刺后的產(chǎn)品在連續(xù)式網(wǎng)帶超聲波清洗、防銹油噴涂一體機中清洗防銹,提高產(chǎn)品的外觀及防銹性能,得到成品。
實施例2
按如下質量百分比取料:預合金粉末65%、石墨0.5%、微粉蠟0.6%、銅粉2%、鎳粉3%、余量為二次還原鐵粉。其中預合金粉末由如下質量百分含量的物質組成:鉬0.85%、鐵99.15%;
本發(fā)明在混料過程中加入微量的微粉蠟以助于模壓成型與脫模,預合金粉末以現(xiàn)有成熟制備方法以牌號為lap100.29的水霧化鐵粉為基本材料,添加其他合金元素,經(jīng)混合、擴散處理、破碎、篩分后得到。具體制造平衡從動齒輪盤的方法如下:
步驟p1:混料
將預合金粉末、二次還原鐵粉、石墨粉、微粉蠟、銅粉、鎳粉分別按上述比例稱好重量,按二次還原鐵粉、預合金粉末、銅粉、鎳粉、石墨粉、微粉蠟的順序依次加入雙運動混料機混合60分鐘,混合好的粉末靜置72小時。將混合好的粉末靜置72小時是讓混合好的物料充分穩(wěn)定,防止在送料過程中產(chǎn)生合金元素偏析的現(xiàn)象。
步驟p2:模壓成型
將p1混合好靜置結束的成品粉末輸送到壓機料斗中,通過壓機自動送料機構將物料送人模具型腔中,在600mpa的壓強下模壓成型得到壓坯,所述模壓成型速度為5個/分鐘。壓坯密度為7.05g/cm3。
步驟p3:燒結
將p2模壓成型得到的壓坯通過網(wǎng)帶燒結爐進行三段燒結,一個預熱段溫度為800oc,兩個燒結段的溫度分別為1110oc、1125oc;所述三段燒結的網(wǎng)速為40mm/分鐘,保護氣氛為70%的氮氣和30%的氫氣,氮氣的進氣量為6m3/h,進口壓力為0.12mpa,氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm,所述三段的燒結時間為53分鐘,燒結好的產(chǎn)品為燒結坯。燒結坯的硬度為hra43-48,抗拉強度為430-480mpa。采用分段燒結可在低溫段緩慢充分的去除壓坯中的微粉蠟,避免微粉蠟在高溫強烈分解使坯體產(chǎn)生大的氣泡,采用分段燒結亦可使碳、銅、鎳、鉬等元素滲入鐵粉顆粒結構中,形成合金或產(chǎn)生固溶強化,起到改善產(chǎn)品的綜合性能的作用,使得生產(chǎn)的平衡從動齒輪盤的抗沖擊性能及其他綜合性能優(yōu)異。
步驟p4:復燒滲銅
將絲徑2mm,直徑30mm的紫銅環(huán)置于p3燒結得到的燒結坯上,對燒結坯進行復燒滲銅;將燒結坯通過網(wǎng)帶燒結爐進行三段燒結,一個預熱段溫度為950oc,兩個燒結段的溫度分別為1090oc、1100oc;所述三段燒結的網(wǎng)速為50mm/分鐘,保護氣氛為75%的氮氣和25%的氫氣,氮氣的進氣量為7m3/h,進口壓力為0.12mpa,氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm,所述三段的燒結時間為45分鐘。燒結坯進行復燒滲銅是為了進一步提高產(chǎn)品的抗沖擊韌性及其他力學性能,復燒滲銅后的產(chǎn)品硬度為hra50-58,抗拉強度為520-580mpa,屈服強度為380-460mpa。
步驟p5:整形
將復燒坯在510mpa的壓強下進行全封閉模壓整形,所述整形速度為7件/分鐘。整形是為了糾正產(chǎn)品在燒結及復燒滲銅過程中產(chǎn)生的變形,提高產(chǎn)品的尺寸精度及一致性,是產(chǎn)品在尺寸精度上能夠滿足客戶的需求。
步驟p6:機加工
將經(jīng)過步驟p5得到的毛坯通過機加工精車。
步驟p7:去毛刺拋光
用螺旋振動研磨拋光的方法去除產(chǎn)品外觀的毛刺、雜志等,使其表面光亮、清潔。拋光所加磨料為100公斤氧化鋯研磨棒,100公斤高鋁瓷菱形磨料及光亮劑、研磨膏及5公斤水。
步驟p8:清洗及防銹
將拋光去毛刺后的產(chǎn)品在連續(xù)式網(wǎng)帶超聲波清洗、防銹油噴涂一體機中清洗防銹,提高產(chǎn)品的外觀及防銹性能,得到成品。
實施例3
按如下質量百分比取料:預合金粉末70%、石墨0.58%、微粉蠟0.55%、銅粉3%、鎳粉2%、余量為二次還原鐵粉。其中預合金粉末由如下質量百分含量的物質組成:鉬1%、鐵99%;本發(fā)明在混料過程中加入微量的微粉蠟以助于模壓成型與脫模,預合金粉末以現(xiàn)有成熟制備方法以牌號為lap100.29的水霧化鐵粉為基本材料,添加其他合金元素,經(jīng)混合、擴散處理、破碎、篩分后得到。具體制造平衡從動齒輪盤的方法如下:
步驟p1:混料
將預合金粉末、二次還原鐵粉、石墨粉、微粉蠟、銅粉、鎳粉分別按上述比例稱好重量,按二次還原鐵粉、預合金粉末、銅粉、鎳粉、石墨粉、微粉蠟的順序依次加入雙運動混料機混合60分鐘,混合好的粉末靜置60小時。將混合好的粉末靜置60小時是讓混合好的物料充分穩(wěn)定,防止在送料過程中產(chǎn)生合金元素偏析的現(xiàn)象。
步驟p2:模壓成型
將p1混合好靜置結束的成品粉末輸送到壓機料斗中,通過壓機自動送料機構將物料送人模具型腔中,在630mpa的壓強下模壓成型得到壓坯,所述模壓成型速度為5個/分鐘。壓坯密度為7g/cm3。
步驟p3:燒結
將p2模壓成型得到的壓坯通過網(wǎng)帶燒結爐進行三段燒結,一個預熱段溫度為800oc,兩個燒結段的溫度分別為1120oc、1125oc;所述三段燒結的網(wǎng)速為40mm/分鐘,保護氣氛為70%的氮氣和30%的氫氣,氮氣的進氣量為6m3/h,進口壓力為0.12mpa,氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm,所述三段的燒結時間為53分鐘,燒結好的產(chǎn)品為燒結坯。燒結坯的硬度為hra43-48,抗拉強度為430-480mpa。采用分段燒結可在低溫段緩慢充分的去除壓坯中的微粉蠟,避免微粉蠟在高溫強烈分解使坯體產(chǎn)生大的氣泡,采用分段燒結亦可使碳、銅、鎳、鉬等元素滲入鐵粉顆粒結構中,形成合金或產(chǎn)生固溶強化,起到改善產(chǎn)品的綜合性能的作用,使得生產(chǎn)的平衡從動齒輪盤的抗沖擊性能及其他綜合性能優(yōu)異。
步驟p4:復燒滲銅
將絲徑2mm,直徑30mm的紫銅環(huán)置于p3燒結得到的燒結坯上,對燒結坯進行復燒滲銅;將燒結坯通過網(wǎng)帶燒結爐進行三段燒結,一個預熱段溫度為950oc,兩個燒結段的溫度分別為1090oc、1100oc;所述三段燒結的網(wǎng)速為50mm/分鐘,保護氣氛為75%的氮氣和25%的氫氣,氮氣的進氣量為7m3/h,進口壓力為0.12mpa,氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm,所述三段的燒結時間為45分鐘。燒結坯進行復燒滲銅是為了進一步提高產(chǎn)品的抗沖擊韌性及其他力學性能,復燒滲銅后的產(chǎn)品硬度為hra50-58,抗拉強度為470-550mpa,屈服強度為370-440mpa。
步驟p5:整形
將復燒坯在500mpa的壓強下進行全封閉模壓整形,所述整形速度為7件/分鐘。整形是為了糾正產(chǎn)品在燒結及復燒滲銅過程中產(chǎn)生的變形,提高產(chǎn)品的尺寸精度及一致性,是產(chǎn)品在尺寸精度上能夠滿足客戶的需求。
步驟p6:機加工
將經(jīng)過步驟p5得到的毛坯通過機加工精車。
步驟p7:去毛刺拋光
用螺旋振動研磨拋光的方法去除產(chǎn)品外觀的毛刺、雜志等,使其表面光亮、清潔。拋光所加磨料為100公斤氧化鋯研磨棒,100公斤高鋁瓷菱形磨料及光亮劑、研磨膏及5公斤水。
步驟p8:清洗及防銹
將拋光去毛刺后的產(chǎn)品在連續(xù)式網(wǎng)帶超聲波清洗、防銹油噴涂一體機中清洗防銹,提高產(chǎn)品的外觀及防銹性能,得到成品。
實施例4
按如下質量百分比取料:預合金粉末75%、、石墨0.7%、微粉蠟0.55%、銅粉2%、鎳粉2.5%、余量為二次還原鐵粉。其中預合金粉末由如下質量百分含量的物質組成:鉬1.25%、鐵98.75%;本發(fā)明在混料過程中加入微量的微粉蠟以助于模壓成型與脫模,預合金粉末以現(xiàn)有成熟制備方法以牌號為lap100.29的水霧化鐵粉為基本材料,添加其他合金元素,經(jīng)混合、擴散處理、破碎、篩分后得到。具體制造平衡從動齒輪盤的方法如下:
步驟p1:混料
將預合金粉末、二次還原鐵粉、石墨粉、微粉蠟、銅粉、鎳粉分別按上述比例稱好重量,按二次還原鐵粉、預合金粉末、銅粉、鎳粉、石墨粉、微粉蠟的順序依次加入雙運動混料機混合60分鐘,混合好的粉末靜置66小時。將混合好的粉末靜置66小時是讓混合好的物料充分穩(wěn)定,防止在送料過程中產(chǎn)生合金元素偏析的現(xiàn)象。
步驟p2:模壓成型
將p1混合好靜置結束的成品粉末輸送到壓機料斗中,通過壓機自動送料機構將物料送人模具型腔中,在650mpa的壓強下模壓成型得到壓坯,所述模壓成型速度為4個/分鐘。壓坯密度為7.1g/cm3。
步驟p3:燒結
將p2模壓成型得到的壓坯通過網(wǎng)帶燒結爐進行三段燒結,一個預熱段溫度為800oc,兩個燒結段的溫度分別為1120oc、1120oc;所述三段燒結的網(wǎng)速為42mm/分鐘,保護氣氛為70%的氮氣和30%的氫氣,氮氣的進氣量為6m3/h,進口壓力為0.12mpa,氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm,所述三段的燒結時間為51分鐘,燒結好的產(chǎn)品為燒結坯。燒結坯的硬度為hra50-58,抗拉強度為550-630mpa。采用分段燒結可在低溫段緩慢充分的去除壓坯中的微粉蠟,避免微粉蠟在高溫強烈分解使坯體產(chǎn)生大的氣泡,采用分段燒結亦可使碳、銅、鎳、鉬等元素滲入鐵粉顆粒結構中,形成合金或產(chǎn)生固溶強化,起到改善產(chǎn)品的綜合性能的作用,使得生產(chǎn)的平衡從動齒輪盤的抗沖擊性能及其他綜合性能優(yōu)異。
步驟p4:復燒滲銅
將絲徑2mm,直徑30mm的紫銅環(huán)置于p3燒結得到的燒結坯上,對燒結坯進行復燒滲銅;將燒結坯通過網(wǎng)帶燒結爐進行三段燒結,一個預熱段溫度為950oc,兩個燒結段的溫度分別為1090oc、1100oc;所述三段燒結的網(wǎng)速為50mm/分鐘,保護氣氛為75%的氮氣和25%的氫氣,氮氣的進氣量為7m3/h,進口壓力為0.12mpa,氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm,所述三段的燒結時間為45分鐘。燒結坯進行復燒滲銅是為了進一步提高產(chǎn)品的抗沖擊韌性及其他力學性能,復燒滲銅后的產(chǎn)品硬度為hra53-58,抗拉強度為580-650mpa,屈服強度為430-500mpa。
步驟p5:整形
將復燒坯在530mpa的壓強下進行全封閉模壓整形,所述整形速度為5件/分鐘。整形是為了糾正產(chǎn)品在燒結及復燒滲銅過程中產(chǎn)生的變形,提高產(chǎn)品的尺寸精度及一致性,是產(chǎn)品在尺寸精度上能夠滿足客戶的需求。
步驟p6:機加工
將經(jīng)過步驟p5得到的毛坯通過機加工精車。
步驟p7:去毛刺拋光
用螺旋振動研磨拋光的方法去除產(chǎn)品外觀的毛刺、雜志等,使其表面光亮、清潔。拋光所加磨料為100公斤氧化鋯研磨棒,100公斤高鋁瓷菱形磨料及光亮劑、研磨膏及5公斤水。
步驟p8:清洗及防銹
將拋光去毛刺后的產(chǎn)品在連續(xù)式網(wǎng)帶超聲波清洗、防銹油噴涂一體機中清洗防銹,提高產(chǎn)品的外觀及防銹性能,得到成品。
實施例5
按如下質量百分比取料:預合金粉末80%、石墨0.8%、微粉蠟0.5%、銅粉4%、鎳粉2.5%、余量為二次還原鐵粉。其中預合金粉末由如下質量百分含量的物質組成:鉬1.5%、鐵98.5%;本發(fā)明在混料過程中加入微量的微粉蠟以助于模壓成型與脫模,預合金粉末以現(xiàn)有成熟制備方法以牌號為lap100.29的水霧化鐵粉為基本材料,添加其他合金元素,經(jīng)混合、擴散處理、破碎、篩分后得到。具體制造平衡從動齒輪盤的方法如下:
步驟p1:混料
將預合金粉末、二次還原鐵粉、石墨粉、微粉蠟、銅粉、鎳粉分別按上述比例稱好重量,按二次還原鐵粉、預合金粉末、銅粉、鎳粉、石墨粉、微粉蠟的順序依次加入雙運動混料機混合55分鐘,混合好的粉末靜置52小時。將混合好的粉末靜置52小時是讓混合好的物料充分穩(wěn)定,防止在送料過程中產(chǎn)生合金元素偏析的現(xiàn)象。
步驟p2:模壓成型
將p1混合好靜置結束的成品粉末輸送到壓機料斗中,通過壓機自動送料機構將物料送人模具型腔中,在635mpa的壓強下模壓成型得到壓坯,所述模壓成型速度為4個/分鐘。壓坯密度為7.08g/cm3。
步驟p3:燒結
將p2模壓成型得到的壓坯通過網(wǎng)帶燒結爐進行三段燒結,一個預熱段溫度為800oc,兩個燒結段的溫度分別為1110oc、1120oc;所述三段燒結的網(wǎng)速為42mm/分鐘,保護氣氛為70%的氮氣和30%的氫氣,氮氣的進氣量為6m3/h,進口壓力為0.12mpa,氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm,所述三段的燒結時間為51分鐘,燒結好的產(chǎn)品為燒結坯。燒結坯的硬度為hra52-58,抗拉強度為530-610mpa。采用分段燒結可在低溫段緩慢充分的去除壓坯中的微粉蠟,避免微粉蠟在高溫強烈分解使坯體產(chǎn)生大的氣泡,采用分段燒結亦可使碳、銅、鎳、鉬等元素滲入鐵粉顆粒結構中,形成合金或產(chǎn)生固溶強化,起到改善產(chǎn)品的綜合性能的作用,使得生產(chǎn)的平衡從動齒輪盤的抗沖擊性能及其他綜合性能優(yōu)異。
步驟p4:復燒滲銅
將絲徑2mm,直徑30mm的紫銅環(huán)置于p3燒結得到的燒結坯上,對燒結坯進行復燒滲銅;將燒結坯通過網(wǎng)帶燒結爐進行三段燒結,一個預熱段溫度為950oc,兩個燒結段的溫度分別為1095oc、1105oc;所述三段燒結的網(wǎng)速為50mm/分鐘,保護氣氛為75%的氮氣和25%的氫氣,氮氣的進氣量為7m3/h,進口壓力為0.12mpa,氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm,所述三段的燒結時間為45分鐘。燒結坯進行復燒滲銅是為了進一步提高產(chǎn)品的抗沖擊韌性及其他力學性能,復燒滲銅后的產(chǎn)品硬度為hra53-58,抗拉強度為570-650mpa,屈服強度為420-500mpa。
步驟p5:整形
將復燒坯在520mpa的壓強下進行全封閉模壓整形,所述整形速度為6件/分鐘。整形是為了糾正產(chǎn)品在燒結及復燒滲銅過程中產(chǎn)生的變形,提高產(chǎn)品的尺寸精度及一致性,是產(chǎn)品在尺寸精度上能夠滿足客戶的需求。
步驟p6:機加工
將經(jīng)過步驟p5得到的毛坯通過機加工精車。
步驟p7:去毛刺拋光
用螺旋振動研磨拋光的方法去除產(chǎn)品外觀的毛刺、雜志等,使其表面光亮、清潔。拋光所加磨料為100公斤氧化鋯研磨棒,100公斤高鋁瓷菱形磨料及光亮劑、研磨膏及5公斤水。
步驟p8:清洗及防銹
將拋光去毛刺后的產(chǎn)品在連續(xù)式網(wǎng)帶超聲波清洗、防銹油噴涂一體機中清洗防銹,提高產(chǎn)品的外觀及防銹性能,得到成品。
綜上所述,本發(fā)明的產(chǎn)品材料利用率高,機加工少,外形美觀,尺寸一致性好,充分體現(xiàn)了粉末冶金技術“少切削”、“組分調整簡便”的優(yōu)點。使用本發(fā)明的方法制造的平衡從動齒輪盤,可以節(jié)約原材料35%,簡化生產(chǎn)流程;該平衡從動齒輪盤抗沖擊韌性好,尺寸一致性高,使用壽命長,客戶裝配過程舒暢。本發(fā)明的粉末冶金復合材料既保證了產(chǎn)品使用所需的綜合力學性能,又極大的降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。