一種以Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金為材料的凸輪的粉末冶金成形制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種以Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金為材料的凸輪的粉末冶金成形制造方法。該發(fā)明專利技術(shù)屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，該凸輪采用了下列的加工工序：粉末冶金進(jìn)行毛坯成型+退火+回火處理+機(jī)加工+凸輪表面化學(xué)處理+防腐處理+拋光處理，其中粉末冶金過程分為退火，篩分、混合以及制粒，不僅能改變提高了粉末的壓縮性，而且使各組元混合均勻，從而改善了粉末的流動性和穩(wěn)定性，然后對其進(jìn)行退火+回火處理去除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化組織晶粒，通過銑削加工凸輪，在機(jī)加工過程中同時引入一種綠色無污染的切削液，避免了環(huán)境污染，且工人的身體不受污染，該制造方法不僅提高了凸輪的耐磨性，最后對凸輪進(jìn)行電鍍防腐處理+拋光處理，減緩了凸輪被腐蝕，延長了凸輪的使用壽命同時提高了凸輪表面的硬度和抗彎強(qiáng)度以及心部的韌性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

該專利技術(shù)屬于粉末冶金
，本專利技術(shù)涉及鋁合金及其凸輪，尤其是一種以Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金為材料的凸輪的粉末冶金成形制造方法。
技術(shù)介紹
在傳統(tǒng)的凸輪制造材料中有多種，包括鋼材，鑄鐵等，還有一些高聚合物非金素等，一般金素以及合金材料凸輪最多，但金素以及合金材料凸輪是通過切削加工制得的，即在凸輪成型機(jī)床(如插齒機(jī)、滾齒機(jī)等)上進(jìn)行機(jī)加工，其加工步驟大致為落料—熱處理—在車床上車出齒坯—在專用機(jī)床上成型凸輪-表面熱處理。但這種制造方法工序較多，生產(chǎn)時間長。工藝較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本也比較高。其它材質(zhì)的凸輪，由于存在一些缺點(diǎn)，因此只適合于特定的環(huán)境中。一般機(jī)械加工的凸輪的齒頂與齒根在進(jìn)入與脫離嚙合時，同時存在兩對齒接觸，而在中間部分嚙合時只存在一對齒嚙合，因此在施加徑向壓力不變的同時反映在中間區(qū)域的切削力相對其它區(qū)域要高出許多，且此區(qū)域幾乎不可能形成彈性變形，造成切削層更多，形成齒形中凹，使凸輪在傳動時將會產(chǎn)生很大的噪聲，破壞了凸輪精度，同時也影響刀具使用壽命。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)為了解決上述問題，設(shè)計了一種以Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金為材料的凸輪的粉末冶金成形制造方法。本專利技術(shù)設(shè)計了以Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金為材料的凸輪的粉末冶金成形制造方法，該凸輪材料主要包括了下列元素的百分比含量：Mg1.3％-2.7％，Sb1.12％-1.51％，Ti0.56％-0.89％，Se0.1％-0.2％，Mn1.1％-1.7％，Cu<0.02％，S<0.02％,P<0.25％,其余為鋁及其雜質(zhì)，優(yōu)選Mg1.5％-2.2％，Sb1.17％-1.43％，Ti0.63％-0.82％，Se0.12％-0.15％，Mn1.2％-1.5％，Cu<0.02％，S<0.02％,P<0.25％。采用了下列加工工藝：(1)粉末冶金進(jìn)行毛坯成型，采用機(jī)械粉碎法制得粉料，即通過壓碎的方法將塊狀金屬粉碎成粉末，再對粉末進(jìn)行預(yù)處理，首先對粉末進(jìn)行退火處理，退火溫度為250-290℃，之后對粉末原料進(jìn)行分級處理，粗粒采用振動篩進(jìn)行篩分，細(xì)粒采用空氣分級法，將各種粉末進(jìn)行均勻混合，使壓制和燒結(jié)時狀態(tài)均勻一致，最后將小顆粒粉末制成團(tuán)裝顆粒，然后將得到的粉料采用封閉冷壓鋼模成形法進(jìn)行壓制，最后對壓制成型的凸輪坯料進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為：1200-1300℃，燒結(jié)時間為：0.5-1.5h，在真空中燒結(jié)。在爐內(nèi)緩冷到550℃，再空冷，(2)對采用粉末冶金法制的凸輪毛坯進(jìn)行去應(yīng)力調(diào)質(zhì)處理，即采用火焰淬火和高溫回火，將燃燒的氧乙炔上噴射到工件表面，使其快速升溫，達(dá)到淬硬溫度后立即霧化氣冷卻，回火溫度為620-650℃，調(diào)質(zhì)硬度58-62HRC，(3)對調(diào)質(zhì)處理后的凸輪進(jìn)行車削加工，加工余量為1.3-1.8mm，加工精度為IT7-IT8，表面粗糙度為:Ra＝1.7-1.3μm,(4)進(jìn)行碳氮共滲處理，即把工件置于密封加熱爐中通入丙酮、煤油等滲碳劑，將溫度加熱到880-910℃，使工件在此高溫下進(jìn)行滲碳氮共滲,滲碳氮深度為0.02-0.05mm，在碳氮共滲工件要垂直置于密封加熱爐中上空，(5)采用高壓噴射法對凸輪進(jìn)行混合油鍍層，該混合油由成分的百分比為：潤滑油30％-35％、地板蠟20％-25％、蜂蠟10％-15％、凡思林20％-35％，增強(qiáng)其防氧化防腐蝕的能力，(6)對防腐蝕處理后的凸輪軸進(jìn)行超聲波拋光處理，即將凸輪軸放在磨料懸浮液中，然后將工件和懸浮液置于超聲波場中，通過超聲波的震蕩作用，使磨粒在高速下撞擊凸輪表面，使凸輪的微凸起被切削掉，使工件表面磨削拋光，超聲波在26000-29000Hz范圍內(nèi)。本專利技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于：粉末冶金過程分為退火，篩分、混合以及制粒，不僅能改變提高了粉末的壓縮性，而且使各組元混合均勻，從而改善了粉末的流動性和穩(wěn)定性，進(jìn)行退火+回火處理去除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化組織晶粒，不僅降低了雜質(zhì)的含量，提高粉末純度，同時消除了粉末在加工過程中的加工硬化，提高了粉末的壓縮性，通過銑削加工凸輪，在機(jī)加工過程中同時引入一種綠色無污染的切削液，避免了環(huán)境污染，且工人的身體不受污染，該制造方法不僅提高了凸輪的耐磨性，最后對凸輪進(jìn)行電鍍防腐處理+拋光處理，減緩了凸輪被腐蝕，延長了凸輪的使用壽命同時提高了凸輪表面的硬度和抗彎強(qiáng)度以及心部的韌性，而且該制造方法操作簡單，與切削加工比較，不僅節(jié)約材料，而且省去大量的加工工時，使生產(chǎn)率大大提高，因此顯著降低成本。具體實(shí)施方式實(shí)施例一設(shè)計了以Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金為材料的凸輪，其所用材料百分比含量為：Mg1.3％，Sb1.12％，Ti0.56％，Se0.1％，Mn1.1％，Cu<0.02％，S<0.02％,P<0.25％,其余為鋁及其雜質(zhì)，其采用的加工工藝為：(1)粉末冶金進(jìn)行毛坯成型，采用機(jī)械粉碎法制得粉料，即通過壓碎的方法將塊狀金屬粉碎成粉末，再對粉末進(jìn)行預(yù)處理，首先對粉末進(jìn)行退火處理，退火溫度為250℃，之后對粉末原料進(jìn)行分級處理，粗粒采用振動篩進(jìn)行篩分，細(xì)粒采用空氣分級法，將各種粉末進(jìn)行均勻混合，使壓制和燒結(jié)時狀態(tài)均勻一致，最后將小顆粒粉末制成團(tuán)裝顆粒，然后將得到的粉料采用封閉冷壓鋼模成形法進(jìn)行壓制，最后對壓制成型的凸輪坯料進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為：1200℃，燒結(jié)時間為：0.5h，在真空中燒結(jié)。在爐內(nèi)緩冷到550℃，再空冷，(2)對采用粉末冶金法制的凸輪毛坯進(jìn)行去應(yīng)力調(diào)質(zhì)處理，即采用火焰淬火和高溫回火，將燃燒的氧乙炔上噴射到工件表面，使其快速升溫，達(dá)到淬硬溫度后立即霧化氣冷卻，回火溫度為620℃，調(diào)質(zhì)硬度58HRC，(3)對調(diào)質(zhì)處理后的凸輪進(jìn)行車削加工，加工余量為1.3mm，加工精度為IT7，表面粗糙度為:Ra＝1.3μm,(4)進(jìn)行碳氮共滲處理，即把工件置于密封加熱爐中通入丙酮、煤油等滲碳劑，將溫度加熱到880℃，使工件在此高溫下進(jìn)行滲碳氮共滲,滲碳氮深度為0.02mm，在碳氮共滲工件要垂直置于密封加熱爐中上空，(5)采用高壓噴射法對凸輪進(jìn)行混合油鍍層，該混合油由成分的百分比為：潤滑油30％、地板蠟20％、蜂蠟10％、凡思林20％，(6)對防腐蝕處理后的凸輪軸進(jìn)行超聲波拋光處理，即將凸輪軸放在磨料懸浮液中，然后將工件和懸浮液置于超聲波場震蕩，超聲波在26000Hz范圍內(nèi)。實(shí)施例二設(shè)計了以Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金為材料的凸輪，其所用材料百分比含量為：Mg2.7％，S本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種以Se?Sb?Zn?Mn系鋁合金為材料的凸輪的粉末冶金成形制造方法，材料Se?Sb?Zn?Mn系鋁合金包括下列元素的重量百分比含量：Mg?1.3％?2.7％，Sb1.12％?1.51％，Ti?0.56％?0.89％，Se?0.1％?0.2％，Mn?1.1％?1.7％，Cu<0.02％，S<0.02％,P<0.25％,其余為鋁及其雜質(zhì)，特征在于：(1)粉末冶金進(jìn)行毛坯成型，采用機(jī)械粉碎法制得粉料，即通過壓碎的方法將塊狀金屬粉碎成粉末，再對粉末進(jìn)行預(yù)處理，首先對粉末進(jìn)行退火處理，退火溫度為250?290℃，之后對粉末原料進(jìn)行分級處理，粗粒采用振動篩進(jìn)行篩分，細(xì)粒采用空氣分級法，將各種粉末進(jìn)行均勻混合，使壓制和燒結(jié)時狀態(tài)均勻一致，最后將小顆粒粉末制成團(tuán)裝顆粒，然后將得到的粉料采用封閉冷壓鋼模成形法進(jìn)行壓制，最后對壓制成型的凸輪坯料進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為：1200?1300℃，燒結(jié)時間為：0.5?1.5h，在真空中燒結(jié)，在爐內(nèi)緩冷到550℃，再空冷，(2)對采用粉末冶金法制的凸輪毛坯進(jìn)行去應(yīng)力調(diào)質(zhì)處理，即采用火焰淬火和高溫回火，將燃燒的氧乙炔上噴射到工件表面，使其快速升溫，達(dá)到淬硬溫度后立即霧化氣冷卻，回火溫度為620?650℃，調(diào)質(zhì)硬度58?62HRC，(3)對調(diào)質(zhì)處理后的凸輪進(jìn)行車削加工，加工余量為1.3?1.8mm，加工精度為IT7?IT8，表面粗糙度為:Ra＝1.7?1.3μm,(4)進(jìn)行碳氮共滲處理，即把工件置于密封加熱爐中通入丙酮、煤油等滲碳劑，將溫度加熱到880?910℃，使工件在此高溫下進(jìn)行滲碳氮共滲,滲碳氮深度為0.02?0.05mm，在碳氮共滲工件要垂直置于密封加熱爐中上空，(5)采用高壓噴射法對凸輪進(jìn)行混合油鍍層，該混合油由成分的百分比為：潤滑油30％?35％、地板蠟20％?25％、蜂蠟10％?15％、凡思林20％?35％，增強(qiáng)其防氧化防腐蝕的能力，(6)對防腐蝕處理后的凸輪軸進(jìn)行超聲波拋光處理，即將凸輪軸放在磨料懸浮液中，然后將工件和懸浮液置于超聲波場中，通過超聲波的震蕩作用，使磨粒在高速下撞擊凸輪表面，使凸輪的微凸起被切削掉，使工件表面磨削拋光，超聲波在26000?29000Hz范圍內(nèi)。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種以Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金為材料的凸輪的粉末冶金成形制造方法，材料
Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金包括下列元素的重量百分比含量：Mg1.3％-2.7％，Sb
1.12％-1.51％，Ti0.56％-0.89％，Se0.1％-0.2％，Mn1.1％-1.7％，Cu<0.02％，
S<0.02％,P<0.25％,其余為鋁及其雜質(zhì)，特征在于：
(1)粉末冶金進(jìn)行毛坯成型，采用機(jī)械粉碎法制得粉料，即通過壓碎的方法將
塊狀金屬粉碎成粉末，再對粉末進(jìn)行預(yù)處理，首先對粉末進(jìn)行退火處理，退火
溫度為250-290℃，之后對粉末原料進(jìn)行分級處理，粗粒采用振動篩進(jìn)行篩分，
細(xì)粒采用空氣分級法，將各種粉末進(jìn)行均勻混合，使壓制和燒結(jié)時狀態(tài)均勻一
致，最后將小顆粒粉末制成團(tuán)裝顆粒，然后將得到的粉料采用封閉冷壓鋼模成
形法進(jìn)行壓制，最后對壓制成型的凸輪坯料進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為：
1200-1300℃，燒結(jié)時間為：0.5-1.5h，在真空中燒結(jié)，在爐內(nèi)緩冷到550℃，
再空冷，
(2)對采用粉末冶金法制的凸輪毛坯進(jìn)行去應(yīng)力調(diào)質(zhì)處理，即采用火焰淬火...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈秋，
申請(專利權(quán))人：無錫橋陽機(jī)械制造有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32