[发明专利]一种超轻铝合金气门凸轮轴正时链轮装置制造工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及汽车零部件生产技术领域，具体涉及一种超轻铝合金气门凸轮轴正时链轮装置制造工艺。

背景技术：

凸轮轴正时装置是一种改善汽车发动机的动力性能和降低耗油量新型装置，是高性能汽车发动机不可缺少重要部件，每辆汽车上至少有两至四套。每套重量约四到六公斤，价值约十五至二十美元。全球市场容量巨大。目前，正时链轮装置主要采用钢制材料。由于正时链轮装置属于高速运转部件，采用超轻铝合金不仅能减轻发动机的重量，更重要的是减少运动部件的动量，从而进一步改善汽车的动力性能和降低耗油量。用于凸轮轴正时装置的铝链轮已经在欧洲的某些汽车上应用。但是，这些铝部件大多采用机械加工的方法制造的。使用的材料主要为T6热处理的6061，6082及7075铝合金或A351铸造铝合金。由于这些铝合金都不具有足够的耐磨性能，所以，必须配合各种表面防磨损的硬化处理。同时，含陶瓷增强相的铝合金复合材料的机加性能又很差。结果是其价格非常昂贵，使其市场应用非常有限，主要用于个性化汽车改装及豪华车。

发明内容：

本发明的目的是提供一种超轻铝合金气门凸轮轴正时链轮装置制造工艺，它采用超轻铝合金不仅能减轻发动机的重量，更重要的是减少运动部件的动量，从而进一步改善汽车的动力性能和降低耗油量，具有高的抗拉强度，更高的扬氏模量和疲劳强度，而且有相当于低碳钢的硬度与耐磨性能，不需表面防磨损的硬化处理和热处理，大大降低制造成本。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明采用以下技术方案：它的生产工艺为：将质量分数为0.5％-1.0％Cu，7％-16％Mg，0％-0.5％Si，0％-1％Zr，0％-1％Sn，81.5-92.5％A1的粉末，使用工具钢模具将其压制成型，模具与压头的最大间距为50-100微米，室温下成型压力为250-600兆帕，然后将成型的材料放入金属带式氮气保护连续烧炉中烧结，冷却后，将其放入校形模具，模具与压头的间距为50-100微米，温度控制为20-350摄氏度，模具润滑使用二硫化钼，校形压力为350-650兆帕，校形模具材料为工具钢或碳化钨钢，时间10-60分钟，模具润滑使用二硫化钼。

所述的烧结工艺参数设定为氧的含量为小于10PPM，流量为每小时14-20立方米，分为三部进行烧结，第一步为除蜡，温度控制为350-450摄氏度，时间15-30分钟；第二步为烧结，温度控制为550-620摄氏度，时间15-60分钟；第三步为冷却，温度控制应使被烧结部件温度降至200摄氏度以下。

本发明具有以下有益效果：它采用超轻铝合金不仅能减轻发动机的重量，更重要的是减少运动部件的动量，从而进一步改善汽车的动力性能和降低耗油量，具有高的抗拉强度，更高的扬氏模量和疲劳强度，而且有相当于低碳钢的硬度与耐磨性能，不需表面防磨损的硬化处理和热处理，大大降低制造成本。

附图说明：

图1为本具体实施方式经过校形后的铝基粉末冶金气门凸轮轴正时齿轮装置的机械及物理性能结构示意图。

具体实施方式：

本具体实施方式采取以下技术方案：它的生产工艺为：将质量分数为0.5％-1.0％Cu，7％-16％Mg，0％-0.5％Si，0％-1％Zr，0％-1％Sn，81.5-92.5％Al的粉末，使用工具钢模具将其压制成型，模具与压头的最大间距为50-100微米，室温下成型压力为250-600兆帕，然后将成型的材料放入金属带式氮气保护连续烧炉中烧结，冷却后，将其放入校形模具，模具与压头的间距为50-100微米，温度控制为20-350摄氏度，模具润滑使用二硫化钼，校形压力为350-650兆帕，校形模具材料为工具钢或碳化钨钢，时间10-60分钟，模具润滑使用二硫化钼。

所述的烧结工艺参数设定为氧的含量为小于10PPM，流量为每小时14-20立方米，分为三部进行烧结，第一步为除蜡，温度控制为350-450摄氏度，时间15-30分钟；第二步为烧结，温度控制为550-620摄氏度，时间15-60分钟；第三步为冷却，温度控制应使被烧结部件温度降至200摄氏度以下。

参照图1，本具体实施方式中的超轻铝合金凸轮轴正时链轮装置具有更高的抗拉强度，更高的扬氏模量和疲劳强度，相当的硬度与耐磨性能。

本具体实施方式具有以下有益效果：它采用超轻铝合金不仅能减轻发动机的重量，更重要的是减少运动部件的动量，从而进一步改善汽车的动力性能和降低耗油量，具有高的抗拉强度，更高的扬氏模量和疲劳强度，而且有相当于低碳钢的硬度与耐磨性能，不需表面防磨损的硬化处理和热处理，大大降低制造成本。