專利名稱：一種粉末冶金凸輪軸及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于粉末冶金技術領域，特別涉及一種粉末冶金凸輪軸及其制備方法。
背景技術：
中空凸輪軸具有質(zhì)量輕、可柔性設計和加工、耐磨性好等優(yōu)點，目前廣泛應用于汽車、摩托車等發(fā)動機。傳統(tǒng)的凸輪軸一般采用鑄造、輥鍛等工藝制成毛坯，然后再進行表面淬火處理、車削加工、磨削加工制備凸輪軸。采用常規(guī)粉末冶金制備的凸輪片由于存在密度低、沖擊韌性差等缺點。專利CN87106724A、89100972.8公開了一種中空凸輪軸，利用內(nèi)高壓方式使得管發(fā)生塑性變形和外面處于彈性變形的凸輪、軸承座圈、齒輪等零件組裝成中空凸輪軸。專利94194271.6公開了一種單體凸輪軸，采用內(nèi)高壓成形的方法將管成形為中空凸輪軸，提高熱處理對凸輪部分進行加工，最大限度的減重。專利200810045999.6公開了一種粉末冶金凸輪軸的成分及制備工藝，將粉末冶金凸輪片在960°C預燒，然后裝配在普通鋼管上，再進行1140°C燒結(jié)，制備成粉末冶金凸輪軸。此外資料介紹，在鋼管上開鍵槽用來定位凸輪片，保證凸輪片的相位角，但是需要保證鍵槽處的最小壁厚滿足強度要求，導致鋼管的厚度增加，不利于凸輪軸減重，且相位角控制不夠準確。上述工藝分別存在生產(chǎn)成本較高、效率低、減重較小等不足。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，而提出一種粉末冶金凸輪軸及其制備方法。本發(fā)明提供的一種粉末冶金凸輪軸，其特征在于，所述粉末冶金凸輪軸是在異形基體管表面覆上粉末冶金凸輪片。所述粉末冶金凸輪軸的異形基體管采用壓力加工方法制備。所述粉末冶金凸輪軸的基體管材質(zhì)可以為鋼鐵、鎳、鈦、銅、鋁或上述至少兩種的
I=1-Wl O所述粉末冶金凸輪片可以為鐵基粉末冶金材料、鈦基粉末冶金材料、鎳基粉末冶金材料、硬質(zhì)合金等，其厚度可以為0.5 50_。本發(fā)明還提供上述粉末冶金凸輪軸的制備方法，該方法包括如下步驟:將粉末冶金凸輪片壓坯或粉末冶金凸輪片與異形基體管裝配在一起進行燒結(jié)焊、釬焊、氬弧焊或激光焊，制備成粉末冶金凸輪軸，燒結(jié)焊工藝:溫度為1000 1500°C，時間為10 120分鐘，釬焊工藝為:溫度為500 1100°C、時間為20 120分鐘，燒結(jié)焊或釬焊氣氛為氫氣、分解
氨或真空等氣氛。粉末冶金凸輪片壓坯經(jīng)燒結(jié)獲得粉末冶金凸輪片，燒結(jié)工藝為:1000 1500°C，10 120分鐘，氫氣、分解氨或真空氣氛下進行燒結(jié)。上述方法中，所述粉末冶金凸輪片的內(nèi)孔與異型管凸起部位形狀基本一致，間隙控制在0.05 2.0mm范圍內(nèi)。本發(fā)明的有益效果:采用粉末冶金、壓力加工和焊接等工藝結(jié)合起來，采用異形管可以精確的控制粉末冶金凸輪片的相位角在0.1 5°范圍內(nèi)，大大提高相位精度、減少加工余量、提高生產(chǎn)效率，制備出具有質(zhì)量輕、耐磨性好、成本低的粉末冶金凸輪軸。
圖1是本發(fā)明異型管的結(jié)構示意圖(a)及剖視圖(b)；圖2是粉末冶金凸輪片的截面圖；圖3是粉末冶金凸輪軸的結(jié)構示意圖(a)及剖視圖(b)。
具體實施例方式本發(fā)明提出一種粉末冶金凸輪軸及其制備方法，包括粉末冶金、燒結(jié)焊、釬焊、氬弧焊、激光焊等方法，圖3所示的粉末冶金凸輪軸的結(jié)構示意圖及剖視圖，在異形基體管覆上粉末冶金凸輪片。下面的實施例可以使本專業(yè)技術人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。實施例1將025x3x13mm的45#鋼管，進行表面噴砂除銹、除油、清洗等處理后，將鋼
管放置在特定的模具內(nèi)，采用內(nèi)高壓成形方法將鋼管漲成帶弧形凸起的異型管。采用Fe-Cr-Mo-S1-P-C化學成分的混合粉末在600MPa下進行壓制成內(nèi)孔比鋼管弧形凸起尺寸大0.1mm的凸輪片，然后將鋼管和凸輪片生坯組裝在一起，在溫度為1120°C、時間為30分鐘、氫氣氣氛下進行燒結(jié)焊，制備出粉末冶金凸輪軸。實施例2采用Fe-Cr-Mo-S1-P-C化學成分的混合粉末在600MPa下進行壓制成內(nèi)孔025.2x4 mm的凸輪片，在溫度為1120°C、時間為30分鐘、分解氨氣氛下進行燒結(jié)，制備出粉末冶金凸輪片。將025x2x400mm的16Mn鋼管，進行表面噴砂除銹、除油、清洗等處理，采用內(nèi)高壓成形方法將鋼管漲成帶弧形凸起的異型管，然后將鋼管和粉末冶金凸輪片組裝在一起，采用激光焊接，制備出粉末冶金凸輪軸。實施例3將上述的鋼管和粉末冶金凸輪片組裝在一起，采用0.03mm厚度的AgCuSn釬料，溫度為800 840°C、時間為20分鐘、在分解氨氣氛下進行釬焊，制備出粉末冶金復合凸輪軸。實施例4將YG12(WC Col2)的硬質(zhì)合金加工替換實施例2中所述粉末冶金凸輪片，然后與加工處理后的鋼管組裝在一起，中間放置0.03mm的AgCu28釬料，在溫度為830 850°C、時間為20分鐘、真空下進行釬焊，制備出粉末冶金復合凸輪軸。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種粉末冶金凸輪軸，其特征在于，所述粉末冶金凸輪軸是在異形基體管表面覆上粉末冶金凸輪片。
2.根據(jù)權利要求1所述的粉末冶金凸輪軸，其特征在于，所述粉末冶金凸輪軸的異形基體管采用壓力加工方法制備。
3.根據(jù)權利要求1所述的粉末冶金凸輪軸，其特征在于，所述粉末冶金凸輪軸的基體管材質(zhì)為鋼鐵、鎳、鈦、銅、鋁或上述至少兩種的合金。
4.根據(jù)權利要求1所述的粉末冶金凸輪軸，其特征在于，所述粉末冶金凸輪片為鐵基粉末冶金材料、鈦基粉末冶金材料、鎳基粉末冶金材料或硬質(zhì)合金。
5.根據(jù)權利要求1所述的粉末冶金凸輪軸，其特征在于，所述粉末冶金凸輪片厚度為0.5 50mmo
6.權利要求1至5任意一個權利要求所述的粉末冶金凸輪軸的制備方法，該方法包括如下步驟:將粉末冶金凸輪片壓坯或粉末冶金凸輪片與異形基體管裝配在一起進行燒結(jié)焊、釬焊、氬弧焊或激光焊，制備成粉末冶金凸輪軸，燒結(jié)焊工藝:溫度為1000 1500°C，時間為10 120分鐘，釬焊工藝為:溫度為500 1100°C、時間為20 120分鐘，燒結(jié)焊或釬焊氣氛為氫氣、分解氨或真空氣氛。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于:所述粉末冶金凸輪片的內(nèi)孔與異型管凸起部位形狀基本一致，間隙控制在0.05 2.0mm范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于:粉末冶金凸輪片壓坯經(jīng)燒結(jié)獲得粉末冶金凸輪片，燒結(jié)工藝為:1000 1500°C，10 120分鐘，氫氣、分解氨或真空氣氛下進行燒結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于粉末冶金技術領域的一種粉末冶金凸輪軸及其制備方法。所述粉末冶金凸輪軸是在異形基體管表面覆上粉末冶金凸輪片。將粉末冶金凸輪片壓坯或粉末冶金凸輪片與異形基體管裝配在一起進行燒結(jié)焊、釬焊、氬弧焊或激光焊，制備成粉末冶金凸輪軸。采用粉末冶金、壓力加工和焊接等工藝結(jié)合起來，采用異形管可以精確的控制粉末冶金凸輪片的相位角在0.1～5°范圍內(nèi)，大大提高相位精度、減少加工余量、提高生產(chǎn)效率，制備出具有質(zhì)量輕、耐磨性好、成本低的粉末冶金凸輪軸。
文檔編號F01L1/047GK103184908SQ20111044504
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權日2011年12月27日
發(fā)明者王林山, 汪禮敏, 董小江, 穆艷茹, 陳鵬 申請人:北京有色金屬研究總院, 有研粉末新材料(北京)有限公司