一种高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺制造技术

本发明专利技术提供一种高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺，所述生产工艺包括：混料步骤，包括配制合金粉末原料；预成形坯压制步骤，包括按照预成形坯设计方案将合金粉末原料在成形机上压制成形；预成形坯烧结和保温步骤，包括将预成形坯烧结至完全合金化，然后移至保温炉中保温；锻造及机加工步骤，包括采用热镦锻工艺对预成形坯进行锻造，然后进行机加工；喷钼步骤，包括将喷钼层喷涂于内孔锥面上。该生产工艺具有成本低、工艺流程短、材料利用率高、适合大批量生产、产品质量稳定和废品率低等特点。

A New Powder Metallurgy Process for High Performance Automotive Synchronizer Ring

The invention provides a new powder metallurgy production process for high performance automotive synchronizer gear ring. The production process includes: mixing steps, including preparation of alloy powder raw materials; pressing steps of preformed blank, including pressing forming of alloy powder raw materials on the forming machine according to the design scheme of preformed blank; sintering and holding steps of preformed blank, including sintering preformed blank to complete integration. Gold, then move to the heat preservation furnace for heat preservation; forging and machining steps, including hot upsetting forging process for forging the preformed billet, and then machine processing; spraying molybdenum steps, including spraying molybdenum layer on the conical surface of the inner hole. The production process has the characteristics of low cost, short process flow, high material utilization rate, suitable for mass production, stable product quality and low waste rate.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺
本专利技术涉及粉末冶金汽车零部件
，特别涉及一种高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺。
技术介绍
同步器齿环是变速器中的重要零件，它不仅能使变速换挡平稳、省力、方便，而且能降低变速冲击和噪声，节约燃油消耗。但是同步器齿环形状较复杂，尺寸精度要求高，且有高的耐磨性和机械性能要求。传统的汽车同步器齿环生产工艺是采用耐磨铜合金管材，经过车削下料、切削内外轮廓、电火花放电花键齿、后续机加工然后检验制得。该制备方法的机加工艺特别复杂，工序长、效率低，材料利用率极低，大量消耗铜、镍、钴等价格昂贵的有色金属，生产制造成本极高。因此，如何提供一种满足产品使用性能需求、制造工艺简单、生产效率高、材料利用率高、节约贵金属、生产成本低的同步器齿环生产工艺，成为亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺，包括以下步骤：a)混料步骤，包括配制合金粉末原料；b)预成形坯压制步骤，包括按照预成形坯设计方案将合金粉末原料在成形机上压制成形；c)预成形坯烧结和保温步骤，包括将预成形坯烧结至完全合金化，然后移至保温炉中保温；d)锻造及机加工步骤，包括采用热镦锻工艺对预成形坯进行锻造，然后进行机加工；e)喷钼步骤，包括将喷钼层喷涂于内孔锥面上。可选的，步骤a)中所述合金粉末原料为水雾化低合金钢铁粉，包括0.17-0.22wt％的C，0.15-0.3wt％的Si，0.45-0.65wt％的Mn，1.65-2.0wt％的Ni，0.2-0.3wt％的Mo，其他为Fe以及<0.2wt％的Sn和<0.15wt％Pb。可选的，步骤b)中所述预成形坯设计方案为简单形状预成形坯法。可选的，步骤b)中所述压制成形的步骤包括：按照预成形坯设计方案将合金粉末原料在成形机上压制成形，成形密度在5.8-7.0g/m3范围内，质量偏差在±0.5％范围内。可选的，步骤c)中所述预成形坯烧结的温度在1100-1130℃范围内，所述保温炉内部为无氧化性气氛，保温炉炉温为1000℃。可选的，步骤d)中所述热镦锻工艺的锻模预热温度在200-300℃范围内，预成形坯出保温炉在空气中暴露时间不大于5秒，锻造温度在870-1090℃范围内，锻造润滑剂为水剂石墨，喷涂润滑剂应在锻件出模后进行。可选的，步骤d)中，锻造结束后采用热砂箱缓冷。与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下优点：本专利技术采用预成形坯成形工艺，精准控制预成形坯质量和密度分布，可以确保后续生产工艺中较少的缺陷量，提高产品精度和最终的力学性能。本专利技术采用喷钼工艺将喷钼层喷涂与内锥面上，提高了局部的耐磨性，满足了高性能的使用需求。本专利技术采用的制造工艺较传统的使用铜合金管材机加工的生产工艺，具有生产率高，废品率低，成本低和质量稳定的优点。附图说明图1是本专利技术一实施例高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺的流程示意图；图2是本专利技术一实施例高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺所制备的汽车同步器齿环的主视图和侧视图。具体实施方式由
技术介绍
可知，制备高性能汽车同步器齿环的生产工艺有待简化，成本有待降低，效率有待提高。分析存在上述问题的原因包括：同步器齿环形状复杂，尺寸精度要求高，且有高的耐磨性和机械性能要求。传统的汽车同步器齿环生产工艺是采用耐磨铜合金管材，经过车削下料、切削内外轮廓、电火花放电花键齿和后续机加工制备。该制备方法的机加工艺特别复杂，工序长、效率低，材料利用率极低，大量消耗铜、镍、钴等价格昂贵的有色金属，生产制造成本极高。为了解决上述问题，本专利技术提供一种制备高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺，能够提高制备效率并降低成本。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参考图1，图1示出了本专利技术高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺的流程示意图。具体地，包括以下基本步骤：a)混料步骤，包括配制合金粉末原料；b)预成形坯压制步骤，包括按照预成形坯设计方案将合金粉末原料在成形机上压制成形；c)预成形坯烧结和保温步骤，包括将预成形坯烧结至完全合金化，然后移至保温炉中保温；d)锻造及机加工步骤，包括采用热镦锻工艺对预成形坯进行锻造，然后进行机加工；e)喷钼步骤，包括将喷钼层喷涂于内孔锥面上。下面将结合附图对本专利技术做进一步说明。参考图1，执行步骤a)，配制合金粉末原料。本专利技术中，所述合金粉末原料为高性价比的水雾化低合金钢铁粉，包括0.17-0.22wt％的C，0.15-0.3wt％的Si，0.45-0.65wt％的Mn，1.65-2.0wt％的Ni，0.2-0.3wt％的Mo，其他为Fe以及<0.2wt％的Sn和<0.15wt％Pb。参考图1，执行步骤b)，按照预成形坯设计方案将合金粉末原料在成形机上压制成形,成形密度在5.8-7.0g/m3范围内，质量偏差在±0.5％范围内。参考图2，图2示出了本专利技术一实施例高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺所制备的汽车同步器齿环的主视图和侧视图。如图2所示，同步器齿环结构非常复杂，包括与法兰同平面的渐开线花键齿1，锥体2，以及位于锥体周径外侧凸出的三个均匀分布的键销3，内锥面4等部分构成，对尺寸的精度要求较高。本专利技术采用简单形状预成形坯设计方案，使其外表面不带齿，以便压制和锻造都容易实现，可以防止在压制成形后各工序流转过程中产品齿部碰伤；最终通过机加工获得精准的同步器齿环结构。预成形坯的径向尺寸设计是在相应锻模尺寸基础上考虑合适的放入间隙来确定。预成形坯高度尺寸，由其径向尺寸、质量和密度确定。预成形坯的的质量等于锻件(包括飞边)的质量。预成形坯密度设计，综合考虑压制和锻造两个工序。一般来说，预成形坯密度高、塑性好、容易充满锻模型腔，避免锻造缺陷。但预成形坯密度与压制成形模具寿命、原料成份相关，影响制造成本，同时由于粉末冶金孔隙的存在，成形密度若超过一定限度则难以实现。参考图1，执行步骤c)，将预成形坯烧结至完全合金化，然后移至保温炉中保温,所述预成形坯烧结的温度在1100-1130℃范围内，预成形坯在加热中必须保证无氧化、无脱碳、无渗碳；所述保温炉内部为无氧化性气氛，保温炉炉温为1000℃，保温温度应保证预成形坯在锻造时具有良好的塑性，一般按照锻造温度再加50-100℃来确定保温温度。参考图1，执行步骤d)，采用热镦锻工艺对预成形坯进行锻造，然后进行机加工。锻造时要注意操作快、锻模预热、锻造润滑、模内腔积存润滑剂及时清除。预成形坯出保温炉在空气中暴露时间不大于5秒、尽可能减少预成形坯空气中氧化影响锻造；锻模预热温度控制在200-300℃范围内，锻造温度控制在870-1090℃范围内，锻模预热可有效地减小预成形坯与模具接触部位的温降，有利于锻件充满和防止裂纹产生，锻造温度精准控制有利于提高锻模寿命、降低能耗。锻造润滑选用水剂石墨，将其用喷枪喷洒在模具工作表面上，以提高锻模寿命和预成形坯锻造成型时的流动充模性能。但是润滑剂易在模腔尖角部位积存，必须及时清除，防止锻件在相应部位出现充不满的缺陷。喷涂润滑剂(兼作冷却剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：a)混料步骤，包括配制合金粉末原料；b)预成形坯压制步骤，包括按照预成形坯设计方案将合金粉末原料在成形机上压制成形；c)预成形坯烧结和保温步骤，包括将预成形坯烧结至完全合金化，然后移至保温炉中保温；d)锻造及机加工步骤，包括采用热镦锻工艺对预成形坯进行锻造，然后进行机加工；e)喷钼步骤，包括将喷钼层喷涂于内孔锥面上。

【技术特征摘要】
1.一种高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：a)混料步骤，包括配制合金粉末原料；b)预成形坯压制步骤，包括按照预成形坯设计方案将合金粉末原料在成形机上压制成形；c)预成形坯烧结和保温步骤，包括将预成形坯烧结至完全合金化，然后移至保温炉中保温；d)锻造及机加工步骤，包括采用热镦锻工艺对预成形坯进行锻造，然后进行机加工；e)喷钼步骤，包括将喷钼层喷涂于内孔锥面上。2.根据权利要求1所述的高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺，其特征在于，步骤a)中所述合金粉末原料为水雾化低合金钢铁粉，包括0.17-0.22wt％的C，0.15-0.3wt％的Si，0.45-0.65wt％的Mn，1.65-2.0wt％的Ni，0.2-0.3wt％的Mo，其他为Fe以及<0.2wt％的Sn和<0.15wt％Pb。3.根据权利要求1所述的高性能汽车同步器齿环新型粉末冶金生产工艺，其特征在于，步骤b)中所述预成形坯设...

【专利技术属性】
技术研发人员：施昌旭，夏敏，石小荣，黄亿奇，张艳伟，
申请(专利权)人：江苏智造新材有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32