CN103111620A

CN103111620A - 新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座制造方法

Info

Publication number: CN103111620A
Application number: CN 201110365717
Authority: CN
Inventors: 钱军; 徐迅; 唐建美
Original assignee: TAIZHOU KECHENG AUTOMOBILE PARTS CO Ltd
Current assignee: TAIZHOU KECHENG AUTOMOBILE PARTS CO Ltd
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-05-22

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座制造方法，本发明应用粉末冶金技术，在铁基材料上加入C、Cu、Ni、Mo、Ti等合金元素和稀土元素La，制成合金钢性质的坯料，经高温烧结、冷却、精整模挤压，最后少量切削、修整定型。本发明工艺简单，贵重的有色金属添加量少，材料利用率高，节省工时，无需要淬火就能满足强度和耐磨要求，克服了因淬火带来的变形、变色缺陷，制造成本低，制造精度高，抗拉强度、抗疲劳强度和耐磨性等综合机械性能高。本发明生产效率高，综合成本低。

Description

新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座制造方法

技术领域

本发明涉及汽车变速换档机构支座制造方法，更具体地说，本发明涉及一种新能源汽车变速器换档机构支座制造方法。

背景技术

在新能源汽车变速换档机构中，支座是用于换档变速，其处于频繁运动之中，是变速换档机构中关键零件，不仅需要具有较高的尺寸和形状精度，而且需要具备较高的抗拉强度、抗疲劳强度和耐磨性等综合机械性能。现有技术的新能源汽车变速器换档机构支座在产品结构和制造方法上都存在着一些不足。在制造方面，现有新能源汽车变速换档机构支座通常采用45钢或铸钢制成坯料后，经机械切削、热处理等多道工序制成。以上两种制造方法均能加工出符合使用要求的新能源汽车变速换档机构支座，但是存在着明显的缺点：新能源汽车变速换档机构支座为异形构件，结构复杂，精度要求高，要求较高的综合机械性能，采用上述两种制造方法，整个制造过程工艺复杂，费料、费工，产品合格率低；新能源汽车变速换档机构支座批量制造时，单件用料930g左右，切削加工耗用工时2 h以上，而最终成品净重只有240g，材料利用率很低。

发明内容

本发明的目的是克服汽车变速换档机构支座现有制造方法的缺点，提供一种工艺简单，材料利用率高，节省工时，制造成本低，制造精度高，综合机械性能好的新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座制造方法。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座制造方法，该方法包括以下步骤：

（1）将粒度≥100目的下列原料按重量百分比配料：2.5～4.5% Cu、1.5～3.5% Ni、1～3% Mo、2～3.5% Ti、1% C、0.5～1% 稀土元素La、0.5%硬脂酸锌，其余为Fe粉；

（2）将以上原料放入密闭容器内，搅拌混合均匀，形成合金粉末；

（3）将上述合金粉末填充到预制模中，用8～12tf/㎝2的压力下压制成合金钢质的坯料；

（4）将上述压制成形的坯料用1100～1160℃的高温烧结，并在还原性气体中保温1.5～3h，然后，通过水套冷却至室温；

（5）把上述已烧结成形的坯料放入精整模内挤压；

（6）对上述挤压后的半成品进行局部切削、修整成形。

作为本发明的优选技术方案，所述步骤（1）的合金粉末中，Cu的含量为3～4%，Ni的含量为2～3% ，Mo的含量为1.5～2.5%，Ti的含量为2.5～3%，所述稀土元素La以稀土化合物La₂O₃的形式加入。

作为本发明的优选技术方案，所述步骤（3）的压力为9～10tf/㎝2。

作为本发明的优选技术方案，所述步骤（4）的烧结温度为1110～1140℃，保温时间为2～2.5h。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、材料利用率高，净重240g的新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座用料仅360g。

2、只需少量机械加工，节省工时，切削加工新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座需用工时8min。

3、铁基粉末冶金中由于Ti的加入，减少了Cu、Ni、Mo等较贵重的有色金属的用量，而由于Ti比较廉价，大大降低了材料成本。

4、铁基粉末冶金中Ti加入后，Ti能与Fe形成单相固溶体，从而强化基体，提高基体的耐磨性和耐蚀性，同时能降低制品的烧结温度。

5、 Ti的加入，使制品烧结后发生明显收缩，而铁基粉末冶金中大多数添加元素，如Cu、Ni等，则使体积发生膨胀，因此，Ti的加入，可不同程度地抵消膨胀，使得烧结后的制品体积变化接近于零，从而获得较高的尺寸精度。

6、加入稀土化合物La₂O₃，能细化晶粒，改变夹杂的形态和分布，形成新强化相和球化石墨，使制品的主要机械性能大大提高：抗拉强度增大一倍，冲击功增大两倍，锻态金相组织珠光体含量达到90%，其它指标如硬度、伸长率都有明显的提高。

7、无需要淬火就能满足强度和耐磨要求，克服了因淬火带来的变形、变色缺陷。

8、本发明工艺简单，生产效率高，综合成本低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座制造方法：将粒度≥100目的下列原料按重量百分比配料：2.5～4.5% Cu、1.5～3.5% Ni、1～3% Mo、2～3.5% Ti、1% C、0.5～1% 稀土元素La、0.5%硬脂酸锌，其余为Fe粉；合金粉末中，Cu的最佳含量为3～4%，Ni的最佳含量为2～3% ，Mo的最佳含量为1.5～2.5%，Ti的最佳含量为2.5～3%，稀土元素La以稀土化合物La₂O₃的形式加入；将以上原料放入密闭容器内，搅拌混合均匀，形成合金粉末；将上述合金粉末填充到预制模中，用8～12tf/㎝2的压力下压制成合金钢质的坯料，压力最佳为9～10tf/㎝2；将上述压制成形的坯料用1100～1160℃的高温烧结，并在还原性气体中保温1.5～3h，烧结温度最佳为1110～1140℃，保温时间最佳为2～2.5h，然后，通过水套冷却至室温；把上述已烧结成形的坯料放入精整模内挤压；对上述挤压后的半成品进行局部切削、修整成形。通过上述工艺方法可最经济地批量制造出新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座。

下面是制造新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座的实施例。通过实施例可了解在不同配比及不同工艺条件下新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座性能的影响。

实施例1：

向预制模中填充经密封搅拌混合均匀的粒度≥100目的的合金粉末材料，各成分按重量配比为4.5% Cu、3% Ni、2.5% Mo、1.0% C、0.5%硬脂酸锌，其余为Fe粉；在10tf/㎝2下压制成合金钢质的坯料；坯料用1150±5℃的高温烧结，并在还原性气体中保温2.5h，然后通过水套冷却至室温；把已成形的坯料置入精整模中挤压；对挤压后的半成品进行局部切削、修整成形。

本实施例与现有技术相比，工艺简单，节省大量原材料，提高加工精度，但所使用粉末冶金材料中加入的铜、镍、钼等较贵重的有色金属较多，材料成本较高；抗拉强度、抗疲劳强度、耐磨性等综合机械性能仍有待提高。

实施例2

向预制模中填充经密封搅拌混合均匀的粒度≥100目的的合金粉末材料，各成分按重量配比为2.5% Cu、1.5% Ni、1% Mo、2% Ti 、1.0% C、0.5%硬脂酸锌，其余为Fe粉；在10tf/㎝2下压制成合金钢质的坯料；坯料用1110±5℃的高温烧结，并在还原性气体中保温2.5h，然后通过水套冷却至室温；把已成形的坯料置入精整模中挤压；对挤压后的半成品进行局部切削、修整成形。

本实施例与实施例1相比，减少了Cu、Ni、Mo等较贵重的有色金属的用量，降低了烧结温度，抗拉强度、抗疲劳强度略有提高，耐磨性和耐蚀性明显提高；烧结后的半成品体积变化接近于零，可获得较高的尺寸精度。

实施例3

向预制模中填充经密封搅拌混合均匀的粒度≥100目的的合金粉末材料，各成分中Cu、Ni、Mo、Ti、C、硬脂酸锌的重量配比与实施例2相同，另按重量配比加入0.5% 稀土元素La，其余为Fe粉，稀土元素La以稀土化合物La₂O₃的形式加入；以后的工艺与实施例2相同。

本实施例与实施例2相比，制品的主要机械性能大大提高：抗拉强度增大一倍，冲击功增大两倍，锻态金相组织珠光体含量达到90%，其它指标如硬度、伸长率都有明显的提高。

Claims

1.一种新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座制造方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

（5）把上述已烧结成形的坯料放入精整模内挤压；

（6）对上述挤压后的半成品进行局部切削、修整成形。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座制造方法，其特征在于：所述步骤（1）的合金粉末中，Cu的含量为3～4%，Ni的含量为2～3% ，Mo的含量为1.5～2.5%，Ti的含量为2.5～3%，所述稀土元素La以稀土化合物La₂O₃的形式加入。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座制造方法，其特征在于：所述步骤（3）的压力为9～10tf/㎝2。

4.根据权利要求1所述的新能源汽车变速器换档机构异形粉末冶金支座制造方法，其特征在于：所述步骤（4）的烧结温度为1110～1140℃，保温时间为2～2.5h。