汽車轉向助力泵粉末冶金內外轉子配方及制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種汽車轉向助力泵粉末冶金內外轉子配方及制作工藝，采用重量百分數計的如下組份：92-95%霧化鐵粉、0.6-1.2%膠體石墨、1-5%電解銅、0.5-3%鎳粉、0.5-3%鉬粉、0.1-0.6%硫化錳、0.1-0.6%硫、0.3-0.7%微粉蠟和錠子油5-30mL/100kg。制備工藝包括配料，攪粉，壓制成型，燒結合金化，整形矯正形狀，機加工以及蒸汽處理等步驟，材料利用率明顯提高，表面粗糙度達到0.8-1.6μm；明顯提高轉向助力泵的使用壽命、精度等級、安全性能、降低制造成本。
【專利說明】汽車轉向助力泵粉末冶金內外轉子配方及制作工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型的汽車轉向助力泵內外轉子配方及制作工藝。
【背景技術】
[0002]現汽車轉向助力泵內外轉子是采用鋼材(45#鋼、40Cr等)通過機加工方法制造而成。首先鋼材成分相對固定，耐磨性能差，相對易磨損，頂隙變大導致方向打不死，嚴重影響行車安全。而且也會導致使用壽命短。其次，材料利用率低，加工后只剩原料的60%左右；第三，加工效率低，每班僅100件左右；第四，機加工表面粗糙度大，一般只能達到3.2μπι ;第五，加工尺寸精度低，誤差0.03-0.05mm ;第六，工序多，使用設備多，質量穩定性差。因此各大廠商都在急于尋找到更好的解決辦法。
【發明內容】
[0003]針對現有技術上存在的不足，本發明目的是在于提供一種新型的汽車轉向助力泵內外轉子配方及制作工藝。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
一種汽車轉向助力泵粉末冶金內外轉子配方，采用重量百分數計的如下組份:92-95%霧化鐵粉、0.6-1.2%膠體石墨、1-5%電解銅、0.5-3%鎳粉、0.5_3%鑰粉、0.1-0.6%硫化錳、0.1-0.6% 硫、0.3-0.7% 微粉蠟和錠子油 5-30mL/100kg。
[0005]一種汽車轉向助力泵粉末冶金內外轉子的制作工藝，包括以下步驟:
(1)配料:按照上述配方進行配料；
(2)攪粉:將原料精確稱量后倒入攪粉機攪拌30-60分鐘，倒出后冷卻進行下一道工
序;
(3)壓制成型:將攪拌好的原料裝入粉末冶金壓機的料斗，原料沿輸粉管進入模腔，開始調機壓制；
(4)燒結合金化:壓制后的產品置于網帶式燒結爐網帶上，沿網帶運動，從脫蠟區到燒結區，再到冷卻區，然后產品出來；
(5)整形矯正形狀:將設計好的專用整形模具安裝在整形壓機上，將燒結的產品浸油后放入整形模腔進行整形；
(6)機加工:按圖紙對內外轉子進行車削、倒角、打磨或去毛刺，達到成品圖要求；
(7)蒸汽處理:將外轉子清洗烘干后進行蒸汽處理，然后浸油包裝；內轉子無需蒸汽處理，直接浸油包裝。
[0006]前述步驟(4)的燒結速度為90-120mm/min。
[0007]前述步驟(7)蒸汽處理的溫度為530_580°C，時間1.5-4小時。
[0008]本發明的有益效果是:材料利用率從60%左右提高到96%以上；產能從每班100件左右提高到每班5000件以上；表面粗糙度從3.2 μ m左右提高到0.8-1.6ym ;尺寸精度從
0.03-0.05mm提高到0.0 Imm左右；頂隙從0.09-0.12mm降低到0.05-0.08mm左右，且旋轉靈活；批量生產一致性好，質量穩定，正品率從95%提高到98.5%左右；有目的地添加銅、鎳、鑰、硫化錳等特種元素，對制品的耐磨性、抗壓抗拉強度、延長率等都有明顯提高；明顯提高轉向助力泵的使用壽命、精度等級、安全性能、降低制造成本。
【具體實施方式】
[0009]下面通過具體實施例對本發明作進一步說明，但是本發明并不受一下實施例所限定。
[0010](I)攪粉
按照產品需要的特定性能有目的地添加各種金屬和非金屬元素，使其成品能達到預期的機械性能。該產品要求尺寸精度高、韌性好、尺寸穩定性好、耐磨性強。我們采用配方為:95%霧化鐵粉，1%膠體石墨，1%電解銅，1%鎳粉，0.5%鑰粉，0.5%硫化錳，0.4%硫，0.6 %微粉蠟和20毫升/100公斤錠子油。
[0011]將原料精確稱量后倒入專用攪粉機攪拌30-60分鐘，倒出后冷卻I小時以后就可以進行下一道工序。
[0012](2)壓制成型
將設計好的ZXQ-001外轉子壓制模具(按ZXQ-001外轉子形狀設計)安裝在300噸粉末冶金機械式壓機上，再將攪拌好的原料裝入料斗，原料沿輸粉管進入模腔，開始調機壓制。密度控制在6.95-7.25g/cm3。高度控制16.3-16.5_。
[0013]將設計好的ZXQ-002內轉子壓制模具(按ZXQ-002內轉子形狀設計)安裝在100噸粉末冶金機械式壓機上，再將攪拌好的原料裝入料斗，原料沿輸粉管進入模腔，開始調機壓制。密度控制在6.95-7.25g/cm3。高度控制16.3-16.5_。
[0014](3)燒結合金化
利用粉末冶金專用網帶式燒結爐燒結，將產品置于網帶上，沿網帶運動，從脫蠟區到燒結區，再到冷卻區，然后產品出來。燒結溫度:一區560-620°C，二區650-760°C，三區 850-960 °C，四區 1100-1115 °C，五區 1115-1160 °C，六區 1105-1140 °C，冷卻一區水溫40-800C，冷卻二區水溫30-50°C。氣氛控制:爐體氮氣3.5_4m3 /h、分解氨氣0.2-0.6 m3/h、分解丙烷氣0.02-0.12 m3 /h,冷卻區氮氣1.5-3m3 /h、分解氨氣0.05-0.12 m3 /h,爐尾氮氣2.5-4m3 /h。燒結速度90-120mm/min。燒結后硬度達到HRB45-75，珠光體含量80%以上，滲碳體15%以下。
[0015](4)整形矯正形狀
將設計好的ZXQ-001外轉子整形模具安裝在315噸油壓機上，將燒結的ZXQ-001外轉子浸油后放入整形模腔進行整形。再將設計好的ZXQ-002內轉子整形模具安裝在100噸油壓機上，將燒結的ZXQ-002內轉子浸油后放入整形模腔進行整形。內外轉子分別整形后確保頂隙0.05-0.08mm，并且運轉靈活，整形后表面光滑無毛刺。
[0016](5)機加工
按客戶圖紙對ZXQ-001外轉子進行機加工，分別車端面，外徑倒角，車環形槽到圖面尺寸，保證產品厚度16.1-16.2mm，端面對孔垂直度0.015以下,磨兩端面保證產品厚度16-16.02mm，用刷毛刺機去毛刺。
[0017]按客戶圖紙對ZXQ-002內轉子進行機加工，分別車端面，內徑倒角，保證產品厚度16.1-16.2mm，端面對孔垂直度0.015以下，磨兩端面保證產品厚度15.975 -15.985mm，用刷毛刺機去毛刺。
[0018](6)蒸汽處理
將外轉子清洗烘干后用蒸汽處理爐進行蒸汽處理，溫度530-580°C，時間1.5-4小時。蒸汽處理后保證產品顏色一致，無花斑，硬度達到HRB75-120。
[0019]然后浸油包裝。內轉子無需蒸汽處理，直接浸油包裝。
[0020]因為粉末冶金可以有目的地添加銅、鎳、鑰、硫化錳等特種元素，都是提高產品機械性能的，對制品的耐磨性、抗壓抗拉強度、延長率等都有明顯提高。經2000小時臺架試驗,45#材料磨損0.035-0.05mm,粉末冶金內外轉子磨損0.015mm-0.025mm,耐磨性明顯提聞。
[0021]經檢測添加合金元素后所做試棒抗拉強度為823MPa，大于45鋼抗拉強度(600Mpa)35%左右、頂隙縮小0.04mm左右、耐磨性增加，三種因數共同作用促使汽車轉助力泵安全性能增加、使用壽命延長。
[0022]綜上所述，粉末冶金內外轉子可以明顯提高轉向助力泵的使用壽命、精度等級、安全性能、降低制造成本。
[0023]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種汽車轉向助力泵粉末冶金內外轉子配方，其特征在于，采用重量百分數計的如下組份:92-95%霧化鐵粉、0.6-1.2%膠體石墨、1_5%電解銅、0.5-3%鎳粉、0.5-3%鑰粉、0.1-0.6% 硫化錳、0.1-0.6% 硫、0.3-0.7% 微粉蠟和錠子油 5_30mL/100kg。
2.一種汽車轉向助力泵粉末冶金內外轉子的制作工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)配料:按照上述配方進行配料； (2)攪粉:將原料精確稱量后倒入攪粉機攪拌30-60分鐘，倒出后冷卻進行下一道工序; (3)壓制成型:將攪拌好的原料裝入粉末冶金壓機的料斗，原料沿輸粉管進入模腔，開始調機壓制； (4)燒結合金化:壓制后的產品置于網帶式燒結爐網帶上，沿網帶運動，從脫蠟區到燒結區，再到冷卻區，然后產品出來； (5)整形矯正形狀:將設計好的專用整形模具安裝在整形壓機上，將燒結的產品浸油后放入整形模腔進行整形； (6)機加工:按圖紙對內外轉子進行車削、倒角、打磨或去毛刺，達到成品圖要求； (7)蒸汽處理:將外轉子清洗烘干后進行蒸汽處理，然后浸油包裝；內轉子無需蒸汽處理，直接浸油包裝。
3.根據權利要求2所述的汽車轉向助力泵粉末冶金內外轉子的制作工藝，其特征在于，所述步驟(4)的燒結速度為90-120mm/min。
4.根據權利要求2所述的汽車轉向助力泵粉末冶金內外轉子的制作工藝，其特征在于，所述步驟(7)蒸汽處理的溫度為530-580°C，時間1.5-4小時。
【文檔編號】B22F1/00GK103831432SQ201210489435
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月27日 優先權日:2012年11月27日
【發明者】丁邦順 申請人:安徽省恒宇粉末冶金有限公司