CN103611925A - 全液压转向器定转子副的粉末冶金配方及制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全液压转向器定转子副的粉末冶金配方，其特征在于，采用重量百分数的如下组分：90.5-94.5%雾化铁粉、0.6-1.2%胶体石墨、1.0-4.0%电解铜、0.8-2.0%镍粉、0.5-2.0%钼粉、0.2-0.5%铬粉、0.1-0.6%硫化锰、0.3-0.7%微粉蜡和5-30mL锭子油/100kg。本发明还公开了所述全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，包括配料，搅粉，压制成型，烧结合金化，整形矫正形状，机加工以及蒸汽处理等步骤，本发明实现了材料成分配比科学、耐磨性好、易磨损、加工效率高、材料利用率高、加工精度高、防锈性能好等效果，完全能够满足市场要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉末冶金配方，具体涉及一种全液压转向器定转子副的粉末冶金配方，本发明还涉及全液压转向器定转子副的粉末冶金制造工艺，本发明属于粉末冶金技术领域。
背景技术
全液压转向器定转子副用于汽车发动机中，其形状结构如图1所示。现有的全液压转向器定转子副的转子和定子通常是通过钢材机加工的方法制成的。其存在材料成分固定、耐磨性差、加工效率低、材料利用率低、加工精度低、防锈性能差等缺点，不能满足市场要求。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种全液压转向器定转子副的粉末冶金配方及制造工艺。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
全液压转向器定转子副的粉末冶金配方，其特征在于，采用重量百分数的如下组分：90.5-94.5%雾化铁粉、0.6-1.2%胶体石墨、1.0-4.0%电解铜、0.8-2.0%镍粉、0.5-2.0%钼粉、0.2-0.5%铬粉、0.1-0.6%硫化锰、0.3-0.7%微粉蜡和5-30mL锭子油/100kg。
前述全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配料：按照所述配方进行配料；
（2）搅粉:将原料精确称量后倒入搅粉机搅拌30-60分钟，倒出后冷却进行下一道工序；
（3）压制成型:将搅拌好的原料装入粉末冶金压机的料斗，原料沿输粉管进入模腔，开始调机压制；
（4）烧结合金化：压制后的产品置于网带式烧结炉网带上，沿网带运动，从脱蜡区到烧结区，再到冷却区，然后产品出来；
（5）整形矫正形状：将设计好的专用整形模具安装在整形压机上，将烧结的产品浸油后放入整形模腔进行整形；
（6）机加工：按图纸对定子转子进行车削、倒角、打磨或去毛刺，达到成品图要求；
（7）蒸汽处理：将定子清洗烘干后进行蒸汽处理，然后浸油包装；转子无需蒸汽处理，直接浸油包装。
前述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤（4）中定子的烧结速度为55-65mm/min，转子的烧结速度为75-85mm/min。
前述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤（4）包括：所述烧结区依次由烧结一区，烧结二区，烧结三区，烧结四区，烧结五区，烧结六区构成，烧结区中的烧结温度：烧结一区560-620℃，烧结二区650-760℃，烧结三区850-960℃，烧结四区1100-1115℃，烧结五区1115-1120℃，烧结六区1105-1140℃，产品从烧结一区进入烧结区，从烧结六区离开烧结区。
前述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤（4）包括：冷却区依次由冷却一区和冷却二区构成，产品从冷却一区进入冷却区，从冷却二区离开冷却区，冷却一区水温40-80℃，冷却二区水温30-50℃。
前述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤（4）包括：炉体氮气3.5-4m3/h、分解氨气0.2-0.6m3/h、分解丙烷气0.02-0.12m3/h，冷却区氮气1.5-3m3/h、分解氨气0.05-0.12m3/h，炉尾氮气2.5-4m3/h。
前述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤（4）包括：定子的烧结速度为55-65mm/min，转子为75-85mm/min。
前述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤包括：蒸汽处理的温度为530-580℃，时间1.5-4小时。
前述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤（7）包括：定子和转子均浸入于R407油中。
本发明的有益之处在于：本发明通过将全液压转向器定转子副进行粉末冶金制造，实现了材料成分配比科学、耐磨性好、易磨损、加工效率高、材料利用率高、加工精度高、防锈性能好等效果，完全能够满足市场要求。
附图说明
图1是本发明全液压转向器定转子副的结构示意图。
图中附图标记的含义：
1、转子，2、定子。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍，但是本发明并不受以下实施例所限定。
实施例一：
（1）搅粉
按照产品需要的特定性能有目的地添加各种金属和非金属元素，使其成品能达到预期的机械性能。该产品要求尺寸精度高、韧性好、尺寸稳定性好、耐磨性强、防锈性能好。我们采用配方为：94.5%雾化铁粉，0.6%胶体石墨，1%电解铜，1.7%镍粉，0.5%钼粉，0.4%铬粉，0.6%硫化锰，0.7%微粉蜡和5毫升锭子油/100公斤。
将原料精确称量后倒入专用搅粉机搅拌30-60分钟，倒出后冷却1小时以后就可以进行下一道工序。
（2）压制成型
将设计好的定子2压制模具安装在300吨粉末冶金机械式压机上，再将搅拌好的原料装入料斗，原料沿输粉管进入模腔，开始调机压制。密度控制在6.95-7.25g/cm3。高度控制16.3-16.5mm。
将设计好的转子压制模具安装在100吨粉末冶金机械式压机上，再将搅拌好的原料装入料斗，原料沿输粉管进入模腔，开始调机压制。密度控制在6.95-7.25g/cm3。高度控制16.3-16.5mm。
（3）烧结合金化
利用粉末冶金专用网带式烧结炉烧结，将产品置于网带上，沿网带运动，从脱蜡区到烧结区，再到冷却区，然后产品出来。烧结区依次由烧结一区，烧结二区，烧结三区，烧结四区，烧结五区，烧结六区构成。烧结区中的烧结温度：烧结一区560-620℃，烧结二区650-760℃，烧结三区850-960℃，烧结四区1100-1115℃，烧结五区1115-1120℃，烧结六区1105-1140℃，产品从烧结一区进入烧结区，从烧结六区离开烧结区。冷却区依次由冷却一区和冷却二区构成，产品从冷却一区进入冷却区，从冷却二区离开冷却区。冷却一区水温40-80℃，冷却二区水温30-50℃。气氛控制：炉体氮气3.5-4m3/h、分解氨气0.2-0.6m3/h、分解丙烷气0.02-0.12m3/h，冷却区氮气1.5-3m3/h、分解氨气0.05-0.12m3/h，炉尾氮气2.5-4m3/h。烧结速度定子2为55-65mm/min，转子1为75-85mm/min。烧结后硬度达到HRB70-90，珠光体含量60%以上，渗碳体5%以下。
（4）整形矫正形状
将设计好的定子2整形模具安装在315吨油压机上，将烧结的定子2浸油后放入整形模腔进行整形。再将设计好的转子1整形模具安装在100吨油压机上，将烧结的转子1浸油后放入整形模腔进行整形。定子2转子1分别整形后确保顶隙0.05-0.08mm，并且运转灵活，整形后表面光滑无毛刺。
（5）机加工
按客户图纸对定子2进行机加工，分别车端面，外径倒角，车环形槽到图面尺寸，保证产品厚度16.1-16.2mm，端面对孔垂直度0.015以下，磨两端面保证产品厚度16-16.02mm，用刷毛刺机去毛刺。
按客户图纸对转子1进行机加工，分别车端面，内径倒角，保证产品厚度16.1-16.2mm，端面对孔垂直度0.015以下，磨两端面保证产品厚度15.975-15.985mm，用刷毛刺机去毛刺。
（6）蒸汽处理
将定子清洗烘干后用蒸汽处理炉进行蒸汽处理，温度530-580℃，时间1.5-4小时。蒸汽处理后保证产品颜色一致，无花斑，硬度达到HRB90-120。
然后浸油包装。转子无需蒸汽处理，直接浸油包装。作为优选，定子和转子均浸入于R407油中。
本实施例生产的产品如图1所示。与钢材机加工的方法制得的如图1所示的产品对比，本实施例的粉末冶金通过科学计算，添加了铜、镍、钼、硫化锰等特种元素，提高了产品机械性能，对制品的耐磨性、抗压抗拉强度、延长率等都有明显提高。此外还添加了铬这种金属元素，使得产品的防锈性能大大增强，优化了产品的材料成分配比，使得产品的使用寿命大大增强，经2000小时台架试验，45#材料磨损0.035-0.05mm，粉末冶金定子转子磨损0.015mm-0.025mm，耐磨性明显提高，经过防锈性能测试，添加了铬后，产品的防锈能力有了明显提高。本发明没有添加硫，因为研究发现，硫的添加会增加产品的磨损，影响使用寿命。采用粉末冶金工艺，是利用粉末冶金的耐磨性能，提高了定转子产品的耐磨性能。
经检测添加合金元素后所做试棒抗拉强度为817MPa，大于45钢抗拉强度（600Mpa）35%左右、顶隙缩小0.04mm左右、耐磨性增加，三种因数共同作用促使全液压转向器安全性能增加、使用寿命延长。
实施例二：
（1）搅粉
按照产品需要的特定性能有目的地添加各种金属和非金属元素，使其成品能达到预期的机械性能。该产品要求尺寸精度高、韧性好、尺寸稳定性好、耐磨性强、防锈性能好。我们采用配方为：90.5%雾化铁粉，1.2%胶体石墨，2.6%电解铜，2.0%镍粉，2.0%钼粉，0.5%铬粉，0.5%硫化锰，0.7%微粉蜡和30毫升锭子油/100公斤。
将原料精确称量后倒入专用搅粉机搅拌30-60分钟，倒出后冷却1小时以后就可以进行下一道工序。
（2）压制成型
将设计好的定子压制模具安装在300吨粉末冶金机械式压机上，再将搅拌好的原料装入料斗，原料沿输粉管进入模腔，开始调机压制。密度控制在6.95-7.25g/cm3。高度控制16.3-16.5mm。
将设计好的转子压制模具安装在100吨粉末冶金机械式压机上，再将搅拌好的原料装入料斗，原料沿输粉管进入模腔，开始调机压制。密度控制在6.95-7.25g/cm3。高度控制16.3-16.5mm。
（3）烧结合金化
利用粉末冶金专用网带式烧结炉烧结，将产品置于网带上，沿网带运动，从脱蜡区到烧结区，再到冷却区，然后产品出来。烧结区依次由烧结一区，烧结二区，烧结三区，烧结四区，烧结五区，烧结六区构成。烧结区中的烧结温度：烧结一区560-620℃，烧结二区650-760℃，烧结三区850-960℃，烧结四区1100-1115℃，烧结五区1115-1120℃，烧结六区1105-1140℃，产品从烧结一区进入烧结区，从烧结六区离开烧结区。冷却区依次由冷却一区和冷却二区构成，产品从冷却一区进入冷却区，从冷却二区离开冷却区。冷却一区水温40-80℃，冷却二区水温30-50℃。气氛控制：炉体氮气3.5-4m3/h、分解氨气0.2-0.6m3/h、分解丙烷气0.02-0.12m3/h，冷却区氮气1.5-3m3/h、分解氨气0.05-0.12m3/h，炉尾氮气2.5-4m3/h。烧结速度定子为55-65mm/min，转子为75-85mm/min。烧结后硬度达到HRB70-90，珠光体含量60%以上，渗碳体5%以下。
（4）整形矫正形状
将设计好的定子整形模具安装在315吨油压机上，将烧结的定子浸油后放入整形模腔进行整形。再将设计好的转子整形模具安装在100吨油压机上，将烧结的转子浸油后放入整形模腔进行整形。定子转子分别整形后确保顶隙0.05-0.08mm，并且运转灵活，整形后表面光滑无毛刺。
（5）机加工
按客户图纸对定子进行机加工，分别车端面，外径倒角，车环形槽到图面尺寸，保证产品厚度16.1-16.2mm，端面对孔垂直度0.015以下，磨两端面保证产品厚度16-16.02mm，用刷毛刺机去毛刺。
按客户图纸对转子进行机加工，分别车端面，内径倒角，保证产品厚度16.1-16.2mm，端面对孔垂直度0.015以下，磨两端面保证产品厚度15.975-15.985mm，用刷毛刺机去毛刺。
（6）蒸汽处理
将定子清洗烘干后用蒸汽处理炉进行蒸汽处理，温度530-580℃，时间1.5-4小时。蒸汽处理后保证产品颜色一致，无花斑，硬度达到HRB90-120。
然后浸油包装。转子无需蒸汽处理，直接浸油包装。作为优选，定子和转子均浸入于R407油中。
本实施例生产的产品如图1所示。与钢材机加工的方法制得的如图1所示的产品对比，本实施例的粉末冶金通过科学计算，添加了铜、镍、钼、硫化锰等特种元素，提高了产品机械性能，对制品的耐磨性、抗压抗拉强度、延长率等都有明显提高。此外还添加了铬这种金属元素，使得产品的防锈性能大大增强，优化了产品的材料成分配比，使得产品的使用寿命大大增强，经2000小时台架试验，45#材料磨损0.035-0.05mm，粉末冶金定子转子磨损0.015mm-0.025mm，耐磨性明显提高，经过防锈性能测试，添加了铬后，产品的防锈能力有了明显提高。本发明没有添加硫，因为研究发现，硫的添加会增加产品的磨损，影响使用寿命。采用粉末冶金工艺，是利用粉末冶金的耐磨性能，提高了定转子产品的耐磨性能。
经检测添加合金元素后所做试棒抗拉强度为817MPa，大于45钢抗拉强度（600Mpa）35%左右、顶隙缩小0.04mm左右、耐磨性增加，三种因数共同作用促使全液压转向器安全性能增加、使用寿命延长。
实施例三：
（1）搅粉
按照产品需要的特定性能有目的地添加各种金属和非金属元素，使其成品能达到预期的机械性能。该产品要求尺寸精度高、韧性好、尺寸稳定性好、耐磨性强、防锈性能好。我们采用配方为：92.7%雾化铁粉，0.7%胶体石墨，4%电解铜，0.8%镍粉，1.2%钼粉，0.2%铬粉，0.1%硫化锰，0.3%微粉蜡和20毫升锭子油/100公斤。
将原料精确称量后倒入专用搅粉机搅拌30-60分钟，倒出后冷却1小时以后就可以进行下一道工序。
（2）压制成型
将设计好的定子压制模具安装在300吨粉末冶金机械式压机上，再将搅拌好的原料装入料斗，原料沿输粉管进入模腔，开始调机压制。密度控制在6.95-7.25g/cm3。高度控制16.3-16.5mm。
将设计好的转子压制模具安装在100吨粉末冶金机械式压机上，再将搅拌好的原料装入料斗，原料沿输粉管进入模腔，开始调机压制。密度控制在6.95-7.25g/cm3。高度控制16.3-16.5mm。
（3）烧结合金化
利用粉末冶金专用网带式烧结炉烧结，将产品置于网带上，沿网带运动，从脱蜡区到烧结区，再到冷却区，然后产品出来。烧结区依次由烧结一区，烧结二区，烧结三区，烧结四区，烧结五区，烧结六区构成。烧结区中的烧结温度：烧结一区560-620℃，烧结二区650-760℃，烧结三区850-960℃，烧结四区1100-1115℃，烧结五区1115-1120℃，烧结六区1105-1140℃，产品从烧结一区进入烧结区，从烧结六区离开烧结区。冷却区依次由冷却一区和冷却二区构成，产品从冷却一区进入冷却区，从冷却二区离开冷却区。冷却一区水温40-80℃，冷却二区水温30-50℃。气氛控制：炉体氮气3.5-4m3/h、分解氨气0.2-0.6m3/h、分解丙烷气0.02-0.12m3/h，冷却区氮气1.5-3m3/h、分解氨气0.05-0.12m3/h，炉尾氮气2.5-4m3/h。烧结速度定子为55-65mm/min，转子为75-85mm/min。烧结后硬度达到HRB70-90，珠光体含量60%以上，渗碳体5%以下。
（4）整形矫正形状
将设计好的定子整形模具安装在315吨油压机上，将烧结的定子浸油后放入整形模腔进行整形。再将设计好的转子整形模具安装在100吨油压机上，将烧结的转子浸油后放入整形模腔进行整形。定子转子分别整形后确保顶隙0.05-0.08mm，并且运转灵活，整形后表面光滑无毛刺。
（5）机加工
按客户图纸对定子进行机加工，分别车端面，外径倒角，车环形槽到图面尺寸，保证产品厚度16.1-16.2mm，端面对孔垂直度0.015以下，磨两端面保证产品厚度16-16.02mm，用刷毛刺机去毛刺。
按客户图纸对转子进行机加工，分别车端面，内径倒角，保证产品厚度16.1-16.2mm，端面对孔垂直度0.015以下，磨两端面保证产品厚度15.975-15.985mm，用刷毛刺机去毛刺。
（6）蒸汽处理
将定子清洗烘干后用蒸汽处理炉进行蒸汽处理，温度530-580℃，时间1.5-4小时。蒸汽处理后保证产品颜色一致，无花斑，硬度达到HRB90-120。
然后浸油包装。转子无需蒸汽处理，直接浸油包装。作为优选，定子和转子均浸入于R407油中。
本实施例生产的产品如图1所示。与钢材机加工的方法制得的如图1所示的产品对比，本实施例的的粉末冶金通过科学计算，添加了铜、镍、钼、硫化锰等特种元素，提高了产品机械性能，对制品的耐磨性、抗压抗拉强度、延长率等都有明显提高。此外还添加了铬这种金属元素，使得产品的防锈性能大大增强，优化了产品的材料成分配比，使得产品的使用寿命大大增强，经2000小时台架试验，45#材料磨损0.035-0.05mm，粉末冶金定子转子磨损0.015mm-0.025mm，耐磨性明显提高，经过防锈性能测试，添加了铬后，产品的防锈能力有了明显提高。本发明没有添加硫，因为研究发现，硫的添加会增加产品的磨损，影响使用寿命。采用粉末冶金工艺，是利用粉末冶金的耐磨性能，提高了定转子产品的耐磨性能。
经检测添加合金元素后所做试棒抗拉强度为817MPa，大于45钢抗拉强度（600Mpa）35%左右、顶隙缩小0.04mm左右、耐磨性增加，三种因数共同作用促使全液压转向器安全性能增加、使用寿命延长。
本发明通过将全液压转向器定转子副进行粉末冶金制造，实现了材料成分配比科学、耐磨性好、易磨损、加工效率高、材料利用率高、加工精度高、防锈性能好等效果，完全能够满足市场要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.全液压转向器定转子副的粉末冶金配方，其特征在于，采用重量百分数的如下组分：90.5-94.5%雾化铁粉、0.6-1.2%胶体石墨、1.0-4.0%电解铜、0.8-2.0%镍粉、0.5-2.0%钼粉、0.2-0.5%铬粉、0.1-0.6%硫化锰、0.3-0.7%微粉蜡和5-30mL锭子油/100kg。
2.权利要求1所述全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配料：按照所述配方进行配料；
（2）搅粉:将原料精确称量后倒入搅粉机搅拌30-60分钟，倒出后冷却进行下一道工序；
（3）压制成型:将搅拌好的原料装入粉末冶金压机的料斗，原料沿输粉管进入模腔，开始调机压制；
（4）烧结合金化：压制后的产品置于网带式烧结炉网带上，沿网带运动，从脱蜡区到烧结区，再到冷却区，然后产品出来；
（5）整形矫正形状：将设计好的专用整形模具安装在整形压机上，将烧结的产品浸油后放入整形模腔进行整形；
（6）机加工：按图纸对定子转子进行车削、倒角、打磨或去毛刺，达到成品图要求；
（7）蒸汽处理：将定子清洗烘干后进行蒸汽处理，然后浸油包装；转子无需蒸汽处理，直接浸油包装。
3.根据权利要求2所述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤（4）中定子的烧结速度为55-65mm/min，转子的烧结速度为75-85mm/min。
4.根据权利要求3所述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤（4）包括：所述烧结区依次由烧结一区，烧结二区，烧结三区，烧结四区，烧结五区，烧结六区构成，烧结区中的烧结温度：烧结一区560-620℃，烧结二区650-760℃，烧结三区850-960℃，烧结四区1100-1115℃，烧结五区1115-1120℃，烧结六区1105-1140℃，产品从烧结一区进入烧结区，从烧结六区离开烧结区。
5.根据权利要求4所述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤（4）包括：冷却区依次由冷却一区和冷却二区构成，产品从冷却一区进入冷却区，从冷却二区离开冷却区，冷却一区水温40-80℃，冷却二区水温30-50℃。
6.根据权利要求5所述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤（4）包括：炉体氮气3.5-4m3/h、分解氨气0.2-0.6m3/h、分解丙烷气0.02-0.12m3/h，冷却区氮气1.5-3m3/h、分解氨气0.05-0.12m3/h，炉尾氮气2.5-4m3/h。
7.根据权利要求6所述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤（4）包括：定子的烧结速度为55-65mm/min，转子为75-85mm/min。
8.根据权利要求7所述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤包括：蒸汽处理的温度为530-580℃，时间1.5-4小时。
9.根据权利要求2至8任一项所述的全液压转向器定转子副的粉末冶金制作工艺，其特征在于，所述步骤（7）包括：定子和转子均浸入于R407油中。
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-
2013
- 2013-10-25 CN CN201310512386.XA patent/CN103611925B/zh active Active
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