[发明专利]一种基于粉末烧结的轴类零件复合制造方法

权利要求书

1.一种基于粉末烧结的轴类零件复合制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，选择直径与所需成品轴直径相同的无缝管作为芯轴材料，切割成所需长度，对切口进行清理或打磨；

该步骤1中所述无缝管材质为碳素钢；

步骤2，对步骤1获得的所述芯轴材料进行打标，以标记出需要安装凸轮和/或其他凸部的部位；

步骤3，对步骤2获得的所述芯轴材料进行机械加工或化学腐蚀，将标记出的所述需要安装凸轮和/或其他凸部的部位加工成轻微的凹陷部，所述的轻微的凹陷部是指深度尺寸小于1.5毫米的凹陷部；

步骤4，在步骤3获得的所述芯轴材料的所述凹陷部包裹一层铜合金薄片，所述铜合金薄片的厚度等于或略大于所述凹陷部的深度，所述略大于是指所述铜合金薄片的厚度超出所述凹陷的深度的尺寸不超过所述铜合金薄片自身厚度的1/2；

步骤5，将预制的所述凸轮和/或其他凸部的粉末冶金预烧结坯与步骤4得到的所述芯轴进行装配，将所述凸轮和/或其他凸部的粉末冶金预烧结坯安装在包裹有铜合金薄片的凹陷部；

所采用的所述凸轮和/或其他凸部的粉末冶金预烧结坯成分选择依据如下原则：

该步骤5对于凸轮粉末冶金预烧结坯，其包括如下重量百分比的成分：2.5％≤Cr含量≤4.0％，2.0％≤C含量≤3.5％，0.4％≤Si含量≤1.2％，0.1％≤Zr含量≤0.7％，0.1％≤W含量≤0.7％，且同时满足：Zr含量+W含量≤0.4×(C含量+Si含量)，Cu含量≤0.02％，Mn含量≤0.02％；

对于其他凸部的粉末冶金预烧结坯，其包括如下重量百分比的成分：1.5％≤Cr含量≤3.0％，1.2％≤C含量≤2.3％，0.4％≤Si含量≤0.8％，0.1％≤Zr含量≤0.7％，0.1％≤W含量≤0.7％，且同时满足：Zr含量+W含量≤0.35×(C含量+Si含量)，Cu含量≤0.02％，Mn含量≤0.02％；

步骤6，将步骤5获得的装配件放入烧结炉中进行烧结，将所述凸轮和/或其他凸部的粉末冶金预烧结坯与所述芯轴结合为牢固的一体；

步骤7，仅对步骤6获得的烧结产品的凸轮和/或其他凸部进行精加工，即得成品。

2.根据权利要求1所述的一种基于粉末烧结的轴类零件复合制造方法，其特征在于，所述步骤4中采用的所述铜合金薄片的成分包括至少2.0％至多4.0％的Mn，且同时满足：Cu含量≥90.0％，Zn含量+Sn含量≤5.0％，Si含量≤2.0％。

3.根据权利要求1所述的一种基于粉末烧结的轴类零件复合制造方法，其特征在于，所述步骤1中所述切割方式为切割锯切割，等离子切割或激光切割。

4.根据权利要求1所述的一种基于粉末烧结的轴类零件复合制造方法，其特征在于，所述步骤5中，所述凸轮和/或其他凸部的粉末冶金预烧结坯的轴向长度与所述凹陷的轴向长度适配，等于或略大于所述铜合金薄片在该轴向方向上的长度，所述略大于是指超出的尺寸控制在4毫米以内。

5.根据权利要求1所述的一种基于粉末烧结的轴类零件复合制造方法，其特征在于，所述步骤6中，所述烧结是先以不低于9℃/min的升温速率升至940℃-980℃保温5-30min，再以5-10℃/min的升温速率升至1070℃-1190℃保温25-300min，依靠所述凸轮和/或其他凸部的粉末冶金预烧结坯的进一步烧结收缩作用和所述铜合金薄片熔化所产生的钎焊作用将所述凸轮和/或其他凸部的粉末冶金预烧结坯与所述芯轴结合为牢固的一体。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于粉末烧结的轴类零件复合制造方法，其特征在于，所述其他凸部为端头、轴颈、挡环、或感应环中的一种或多种。