[发明专利]凸轮轴信号盘组合结构及其制备方法

说明书

本发明提供了一种凸轮轴信号盘组合结构及其制备方法，该凸轮轴信号盘组合结构包括：信号盘，所述信号盘上设置有轴孔；凸轮轴，所述凸轮轴贯穿所述轴孔与所述信号盘连接；钎焊连接部，形成在所述信号盘上并将所述信号盘与所述凸轮轴连接；所述信号盘和所述钎焊连接部分别由粉末预制件和钎焊料通过烧结处理同时成型。该凸轮轴信号盘组合结构中，由于在信号盘上设计形成钎焊连接部，因而在烧结工序中，可以加入粉末冶金专用钎焊料，烧结过程中焊料熔化使信号盘与芯轴之间的界面形成牢固的冶金结合。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种凸轮轴信号盘组合结构及其制备方法。

背景技术

凸轮轴是发动机配气系统的关键零部件之一，用于驱动气门的开闭。凸轮轴的制备工艺包括铸造、锻造和组合式制备工艺。其中，组合式制备工艺是目前最先进的凸轮轴制造工艺，其工艺流程是将凸轮轴分解成芯轴、端头、凸轮、轴颈等若干个部件，分别进行材料选择及精加工，然后经特定工艺使各部件与芯轴相互连接，得到组合式中空凸轮轴。与传统的铸造、锻造方法相比，组合式中空凸轮轴优势巨大，包括：1)易实现中空结构，减重明显；2)设计灵活、生产柔性；3)尺寸精度高，后续加工余量小，节能节材，因此广泛应用于多种中、高档汽油发动机和柴油发动机。

粉末冶金组合烧结工艺是一种新型的组合式中空凸轮轴制备工艺，所制备的凸轮轴被称为粉末冶金中空凸轮轴。该工艺的特点是：首先采用特殊粉末冶金材料压制凸轮，然后把凸轮装套在芯轴上，放入烧结炉进行烧结，上述粉末冶金凸轮材料在高温的持续烧结过程中能够产生大量液相，使材料密度显著提高，产生较大收缩量而抱紧钢制芯轴，由于液相的存在，凸轮材料与钢制芯轴的界面之间发生明显的元素扩散，而最终形成牢固的冶金结合。相对于其他机械过盈连接方式的组合式凸轮轴，粉末冶金中空凸轮轴具有连接强度高、抗扭转性能优越、耐磨性突出等优势。

一般情况下，凸轮轴上都安装有一片粉末冶金信号盘，用于感应确定凸轮轴的相位角度。对于某些型号设计的凸轮轴，其信号盘位于凸轮轴的两个凸轮之间，在应用粉末冶金组合烧结工艺制备这种中空凸轮轴时，由于信号盘材料一般为常规的粉末冶金Fe-Cu-C或Fe-C，在烧结过程中不产生液相，也没有尺寸的显著收缩，因此无法与芯轴形成冶金结合，导致连接强度不能满足使用要求，在凸轮轴高速旋转过程中可能会发生信号盘的相对位移、转动等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种凸轮轴信号盘组合结构及其制备方法，该凸轮轴信号盘组合结构中，由于在信号盘上设计形成钎焊连接部，因而在凸轮轴烧结工序中，可以加入粉末冶金专用钎焊料，烧结过程中焊料熔化使信号盘与凸轮轴之间的界面形成牢固的冶金结合，以解决现有技术中粉末冶金信号盘与钢制芯轴组合无法形成牢固冶金结合的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种凸轮轴信号盘组合结构。

该凸轮轴信号盘组合结构包括：

信号盘，所述信号盘上设置有轴孔；

凸轮轴，所述凸轮轴贯穿所述轴孔与所述信号盘连接；

钎焊连接部，形成在所述信号盘上并将所述信号盘与所述凸轮轴连接；所述信号盘和所述钎焊连接部分别由粉末预制件和钎焊料通过烧结处理同时成型。

进一步的，所述钎焊连接部包括：

侧向通孔，沿径向开设在所述信号盘上，并且所述侧向通孔连通所述轴孔；

浅沟槽，沿周向开设在所述轴孔的内侧壁上，并且所述浅沟槽与所述侧向通孔连通。

进一步的，所述浅沟槽开设在所述轴孔内侧壁的中间位置。

进一步的，所述浅沟槽开设在所述轴孔内侧壁的一侧且靠近边缘处位置。

为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，提供了一种凸轮轴信号盘组合结构的制备方法。