專利名稱:一種粉末冶金轎車鏈輪及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種轎車鏈輪及其制備方法,特別是一種粉末冶金轎 車鏈輪及其制備方法。
背景技術(shù):
由于粉末冶金燒結(jié)制品具有耐蝕性、耐磨性、精度高、強(qiáng)度高、 生產(chǎn)成本低、易于批量生產(chǎn)、整體性好等優(yōu)點(diǎn),所以廣泛應(yīng)用。但因 粉末冶金制品工藝的特殊性,其基體有許多縫隙,淬火時(shí)容易產(chǎn)生裂 紋,特別在齒根部,所以加工困難。但經(jīng)過檢索,目前在轎車上所用 的鏈輪仍為鋼材機(jī)加工產(chǎn)品,未見采用粉末冶金制備轎車用鏈輪的報(bào) 道,其結(jié)構(gòu)由鏈輪本體、齒及軸孔構(gòu)成,其軸孔為圓形,其鏈輪本體 為一整片體。采用機(jī)加工工藝生產(chǎn)的轎車用鏈輪的不足之處在于其比 重大,與軸裝配固定不牢固、不穩(wěn)定,且生產(chǎn)成本高、耐磨性差,影 響使用壽命。從目前使用的轎車鏈輪看,在鏈輪的本體上未加拋油結(jié) 構(gòu),因此,也影響轎車鏈輪的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種比重小、與轉(zhuǎn)動(dòng)軸容易穩(wěn)定固定、生 產(chǎn)成本低、耐磨性能好、且?guī)в袙佊徒Y(jié)構(gòu)的粉末冶金轎車鏈輪。
本發(fā)明的另一 目的在于提供一種如上所述的粉末冶金轎車鏈輪 制備方法。
為達(dá)到以上目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是該粉末冶金轎車鏈輪,由鏈輪本體、齒構(gòu)成,其特征在于在鏈輪本體的兩個(gè)側(cè)面分別 設(shè)有外直徑相同的圓形凸臺(tái),在一個(gè)側(cè)面的圓形凸臺(tái)的中心設(shè)鎖定D
形軸孔,在鎖定D形軸孔與車軸花鍵相對(duì)的一側(cè)內(nèi)壁上設(shè)"U"形
花鍵槽,在鏈輪本體的另一個(gè)側(cè)面的圓形凸臺(tái)的中心設(shè)中心圓軸孔, 在兩個(gè)側(cè)面的圓形凸臺(tái)的周壁外側(cè)繞有拋油環(huán),并在兩個(gè)圓形凸臺(tái)的 表面上分別焊接上封環(huán),使圓形凸臺(tái)與相應(yīng)的拋油環(huán)之間形成密封油
腔;所述的鏈輪本體、齒、及其鎖定D形軸孔、"U"形花鍵槽、中 心圓軸孔均采用粉末冶金原料一次燒結(jié)成一整體。本發(fā)明還通過如下 措施實(shí)施所述的拋油環(huán)為GCrl5鋼材制作;所述的封環(huán)采用優(yōu)質(zhì) 碳素鋼片制作;所述的帶有鎖定D形軸孔的一面的圓形凸臺(tái)的高度 為3.56mm,鎖定D形軸孔的口沿高出圓形凸臺(tái)表面的高度為 1.55mm,與封環(huán)的厚度一致,當(dāng)封環(huán)焊接在鎖定D形軸孔的口沿外 側(cè)的圓形凸臺(tái)表面上時(shí),其表面為平面,圓形凸臺(tái)的外直徑為 34.375mm,鎖定D形軸孔內(nèi)直徑為20.05mm,鎖定D形軸孔的深度 至鏈輪本體的中心點(diǎn)處,鎖定D形軸孔的口沿外直徑為26mm, " U " 形花鍵槽的槽寬為15.1mm, "U"形花鍵槽的底部至鎖定D形軸孔 的中心距離為8.45mm;所述的帶有中心圓軸孔的一面的圓形凸臺(tái)的 高度為3.71mm,中心圓軸孔的直徑為10mm;齒的厚度為3.24mm, 齒頂圓直徑49.5mm,齒根圓直徑41mm;拋油環(huán)的外直徑為41.8mm, 內(nèi)直徑為38.1mm;封環(huán)的外直徑為42mm,內(nèi)直徑為26mm,內(nèi)直 徑與鎖定D形軸孔的口沿外直徑一致;以上各尺寸的尺寸誤差《 0.05腿。如上所述的粉末冶金轎車鏈輪制備方法,其特征在于它是由如下 步驟完成的 (一)配料及原材料的選用
鏈輪本體、齒選用粉末冶金原料,各原料的重量百分配比為銅
粉占1-5%、鎳粉占1-3%、石墨粉占0.5-0.8%、鉬粉占0.5-2.5%、鐵 粉占88.7-97.0%;拋油環(huán)選用GCrl5鋼材制作;封環(huán)選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼 片制作;在本配比中,加入銅粉、鎳粉、鉬粉主要是為了提高粉末冶 金轎車鏈輪的強(qiáng)度及淬火性能,其所加入比例范圍是經(jīng)過多次試驗(yàn)而 確定的;
(二)混粉
將按上述重量配比稱取的銅粉、鎳粉、石墨粉、鉬粉、鐵粉采用雙 錐形混料機(jī)混合均勻,混粉時(shí)間為55-65分鐘,作為壓制齒輪本體、 齒的粉末冶金混合粉料; (三)壓制
將壓制齒輪本體、齒的粉末冶金混合粉料按制備一個(gè)齒輪本體和齒 的用量,放入按該轎車鏈輪樣式的壓模內(nèi),采用全自動(dòng)分體式多級(jí)浮 動(dòng)模架,在YT250t的全自動(dòng)液壓機(jī)上,通過多級(jí)浮動(dòng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移 粉,壓制成毛坯,壓制的壓力為8T/cm2,通過多級(jí)浮動(dòng)移粉,在相 同的壓力下,使壓制的齒輪本體密度為6.8-7.2g/cm3,齒部的密度〉 7.1g/cm3,維氏硬度為350-500; (四)燒結(jié)
將毛坯放入高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)燒結(jié),燒結(jié)溫度控制在1170-1180。C范圍內(nèi),保溫2-4小時(shí);
(五) 整形
對(duì)燒結(jié)后的毛坯,用整形機(jī)對(duì)其齒部、齒的兩側(cè)、鎖定D形軸孔 進(jìn)行整形,以保證端跳;
(六) 機(jī)加工通過機(jī)加工,使齒厚保證為3mm,誤差為士0.10mm, "U"形花鍵槽的深度誤差為土0.05mm;
(七) 去毛剌用鋼絲輪去毛刺,用超聲波清洗機(jī)清洗,提高光潔度, 形成R角,無尖角;
(八) 熱處理 采用網(wǎng)帶爐或淬火爐進(jìn)行淬火處理; (九)焊接封環(huán)
對(duì)經(jīng)過熱處理成型的齒輪本體,再將拋油環(huán)套裝在圓形凸臺(tái)的外 側(cè),蓋上封環(huán),采用專用的對(duì)焊機(jī)進(jìn)行對(duì)焊,將封環(huán)與圓形凸臺(tái)及拋 油環(huán)固定為一體,即為成品。
通過本發(fā)明生產(chǎn)的粉末冶金轎車鏈輪,在高溫疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行 試驗(yàn),各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到轎車鏈輪的使用要求,并優(yōu)于現(xiàn)有轎車使 用的鏈輪。
本發(fā)明的有益效果在于該粉末冶金轎車鏈輪及其制備方法,由于 齒輪本體及齒和軸孔不僅為一次成型,而且具有耐磨、耐蝕、整體性 好的優(yōu)點(diǎn);還具有容易安裝、固定穩(wěn)定、比重輕、精度高、易于批量 生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn);由于加設(shè)了拋油環(huán)密封結(jié)構(gòu),可使油不斷侵入齒部,具 有良好的潤(rùn)滑性能,特別適用于轎車鏈輪。
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)俯視示意圖。 圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)仰視示意圖。
圖3為本發(fā)明沿圖1A—A剖視示意圖。 圖4為本發(fā)明拋油環(huán)俯視示意圖。 圖5為本發(fā)明封環(huán)俯視示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖1、 2、 3、 4、 5制作本發(fā)明。該粉末冶金轎車鏈輪,由 鏈輪本體1、齒2構(gòu)成,其特征在于在鏈輪本體1的兩個(gè)側(cè)面分別設(shè) 有外直徑相同的圓形凸臺(tái)3、 3',在一個(gè)側(cè)面的圓形凸臺(tái)3的中心 設(shè)鎖定D形軸孔4,在鎖定D形軸孔4與車軸花鍵相對(duì)的一側(cè)內(nèi)壁 上設(shè)"U "形花鍵槽5,在鏈輪本體1的另一個(gè)側(cè)面的圓形凸臺(tái)3' 的中心設(shè)中心圓軸孔6,在兩個(gè)側(cè)面的圓形凸臺(tái)3、 3'的周壁外側(cè)分 別繞有拋油環(huán)7,并在兩個(gè)圓形凸臺(tái)3、3'的表面上分別焊接上封環(huán) 8,使圓形凸臺(tái)3、 3'與相應(yīng)的拋油環(huán)7之間形成密封油腔;所述的 鏈輪本體l、齒2、及其鎖定D形軸孔4、 "U"形花鍵槽5、中心圓 軸孔6均采用粉末冶金原料一次燒結(jié)成一整體。本發(fā)明還通過如下措 施實(shí)施所述的拋油環(huán)7為GCrl5鋼材制作;所述的封環(huán)8采用優(yōu) 質(zhì)碳素鋼片制作;所述的帶有鎖定D形軸孔4的一面的圓形凸臺(tái)3 的高度為3.56mm,鎖定D形軸孔4的口沿高出圓形凸臺(tái)3表面的高 度為1.55mm,與封環(huán)8的厚度一致,當(dāng)封環(huán)8焊接在鎖定D形軸孔 4的口沿外側(cè)的圓形凸臺(tái)3表面上時(shí),其表面為平面,圓形凸臺(tái)3的外直徑為34.375mm,鎖定D形軸孔4內(nèi)直徑為20.05mm,鎖定D形 軸孔4的深度至鏈輪本體的中心點(diǎn)處,鎖定D形軸孔4的口沿外直 徑為26mm, " U "形花鍵槽5的槽寬為15.1mm, " U "形花鍵槽5 的底部至鎖定D形軸孔4的中心距離為8.45mm;所述的帶有中心圓 軸孔6的一面的圓形凸臺(tái)3'的高度為3.71mm,中心圓軸孔6的直 徑為10mm;齒2的厚度為3.24mm,齒頂圓直徑49.5mm,齒根圓直 徑41mm;拋油環(huán)7的外直徑為41.8mm,內(nèi)直徑為38.1mm;封環(huán)8 的外直徑為42mm,內(nèi)直徑為26mm,內(nèi)直徑與鎖定D形軸孔4的口 沿外直徑一致;以上各尺寸的尺寸誤差《0.05mm。 實(shí)施例1
按照附圖l、 2、 3、 4、 5生產(chǎn)粉末冶金轎車鏈輪,其生產(chǎn)步驟如 下
(一)配料及原材料的選用
鏈輪本體、齒選用粉末冶金原料,各原料的重量百分配比為銅 粉占3%、鎳粉占2%、石墨粉占0.6%、鉬粉占1.5%、鐵粉占92.9%; 拋油環(huán)7選用GCrl5鋼材制作;封環(huán)8選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼片制作; (二)混粉
將按上述重量配比稱取的銅粉、鎳粉、石墨粉、鉬粉、鐵粉采用雙 錐形混料機(jī)混合均勻,混粉時(shí)間為60分鐘,作為壓制齒輪本體、齒 的粉末冶金混合粉料; (三)壓制
將壓制齒輪本體、齒的粉末冶金混合粉料按制備一個(gè)齒輪本體和齒的用量,放入按該轎車鏈輪樣式的壓模內(nèi),采用全自動(dòng)分體式多級(jí)浮動(dòng)模架,在YT250t的全自動(dòng)液壓機(jī)上,通過多級(jí)浮動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移粉, 壓制成毛坯,壓制的壓力為8T/cm2,通過多級(jí)浮動(dòng)移粉,在相同的 壓力下,使壓制的齒輪本體密度為7.0g/cm^齒部的密度為7.2g/cm3, 維氏硬度為420;(四) 燒結(jié)將毛坯放入高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)燒結(jié),燒結(jié)溫度為1175。C,保溫3小時(shí);(五) 整形對(duì)燒結(jié)后的毛坯,用整形機(jī)對(duì)其齒部、齒的兩側(cè)、鎖定D形軸孔 進(jìn)行整形,以保端跳;(六) 機(jī)加工對(duì)齒的厚度進(jìn)行機(jī)加工,保證齒厚為3士0.10mm,對(duì) 鎖定D形軸孔上的"U"槽深度精加工,保證"U"槽深度的誤差為 士0.05mm;(七) 去毛刺-用鋼絲輪去毛剌,用超聲波清洗機(jī)進(jìn)行清洗,提高光潔度,使齒為 R角,無尖角;(八) 熱處理 用網(wǎng)帶爐進(jìn)行淬火處理; (九)焊接封環(huán)對(duì)經(jīng)過熱處理成型的齒輪本體,再將拋油環(huán)套裝在圓形凸臺(tái)的外 側(cè),蓋上封環(huán),用專用的對(duì)焊機(jī)進(jìn)行對(duì)焊接,將封環(huán)與圓形凸臺(tái)及拋 油環(huán)固定為一體,即為成品。通過本發(fā)明生產(chǎn)的粉末冶金轎車鏈輪,在高溫疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行 試驗(yàn),各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到轎車鏈輪的使用要求,并優(yōu)于現(xiàn)有轎車使用的鏈輪,在批量生產(chǎn)中,通過隨機(jī)抽樣抽檢100件,合格率為99
權(quán)利要求
1、一種粉末冶金轎車鏈輪,由鏈輪本體(1)、齒(2)構(gòu)成,其特征在于在鏈輪本體(1)的兩個(gè)側(cè)面分別設(shè)有外直徑相同的圓形凸臺(tái)(3、3′),在一個(gè)側(cè)面的圓形凸臺(tái)(3)的中心設(shè)鎖定D形軸孔(4),在鎖定D形軸孔(4)與車軸花鍵相對(duì)的一側(cè)內(nèi)壁上設(shè)“∪”形花鍵槽(5),在鏈輪本體(1)的另一個(gè)側(cè)面的圓形凸臺(tái)(3′)的中心設(shè)中心圓軸孔(6),在兩個(gè)側(cè)面的圓形凸臺(tái)(3、3′)的周壁外側(cè)分別繞有拋油環(huán)(7),并在兩個(gè)圓形凸臺(tái)(3、3′)的表面上分別焊接上封環(huán)(8);所述的鏈輪本體(1)、齒(2)、及其鎖定D形軸孔(4)、“∪”形花鍵槽(5)、中心圓軸孔(6)均采用粉末冶金原料一次燒結(jié)成一整體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金轎車鏈輪,其特征在于所述 的帶有鎖定D形軸孔(4)的一面的圓形凸臺(tái)(3)的高度為3.56mm, 鎖定D形軸孔(4)的口沿高出圓形凸臺(tái)(3)表面的高度為1.55mm, 與封環(huán)(8)的厚度一致,圓形凸臺(tái)(3)的外直徑為34.375mm,鎖 定D形軸孔(4)內(nèi)直徑為20.05mm,鎖定D形軸孔(4)的深度至 鏈輪本體的中心點(diǎn)處,鎖定D形軸孔(4)的口沿外直徑為26mm,"U "形花鍵槽(5)的槽寬為15.1mm, " U "形花鍵槽(5)的底部 至鎖定D形軸孔(4)的中心距離為8.45mm;所述的帶有中心圓軸 孔(6)的一面的圓形凸臺(tái)(3')的高度為3.71mm,中心圓軸孔(6) 的直徑為10mm;齒(2)的厚度為3.24mm,齒頂圓直徑49.5mm, 齒根圓直徑41mm;拋油環(huán)(7)的外直徑為41.8mm,內(nèi)直徑為38.1mm;封環(huán)(8)的外直徑為42mm,內(nèi)直徑為26mm,內(nèi)直徑與鎖定D形 軸孔(4)的口沿外直徑一致。
3、 一種如上所述的粉末冶金轎車鏈輪制備方法,其特征在于它 是由如下步驟完成的.-(一)配料及原材料的選用鏈輪本體、齒選用粉末冶金原料,各原料的重量百分配比為銅 粉占1-5%、鎳粉占1-3%、石墨粉占0.5-0.8%、鉬粉占0.5-2.5%、鐵 粉占88.7-97.0%;拋油環(huán)選用GCrl5鋼材制作;封環(huán)選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼 片制作;(二)混粉將按上述重量配比稱取的銅粉、鎳粉、石墨粉、鉬粉、鐵粉采用雙 錐形混料機(jī)混合均勻,混粉時(shí)間為55-65分鐘,作為壓制齒輪本體、 齒的粉末冶金混合粉料; (三)壓制將壓制齒輪本體、齒的粉末冶金混合粉料按制備一個(gè)齒輪本體和齒 的用量,放入按該轎車鏈輪樣式的壓模內(nèi),采用全自動(dòng)分體式多級(jí)浮 動(dòng)模架,在YT250t的全自動(dòng)液壓機(jī)上,通過多級(jí)浮動(dòng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移 粉,壓制成毛坯,壓制的壓力為8T/cm2,通過多級(jí)浮動(dòng)移粉,在相 同的壓力下,使壓制的齒輪本體密度為6.8-7.2g/cm3,齒部的密度> 7.1g/cm3,維氏硬度為350-500;(四)燒結(jié)將毛坯放入高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)燒結(jié),燒結(jié)溫度控制在1170-118(TC范 圍內(nèi),保溫2-4小時(shí);(五) 整形對(duì)燒結(jié)后的毛坯,用整形機(jī)對(duì)其齒部、齒的兩側(cè)、鎖定D形軸孔 進(jìn)行整形,以保證端跳;(六) 機(jī)加工通過機(jī)加工,使齒厚保證為3mm,誤差為土0.10mm, "U"形花鍵槽的深度誤差為士0.05mm;(七) 去毛刺用鋼絲輪去毛刺,用超聲波清洗機(jī)清洗,提高光潔度, 形成R角,無尖角;(八) 熱處理采用網(wǎng)帶爐或淬火爐進(jìn)行淬火處理; (九)焊接封環(huán)對(duì)經(jīng)過熱處理成型的齒輪本體,再將拋油環(huán)套裝在圓形凸臺(tái)的外 側(cè),蓋上封環(huán),采用專用的對(duì)焊機(jī)進(jìn)行對(duì)焊,將封環(huán)與圓形凸臺(tái)及拋 油環(huán)固定為一體,即為成品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種粉末冶金轎車鏈輪及其制備方法,由鏈輪本體(1)、齒(2)構(gòu)成,其特征在于在鏈輪本體(1)在一個(gè)側(cè)面的圓形凸臺(tái)(3)的中心設(shè)鎖定D形軸孔(4),另一個(gè)側(cè)面的圓形凸臺(tái)(3′)的中心設(shè)中心圓軸孔(6),在圓形凸臺(tái)(3、3′)的周壁外側(cè)繞有拋油環(huán)(7),表面焊接上封環(huán)(8)。其制備方法為采用粉末冶金原料一次燒結(jié)成一整體。該方法生產(chǎn)的粉末冶金轎車鏈輪,不僅具有耐磨、耐蝕、整體性好的優(yōu)點(diǎn),還具有容易安裝、固定穩(wěn)定、比重輕、精度高、易于批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn);而且還具有良好的潤(rùn)滑性能,特別適用于轎車鏈輪。
文檔編號(hào)F16H55/30GK101275661SQ200810015989
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月14日
發(fā)明者呂元之, 吳兆花, 吳榮昌, 張應(yīng)波, 民 童 申請(qǐng)人:呂元之