[发明专利]高性能粉末冶金凸轮和传动齿轮及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金新材料技术领域，涉及一种汽车发动机气门换气传动装置所使用的高性能粉末冶金凸轮和传动齿轮及其制备方法。

背景技术

在现有的汽车发动机气门换气传动装置中，凸轮轴和齿轮是两个分开的结构零件，凸轮的要求是要有很高的耐磨性，齿轮的要求是啮合性能好。在对上述两个零件的生产制作过程中，特别是凸轮轴的生产加工过程较复杂，材料损耗多；在装配时，装配工艺复杂，且凸轮轴和齿轮组合装配后外形较大，结构稳定性差。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种采用粉末冶金工艺，将凸轮和传动齿轮设计为一个整体，具有结构稳定合理、外观精巧紧凑、生产工艺简单方便且节能节材的高性能粉末冶金凸轮和传动齿轮及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高性能粉末冶金凸轮和传动齿轮，汽车发动机气门换气传动装置所使用的凸轮轴和齿轮结构为粉末冶金凸轮和传动齿轮的整体结构，凸轮和传动齿轮为一个整体；凸轮表面硬度为HRB≥105.5，凸轮部分的密度≥6.9g/cm³；齿轮表面硬度为HRB70～85，齿轮部分的密度为6.6～6.9g/cm³。

制备上述高性能粉末冶金凸轮和传动齿轮的方法，其工艺步骤是：

第一步是凸轮及传动齿轮整体毛坯的压制成型：原料采用Fe-Cu-C-Ni混合料，采用粉末冶金双向浮动压制工艺，单位压制压力为500～600Mpa，一次压制成型得到一个凸轮及传动齿轮的整体毛坯，毛坯的凸轮部分的密度≥6.9g/cm³，齿轮部分的密度为6.6～6.9g/cm³；

第二步是烧结：在分解氨气保护下，将经第一步制得的整体毛坯置于网带炉中，在1120℃的高温下，烧结40～90分钟，经过烧结，使齿轮表面硬度为HRB70～85；

第三步是热处理：采用高频线圈局部加热凸轮部位至870℃，再经淬火处理，使凸轮表面硬度为HRB≥105.5；

经上述步骤制得同时具有凸轮轴和齿轮结构的粉末冶金凸轮和传动齿轮的汽车发动机气门换气传动装置产品。

本发明的积极效果是：将凸轮和传动齿轮设计为一个整体，采用粉末冶金工艺，生产出汽车发动机气门换气传动装置所使用的凸轮轴和齿轮结构为粉末冶金凸轮和传动齿轮的整体结构，具有结构稳定合理、外观精巧紧凑、生产工艺简单方便且节能节材的优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

一种高性能粉末冶金凸轮和传动齿轮，生产出汽车发动机气门换气传动装置所使用的凸轮轴和齿轮结构为粉末冶金凸轮和传动齿轮的整体结构，凸轮和传动齿轮为一个整体；凸轮表面硬度为HRB≥105.5，凸轮部分的密度≥6.9g/cm³；齿轮表面硬度为HRB70～85，齿轮部分的密度为6.6～6.9g/cm³。

制备上述高性能粉末冶金凸轮和传动齿轮的方法，其工艺步骤是：

第一步是凸轮及传动齿轮整体毛坯的压制成型：原料采用Fe-Cu-C-Ni混合料，采用粉末冶金双向浮动压制工艺，单位压制压力为500～600Mpa，一次压制成型得到一个凸轮及传动齿轮的整体毛坯，毛坯的凸轮部分的密度≥6.9g/cm³，齿轮部分的密度为6.6～6.9g/cm³；

第二步是烧结：在分解氨气保护下，将经第一步制得的整体毛坯置于网带炉中，在1120℃的高温下，烧结40～90分钟，经过烧结，使齿轮表面硬度为HRB70～85；

第三步是热处理：采用高频线圈局部加热凸轮部位至870℃，再经淬火处理，使凸轮表面硬度为HRB≥105.5；

经上述步骤制得同时具有凸轮轴和齿轮结构的粉末冶金凸轮和传动齿轮的汽车发动机气门换气传动装置产品。

本发明将凸轮和传动齿轮设计为一个整体，采用粉末冶金工艺，生产出汽车发动机气门换气传动装置所使用的凸轮轴和齿轮结构为粉末冶金凸轮和传动齿轮的整体结构，具有结构稳定合理、外观精巧紧凑、生产工艺简单方便且节能节材的优点。