[发明专利]汽车变速箱齿环的一种粉末冶金生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车变速箱齿环的一种粉末冶金生产方法。

背景技术

汽车变速箱齿环的传统生产方法一般通过机加工生产，生产效率低，齿形精度差，成本高，尤其对于汽车生产行业，由于批量化的要求，机加工切削技术无法满足汽车组装的大批量，低成本，高精度的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供汽车变速箱齿环的一种粉末冶金生产方法，借助于该粉末冶金的生产方法可提高生产效率，保证齿形精度，降低生产成本。

本发明包括以下步骤，1)配料：按比例配制金属粉末原料；2)温压成形：将配制完毕的金属粉末原料预热后，投入粉末挤压成形机的模具中温压成形，形成成形生坯；3)烧结：将成形生坯置于高温网带炉中烧结。

优选地，所述成形生坯是端面带有装配导向直筒段且外径带有锥形齿的圆环；在烧结步骤完成后，切除零件端面的装配导向直筒段。

优选地，按照以下比例配制金属粉末原料，Fe：86.0～98.0％(重量)、C：0～1.0％(重量)、Ni：1.0～7.0％(重量)、Mo：0～1.0％(重量)、Cu：1.0～5.0％(重量)。

优选地，金属粉末原料预热温度为80～160℃。

优选地，在上述烧结过程中，成形生坯首先在高温网带炉中经过5～10分钟的预热阶段，然后在1100～1150℃下保温30～60分钟，最后在保护气氛下逐步冷却至室温；烧结气氛的CO₂含量控制在0.3～0.5％；预热阶段的温度区间是500～750℃。

与传统的机加工生产相比，本发明采用粉末冶金的温压成形方法生产汽车变速箱齿环，可提高生产效率，保证齿形精度，降低生产成本。

模具的结构决定了生坯的结构是端面带有装配导向直筒段且外径带有锥形齿的圆环。装配导向直筒段则是为了成形而设置，在烧结后将上述装配导向直筒段切除。

按照上述比例配制的金属粉末原料具有压制性能好，产品烧结后尺寸稳定，精度高，强度高，耐磨损等优点，成品具有与普通机加工金属零件同样的焊接性能。

金属粉末原料预热温度控制在80～160℃的温度范围内，可令粉末颗粒的表面能大大提高，压制时弹性变形降低，塑性变形增加，压制性能提高，生坯弹性后效减小，生坯密度提高。生坯密度的提高会同步提高生坯烧结后的强度与硬度。预热温度低于80℃时，无法改变粉末的物理性能；预热温度高于160℃时，粉末的物理性能无明显提高，但模具受热膨胀变形明显，模具精度降低，导致产品精度降低。

整个烧结过程经过预热、保温、冷却三个阶段；经过预热可去除为了方便压制生坯添加的润滑剂；坯体在接近融化状态经保温阶段后，完成金相组织生成，合金扩散化合等化学变化，最终形成真正意义上的金属零件。合理的烧结时间和烧结温度可保证坯体完成金相组织的生成及合金化。CO₂的含量可保证坯体中的C含量能够足够参与金相组织生成及合金化。

具体实施方式

实施例1

将86gFe，1gC，7gNi，1g Mo和5gCu混合后预热到80℃，然后将预热后的金属粉末原料投入粉末挤压成形机的模具中温压成形，形成一成形生坯，所述成形生坯是端面带有装配导向直筒段且外径带有锥形齿的圆环；接下来，将上述成形生坯置于高温网带炉中烧结，成形生坯经过5分钟的预热阶段后，高温网带炉逐步升温至1100℃，在1100℃下保温30分钟，最后在保护气氛下逐步冷却至室温；烧结气氛的CO₂含量控制在0.3～0.5％，预热阶段的温度区间是500～750℃。烧结后，切除零件端面的装配导向直筒段。

本实施例中产品的关键技术指标如下表所示：