斜齿1.5.1106的成型工艺过程分析
日 期 2017年3月10日 【】本文主要介绍的是斜齿1.5.1106产品的成型工艺分析。本公司斜齿1.5.1106产品的生产工艺是先通过压机将粉末压制成型，然后用烧结炉进行烧结硬化，烧结以后就可进行整形，整形后会公司内部进行机加工，然后用焊接机焊上焊片，最后包装入库。从本论文可以得知，粉末冶金的生产过程，也可以对斜齿1.5.1106产品了解，如生产上压制易出现裂纹，毛刺，掉粉等；烧结会出现凹坑；漏整形，整形时齿部拉伤，机加工不表面平面度不好，焊接双焊片等。对产品本身，可以了解到斜齿1.5.1106产品用于汽车电动助力转向系统，是其控制系统中的一个转向齿轮。虽然本文论述的是斜齿1.5.1106产品的成型工艺，但其核心工艺与整个粉末冶金生产基本相似，但是后处理的方式不同。
目录
引言 1
一、斜齿1.5.1106的简单介绍 2
（一）产品实物图纸与产品图纸.2
（二）产品介绍及运用实例.2
二、金属粉末的选择 3
（一）金属粉末的分类.3
（二）金属粉末选择考虑的因素.3
三、工艺路线3
（一）压制.4
（二）烧结.4
（三）整形.5
（四）机加工.7
（五）焊接.7
总结8
致谢9
参考文献10
引言
自改革开放以来，经济的快速发展，带动了中国重工业的发展，新材料、新能源等领域成为世界关注的焦点。在这时，一种更加节材省能的新兴产业应运而生。粉末冶金是以金属粉末或其混合物为原料，经过成形和烧结，制造各种类型制品的工艺。粉末冶金技术，相对于传统机械行业，更具结构复杂、精度高、一致性好、成分均匀等优点，尤其适合于大批量生产。部分传统工业和机械加工无法制备的材料和复杂零件，粉末冶金也可以胜任。粉末冶金技术已经得到广泛应用，在汽车制造业、航天航空、新能源应用等领域受到青睐，成为新材料科学中最具发展活力中一员。本文主要从粉材的制备压制烧结整形机加工焊接来论述了斜齿1.5.1106的成型工艺，从而大致了解整个粉末冶金的主要
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过程。
一、斜齿1.5.1106的简单介绍
（一）产品实物图与产品图纸
斜齿1.5.1106（EPS PULLEY）产品是采用粉末冶金工艺生产的，在我公司属于难以加工产品，最主要的加工难点就是斜齿部分。斜齿部分不能像正常产品一样直接通过上下冲头在中模的二次加压，而是需要通过下冲的旋转和下冲的下降同时动作才能实现。如图11为VVT产品的实物图（俯视图和侧45°）。
图11 实物图
如图12就是斜齿1.5.1106的工艺图纸。
图12 产品图纸
（二）产品介绍及运用实例
斜齿1.5.1106（MPCC sinter VVT ）产品用于汽车电动助力转向系统，是其控制系统中的一个转向齿轮。电动助力转向系统（Electric Power Steering，缩写EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统。电动助力转向系统可以根据实时车速和所需的转向参数，由电子控制单元完成助力控制，相比于传统机械转向方式，提高了行驶的稳定性，而且更节省成本。
金属粉末的选择
（一）金属粉末的分类
粉末冶金的金属粉末的种类分为很多种，有雾化铁粉，海绵铁粉，扩散粘接铁粉，预合金铁粉等。雾化铁粉用途广泛，很适合高密度结构件，也可作为软磁材料的基材使用，有极高的压制性和纯度，一次压制密度可达7.4g/cm3。也适用于要求软磁性能很高的产品。海绵铁粉的生坯强度和棱角强度非常高，松装密度比NC100.24稍高，适用于要求一次压制一次烧结后密度高的零件，专门为自润滑轴承而设计生产的，在其他混粉中加入少量MH80.23可以显著提高生坯强度。
（二）金属粉末选择考虑的因素
粉末的选择，需要考虑的因素有很多，功能和技术要求，现有的生产设备和技术，成本、整体成本概念。粉末的选择直接影响到如下性能：成形工艺、尺寸变化、稳定性、生坯性能、机加工性能和显微组织。粉末的选择直接影响的质量问题如下：裂纹、尺寸变化大、强度硬度过低、表面斑点、模具磨损。
我们公司采用其中的两种铁粉，分别为海绵铁粉和雾化铁粉。海绵铁粉的原料主要为铁矿石，而雾化铁粉的原料则是来自废弃钢材，加以二次利用。
三、工艺路线
斜齿1.5.1106的粉末冶金成型工艺如图41所示。
图41 工艺路线
（一）压制
压制时粉末冶金工艺的第一步，也是非常重要的一步。压制成形是指将粉末密实成具有一定形状、尺寸、孔间隙和强度的坯体的工艺过程。对于粉末冶金，压制成形一般是指模压成形。模压成形是将金属粉末或粉末混合料装入钢制压模（阴模）中，通过模冲对粉末加压，卸压后，压坯从阴模内脱出，完成成形过程。
压制成型的基本步骤主要有四步，如图42。
填充粉料 双向压坯 上下冲模复位 顶出产品
图42 压制基本步骤
烧结
烧结是使压好的产品为了其提高强度及改善其它性能的一种高温处理方式。它是粉末冶金的重要工序之一，在整个粉末冶金工艺中起着承上启下的作用。在烧结过程中粉末颗粒会发生一系列的物理化学反应，使压坯进一步致密化，消除其中的部分或全部孔隙，并消除其内应力，提高产品的密度、硬度和强度。
1.烧结的方式
烧结的方式可分为间歇烧结和连续烧结。间歇烧结是将产品放入专用的烧结框，然后用行车吊进烧结炉，通过电脑来控制烧结的温度和烧结的气氛，比较灵活，适合小批量生产。连续烧结是产品放在传送带上，使其随着网带的运输，逐步进入炉内，越到内部，温度越高，最高可达1135℃。烧结后会有一段回火区，温度从800℃到600℃递减，目的是对产品进行冷却，最后通过冷却风扇和冷却水流，冷却区温度4060℃，对产品进行快速冷却。
我们公司采用的是连续烧结的方式，能减少二次热处理工艺、减少工件在传统热处理过程的变形、能有效保护薄壁件在热处理过程中不受损坏，与传统热处理方式相比，产品表面干净，无残留油渍等优点。
烧结的参数
烧结的气氛和烧结的温度对产品的影响是十分巨大的，它直接影响产品的密度，产品的硬度，任何参数的变化，都会产生很大的影响，烧结炉的基本参数如表41所示。
表41 烧结炉的基本参数
生产设备
SF500A
温度（℃）
速度（mm/min）
N2（Nm3/h）
H2（Nm3/h）
C3H8（Nm3/h）
异氧量
650/750/850/1000/1070/1135/1135/1135/1135/1125
目录
引言 1
一、斜齿1.5.1106的简单介绍 2
（一）产品实物图纸与产品图纸.2
（二）产品介绍及运用实例.2
二、金属粉末的选择 3
（一）金属粉末的分类.3
（二）金属粉末选择考虑的因素.3
三、工艺路线3
（一）压制.4
（二）烧结.4
（三）整形.5
（四）机加工.7
（五）焊接.7
总结8
致谢9
参考文献10
引言
自改革开放以来，经济的快速发展，带动了中国重工业的发展，新材料、新能源等领域成为世界关注的焦点。在这时，一种更加节材省能的新兴产业应运而生。粉末冶金是以金属粉末或其混合物为原料，经过成形和烧结，制造各种类型制品的工艺。粉末冶金技术，相对于传统机械行业，更具结构复杂、精度高、一致性好、成分均匀等优点，尤其适合于大批量生产。部分传统工业和机械加工无法制备的材料和复杂零件，粉末冶金也可以胜任。粉末冶金技术已经得到广泛应用，在汽车制造业、航天航空、新能源应用等领域受到青睐，成为新材料科学中最具发展活力中一员。本文主要从粉材的制备压制烧结整形机加工焊接来论述了斜齿1.5.1106的成型工艺，从而大致了解整个粉末冶金的主要
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
过程。
一、斜齿1.5.1106的简单介绍
（一）产品实物图与产品图纸
斜齿1.5.1106（EPS PULLEY）产品是采用粉末冶金工艺生产的，在我公司属于难以加工产品，最主要的加工难点就是斜齿部分。斜齿部分不能像正常产品一样直接通过上下冲头在中模的二次加压，而是需要通过下冲的旋转和下冲的下降同时动作才能实现。如图11为VVT产品的实物图（俯视图和侧45°）。
图11 实物图
如图12就是斜齿1.5.1106的工艺图纸。
图12 产品图纸
（二）产品介绍及运用实例
斜齿1.5.1106（MPCC sinter VVT ）产品用于汽车电动助力转向系统，是其控制系统中的一个转向齿轮。电动助力转向系统（Electric Power Steering，缩写EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统。电动助力转向系统可以根据实时车速和所需的转向参数，由电子控制单元完成助力控制，相比于传统机械转向方式，提高了行驶的稳定性，而且更节省成本。
金属粉末的选择
（一）金属粉末的分类
粉末冶金的金属粉末的种类分为很多种，有雾化铁粉，海绵铁粉，扩散粘接铁粉，预合金铁粉等。雾化铁粉用途广泛，很适合高密度结构件，也可作为软磁材料的基材使用，有极高的压制性和纯度，一次压制密度可达7.4g/cm3。也适用于要求软磁性能很高的产品。海绵铁粉的生坯强度和棱角强度非常高，松装密度比NC100.24稍高，适用于要求一次压制一次烧结后密度高的零件，专门为自润滑轴承而设计生产的，在其他混粉中加入少量MH80.23可以显著提高生坯强度。
（二）金属粉末选择考虑的因素
粉末的选择，需要考虑的因素有很多，功能和技术要求，现有的生产设备和技术，成本、整体成本概念。粉末的选择直接影响到如下性能：成形工艺、尺寸变化、稳定性、生坯性能、机加工性能和显微组织。粉末的选择直接影响的质量问题如下：裂纹、尺寸变化大、强度硬度过低、表面斑点、模具磨损。
我们公司采用其中的两种铁粉，分别为海绵铁粉和雾化铁粉。海绵铁粉的原料主要为铁矿石，而雾化铁粉的原料则是来自废弃钢材，加以二次利用。
三、工艺路线
斜齿1.5.1106的粉末冶金成型工艺如图41所示。
图41 工艺路线
（一）压制
压制时粉末冶金工艺的第一步，也是非常重要的一步。压制成形是指将粉末密实成具有一定形状、尺寸、孔间隙和强度的坯体的工艺过程。对于粉末冶金，压制成形一般是指模压成形。模压成形是将金属粉末或粉末混合料装入钢制压模（阴模）中，通过模冲对粉末加压，卸压后，压坯从阴模内脱出，完成成形过程。
压制成型的基本步骤主要有四步，如图42。
填充粉料 双向压坯 上下冲模复位 顶出产品
图42 压制基本步骤
烧结
烧结是使压好的产品为了其提高强度及改善其它性能的一种高温处理方式。它是粉末冶金的重要工序之一，在整个粉末冶金工艺中起着承上启下的作用。在烧结过程中粉末颗粒会发生一系列的物理化学反应，使压坯进一步致密化，消除其中的部分或全部孔隙，并消除其内应力，提高产品的密度、硬度和强度。
1.烧结的方式
烧结的方式可分为间歇烧结和连续烧结。间歇烧结是将产品放入专用的烧结框，然后用行车吊进烧结炉，通过电脑来控制烧结的温度和烧结的气氛，比较灵活，适合小批量生产。连续烧结是产品放在传送带上，使其随着网带的运输，逐步进入炉内，越到内部，温度越高，最高可达1135℃。烧结后会有一段回火区，温度从800℃到600℃递减，目的是对产品进行冷却，最后通过冷却风扇和冷却水流，冷却区温度4060℃，对产品进行快速冷却。
我们公司采用的是连续烧结的方式，能减少二次热处理工艺、减少工件在传统热处理过程的变形、能有效保护薄壁件在热处理过程中不受损坏，与传统热处理方式相比，产品表面干净，无残留油渍等优点。
烧结的参数
烧结的气氛和烧结的温度对产品的影响是十分巨大的，它直接影响产品的密度，产品的硬度，任何参数的变化，都会产生很大的影响，烧结炉的基本参数如表41所示。
表41 烧结炉的基本参数
生产设备
SF500A
温度（℃）
速度（mm/min）
N2（Nm3/h）
H2（Nm3/h）
C3H8（Nm3/h）
异氧量
650/750/850/1000/1070/1135/1135/1135/1135/1125
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