一种用于生产汽车电控泵调整垫板的材料及方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于生产汽车电控泵调整垫板的材料及方法，用于生产汽车电控泵调整垫板采用的原材料为316L型不锈钢粉末，组分和含量如下：Cr16-18％，Ni12-14％，Mo2-3％，Fe为余量。本发明生产出的调整垫板在2MPa压力下，其密封无泄漏；少剩磁：不大于2高斯，满足产品的性能要求，以及尺寸精度、形位公差及表面粗糙度均达到图纸要求和国家标准要求。
【专利说明】一种用于生产汽车电控泵调整垫板的材料及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于生产汽车电控泵调整垫板的材料及方法，特别是涉及一种一 次压制一次烧结粉末冶金生产汽车电控泵调整垫板的材料及方法。
【背景技术】
[0002] 汽车废气排放不合格是我国雾霾产生的重要因素之一，严重影响了我国人民的身 体健康，随着汽车量的增加，大气环境越来越恶化。汽车电控泵是汽车达到欧IV和国五环保 标准的一个重要部件，汽车电控泵的调整垫板是汽车电控泵的关键零件，性能要求极高：硬 度HBW190-215、耐腐蚀、剩磁不大于2高斯，密度高在2Mpa压力下密封无泄漏。因此，各国 对调整垫板都采用了较高的工艺技术和较好的原材料。例如：目前欧美等国家采用316型 不锈钢（0Crl7Nil4M 〇2)板机械加工制造。
[0003] 调整垫板一般采用机械加工方法得到，其具体为：调整垫板的外形和内孔为长方 形，四角有4个4. 5m/m左右的小通孔，小孔均有尺寸和位置度的要求，正反面均有油槽，调 整垫板的反面内孔上还有二个耳朵，零件的尺寸公差、形位公差、油槽底表面粗糙度和调整 垫板的正反两个端面粗糙度均有一定的要求，由于零件材料有少剩磁磁性，因此在平面磨 床上不能加工，在研制初期，在数控铣床上进行油槽修整和平面加工，由于没有磁性，只能 用专用轧具轧好以后进行加工，加工效率低下，10件/小时，成本较高，约85元一个，装轧时 支头螺丝一支紧零件要稍翘起，这样产品就很难达到性能要求，即使使用数铣机械加工，油 槽底部的粗糙度也很难达到要求。
[0004] 后来，也有采用粉末冶金工艺的，例如：（1)采用SS - 306不锈钢粉末加石墨的 粉末冶金制造，其工艺为混料一压制一烧结一整形，成品密度为6.6 - 7. lg/cm3,硬度为 HBW140-160,由于有碳的存在，产品剩磁大，密度稍低，在2Mpa压力下不能密封，出现泄漏 现象，无法满足产品的性能要求。（2)306型不锈钢粉末压坯烧结渗铜法，其工艺流程为混 料一压制一烧结一渗铜一整形。成品密度大于7. 3g/cm3,无磁性，硬度可达到HBW180左右， 在2Mpa压力下无渗漏现象，但有色金属含量达到12%左右，浸渗铜块要另有模具压制，渗 铜工序相当于二次烧结，工序复杂，成本高昂。（3) 306不锈钢一次压制烧结浸渗法，其工艺 为混料-压制-烧结-浸渗塑料-固化-整形，密度>6. 9g/cm3,硬度可达到HBW180-190， 采用1180度高温烧结，但浸渗到表面多，里面的毛细孔浸渗少，产品附加之后容易泄漏。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种用于生产汽车电控泵调整垫板的材料及 方法，生产出的调整垫板在2Mpa压力下，其密封无泄漏；少剩磁：不大于2高斯，满足产品 的性能要求。
[0006] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种用于生产汽车电控泵调 整垫板的材料，其特征在于，其采用的原材料为SS - 316L型不锈钢粉末，组分和含量如下： Cr 16-18%，Nil2-14%，Mo2-3%，Fe为余量，在该粉喷雾时熔入P0. 07%，另外加入3% - 5%的磷铁粉和1%的硬脂酸锌作为添加剂。
[0007] 本发明还提供一种用于生产汽车电控泵调整垫板的方法，其特征在于，该制备方 法包括以下步骤：
[0008] 步骤一、配料和混料步骤，首先选取Cr 16-18%，Nil2-14%，Mo2-3%，Fe为余量 的SS - 316L型不锈钢粉末，在该粉喷雾时熔入P0. 07%，另外加入3% - 5%的磷铁粉和 1%的硬脂酸锌作为添加剂；其粒度配比：用-100/150目筛过筛得到11% - 13%的不锈钢 粉末，用-150-200目筛过筛得到13% - 17%的不锈钢粉末，用-325目筛过筛得到38% - 41. 5 %的不锈钢粉末，用-200/325目筛过筛得到余量的不锈钢粉末；然后在配好的不锈 钢粉末中熔入磷铁粉3 % - 5 %，硬脂酸锌1 %进行配料，为了减少粉末偏析，加入0. 2 - 0. 3%的20#机油，在双锥形混料机中，混料45 - 60分钟，然后用60目筛过筛，完成混料；
[0009] 步骤二，压制步骤，将步骤一混制好的料，放入200吨粉末液压机模具内进行压 制，压制压力约8T/cm 2,压制厚度Η根据产品规格分档调整，模具采用一上一下模具，模具 的内孔、小孔的收缩率一般为3-4%，上下模均有0.5*45°倒角设计；制成的压坯密度为 6. 5+0. 05g/cm3 ;然后采用排水法用仪器测量压制密度是否合格，另外再检验厚度；
[0010] 步骤三，脱脂与真空烧结步骤，将压坯放入脱脂炉，脱脂温度为550°c -570°c， 脱脂时间为3-5小时，压坯冷却后，放入真空烧结炉进行真空烧结，真空烧结温度 1135-1165°C，真空度小于5pa，真空烧结时间2 - 3小时；然后用检具测量内孔的尺寸，小 孔的尺寸和位置度；
[0011] 步骤四，压平步骤，将真空烧结后冷却的压坯用100吨压机压平；
[0012] 步骤五，喷砂步骤，压坯的上下两个端面分别有一条槽；槽深有一定的公差要求， 槽底有一定的表面粗糙度要求，将压坯用喷砂机进行喷砂加工，达到了槽底表面粗糙度 Ral. 6的要求；
[0013] 步骤六，压槽、初磨和精密步骤，为确保产品厚度精度，两端面平面度，平行度及槽 的深度公差，将压坯放在35吨液压机上进行压槽、使用高精度双端面磨床进行初磨，达到 了两面密封槽深度的尺寸精度，制成了半成品；然后再精磨达到成品厚度尺寸要求；
[0014] 步骤七，去毛刺和锐边步骤，压制时上下模具对径及孔均有粉末冶金的小的 0. 5*45°倒角，采用滚动去毛刺机和平面去毛刺机将半成品上的毛刺和锐边去除，达到成 品要求。
[0015] 优选地，所述步骤一进行的混料是采用双锥形混料机。
[0016] 优选地，所述步骤三的脱脂在脱脂炉内进行，真空烧结在真空烧结炉内进行。
[0017] 优选地，所述步骤五采用喷砂机喷砂加工。
[0018] 优选地，所述步骤六的压槽在35吨液压机上进行，初磨在高精度双端面磨床上进 行。
[0019] 优选地，所述步骤七采用滚动和平面抛光机去除毛刺，达到了使用单位的要求。
[0020] 优选地，所述用于生产汽车电控泵调整垫板的方法制成的产品所产生的废品喷成 SS-316型不锈钢粉末后再循环生产。
[0021] 本发明的积极进步效果在于：
[0022] 1.本发明产品在2Mpa压力下，其密封无泄漏；少剩磁：不大于2高斯，满足产品的 性能、尺寸和形位公差的要求，密度可达到7. 45g/cm3,硬度为222HB，高于国家标准。
[0023] 2.工艺简单且成本低，为一次压制一次烧结，成本是一般机械加工的四分之一。
[0024] 3.由于采用一次压制一次烧结，生产过程所产生的废气少，另外污水排放几乎为 零，本品只采用水冷却，故几乎为零排放。
[0025] 4.本产品的合格率为97%以上。
[0026] 5.另外少量的废品喷成SS - 316型不锈钢粉末后可再生产，是绿色循环产品。
【具体实施方式】
[0027] 下面给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
[0028] 本发明一种用于生产汽车电控泵调整垫板采用的原材料为SS - 316型不锈钢 粉末，组分和含量如下：Cr 16-18%，Nil2-14%，Mo2-3%，Fe为余量，在该粉喷雾时熔入 P0. 07%，另外加入3% - 5%的磷铁粉和1 %的硬脂酸锌作为添加剂。Ni为12-14%，这样 做成的产品用测磁仪器检测剩磁少于2高斯。
[0029] 实施例一
[0030] 在本实施例中，本发明用于生产汽车电控泵调整垫板采用的原材料的组分和含量 如下：Cr 16%，附14%^〇2%^〇为余量，在该粉喷雾时熔入？0.07%，另外加入3%的磷铁 粉和1 %的硬脂酸锌作为添加剂。
[0031] 实施例二
[0032] 在本实施例中，本发明用于生产汽车电控泵调整垫板采用的原材料的组分和含量 如下：Cr 18%，附12%^〇3%^〇为余量，在该粉喷雾时熔入？0.07%，另外加入5%的磷铁 粉和1 %的硬脂酸锌作为添加剂。
[0033] 实施例三
[0034] 在本实施例中，本发明用于生产汽车电控泵调整垫板采用的原材料的组分和含量 如下：Cr 17%，附13%^〇3%^〇为余量，在该粉喷雾时熔入？0.07%，另外熔入4%的磷铁 粉和1 %的硬脂酸锌作为添加剂。
[0035] 实施例四
[0036] 在本实施例中，本发明用于生产汽车电控泵调整垫板采用的原材料的组分和含量 如下：Cr 18%，附14%^〇2%^〇为余量，在该粉喷雾时熔入？0.07%，另外加入3%的磷铁 粉和1 %的硬脂酸锌作为添加剂。
[0037] SS - 316型不锈钢粉末中熔入磷化铁的百分含量对调整垫板泄漏及烧结产品内 孔尺寸变形（合格要求烧结后的内孔尺寸为25. 4 - 25. 6)的数据如表1所示：
[0038] 表 1
[0039] 熔入磷化铁的量％~|2MP压力下泄漏情况|内孔尺寸mm 2 25. 48 ~ 25. 53~ 2?5 60%漏气 25. 48 ~ 25. 53~ 3 无泄漏 25. 45 ~ 25. 58~ 4 I无泄漏 |25. 43 ?25. 60~ 5 无泄漏 25. 40?25. 60~
[0040] 粉末粒度配比对烧结产品内孔尺寸变化和烧结产品合格率影响如表2所示：
[0041] 表 2
[0042] 立度配比构成 -100/150 -150-200 -200/325 325 烧结产Rnn内孔合格率 ^目） 尺寸 粒度配比实验例\\^______ 例 1 8% 20% 余量 48% 25.38 ?20% ______25.75__ 例 2 10% 19% 余量 45% 25.40 ?50% _____ 25.65__ 例 3 11% 17% 余量 41.5% 25.45 ?97% ______25.55__ 例 4 12% 16% 余量 40% 25.48 ?98% _____ 25.55__ 例 5 13% 13% 余量 38% 25.48 ?98% ____ 25.53__
[0043] SS - 316型不锈钢粉末含镍量对剩磁影响如表3所示：
[0044] 表 3
[0045] 含镍量％ I剩磁（高斯) To 30 11 20 12 Γδ 13 ? 14 ?
[0046] 扞测各种状态下槽底表面粗糙度（Ra)如表4所示：
[0047] 表 4
[0048] 实验例 例1__M2__M3__M4__例5 合格产品__<L6__<L6__<L6__<L6__<1.6 数铣产品 1 601 1 778 1 846 1.659 1 703 (半槽)______ 未喷砂产品 丨 701 1 883 1.851 1.638 I 412 (上槽)______ 未喷砂产品 1.775 1 624 1.589 1 629 1.637 (下槽)______ 喷砂后产品 1.149 1.334 1.076 1.246 1.263 (上槽)______ 喷砂后产品 1 112 1 127 1.023 1 188 1.167 (下槽） _____
[0049] 本产品添加剂为磷铁粉和硬脂酸锌，磷铁粉的加入量为3% -5%均可，小于3%要 泄漏，最终最小为3%，磷化铁太多尺寸变化大，真空烧结后易变形。硬脂酸锌的熔入量为 1%。在真空炉内液相烧结。自封毛细孔，在2Mpa大气压力下无泄漏。
[0050] 306L不锈钢粉含磷量对烧结温度和烧结件尺寸的影响如下表5所示，
[0051] 表 5
[0052] 加入磷铁粉含量烧结温度°c 钢粉中磷的含量 变化 0.01% 3 1180 25.40?25.65 0.07% 3 1150 25.45?25.58
[0053] 在不影响不锈钢粉物理性能条件下，适当熔入磷可降低烧结温度，改善烧结尺寸 精度。
[0054] 本发明一种用于生产汽车电控泵调整垫板的材料的方法包括以下步骤：
[0055] 步骤一、配料和混料步骤，首先选取Cr 16-18%，Nil2-14%，Mo2-3%，Fe为余量 的SS - 316L型不锈钢粉末，在该粉喷雾时熔入P0. 07%，另外加入3% - 5%的磷铁粉和 1%的硬脂酸锌作为添加剂。其粒度配比：用-100/150目筛过筛得到11% - 13%的不锈钢 粉末，用-150-200目筛过筛得到13% - 17%的不锈钢粉末，用-325目筛过筛得到38% - 41. 5 %的不锈钢粉末，用-200/325目筛过筛得到余量的不锈钢粉末；然后在配好的不锈
【权利要求】
1. 一种用于生产汽车电控泵调整垫板的材料，其特征在于，其采用的原材料为SS - 316L型不锈钢粉末，组分和含量如下：Crl6-18%，Nil2-14%，Mo2-3%，Fe为余量，在该粉 喷雾时熔入P0. 07 %，另外加入3 % - 5 %的磷铁粉和1 %的硬脂酸锌作为添加剂。
2. -种用于生产汽车电控泵调整垫板的方法，其特征在于，该用于生产汽车电控泵调 整垫板的方法包括以下步骤： 步骤一、配料和混料步骤，首先选取Cr 16-18%，Nil2-14%，Mo2-3%，Fe为余量的 SS - 316L型不锈钢粉末，在该粉喷雾时熔入P0. 07 %，另外加入3 % - 5 %的磷铁粉和1 % 的硬脂酸锌作为添加剂；其粒度配比：用-100/150目筛过筛得到11% - 13%的不锈钢粉 末，用-150-200目筛过筛得到13 % - 17 %的不锈钢粉末，用-325目筛过筛得到38 % - 41. 5 %的不锈钢粉末，用-200/325目筛过筛得到余量的不锈钢粉末；然后在配好的不锈 钢粉末中熔入磷铁粉3 % - 5 %，硬脂酸锌1 %进行配料，为了减少粉末偏析，加入0. 2 - 0. 3%的20#机油，在双锥形混料机中，混料45 - 60分钟，然后用60目筛过筛，完成混料； 步骤二，压制步骤，将步骤一混制好的料，放入200吨粉末液压机模具内进行压制，压 制压力约8T/cm2,压制厚度Η根据产品规格分档调整，模具采用一上一下模具结构，模具 的内孔、小孔的收缩率一般为3-4%，上下模均有0.5*45°倒角设计；制成的压坯密度为 6. 5+0. 05g/cm3 ;然后采用排水法用仪器测量压制密度是否合格，另外再检验厚度； 步骤三，脱脂与真空烧结步骤，将压坯放入脱脂炉，脱脂温度为550°C _570°C，脱脂时 间为3-5小时，压坯冷却后，放入真空烧结炉进行真空烧结，真空烧结温度1135-1165°C，真 空度小于5pa，真空烧结时间2 - 3小时；然后用检具测量内孔的尺寸，小孔的尺寸和位置 度； 步骤四，压平步骤，将真空烧结后冷却的压坯用100吨压机压平； 步骤五，喷砂步骤，压坯的上下两个端面分别有一条槽；槽深有一定的公差要求，槽底 有一定的表面粗糙度要求，将压坯用喷砂机进行喷砂加工，达到了槽底表面粗糙度Ral. 6 的要求； 步骤六，压槽、初磨和精密步骤，为确保产品厚度精度，两端面平面度，平行度及槽的深 度公差，将压坯放在35吨液压机上进行压槽、使用高精度双端面磨床进行初磨，达到了两 面密封槽深度的尺寸精度，制成了半成品；然后再精磨达到成品厚度尺寸要求； 步骤七，去毛刺和锐边步骤，压制时上下模具对径及孔均有粉末冶金的小的0. 5*45° 倒角，采用滚动去毛刺机和平面去毛刺机将半成品上的毛刺和锐边去除，达到成品要求。
3. 如权利要求2所述的一种用于生产汽车电控泵调整垫板的方法，其特征在于，所述 步骤一进行的混料是采用双锥形混料机。
4. 如权利要求2所述的一种用于生产汽车电控泵调整垫板的方法，其特征在于，所述 步骤三的脱脂在脱脂炉内进行，真空烧结在真空烧结炉内进行。
5. 如权利要求2所述的一种用于生产汽车电控泵调整垫板的方法，其特征在于，所述 步骤五采用喷砂机喷砂加工。
6. 如权利要求2所述的一种用于生产汽车电控泵调整垫板的方法，其特征在于，所述 步骤六的压槽在35吨液压机上进行，初磨和精磨在高精度双端面磨床上进行。
7. 如权利要求2所述的一种用于生产汽车电控泵调整垫板的方法，其特征在于，所述 步骤七采用滚动和平面抛光机去除毛刺，达到了使用单位的要求。
8.如权利要求2所述的一种用于生产汽车电控泵调整垫板的方法，其特征在于，所述 用于生产汽车电控泵调整垫板的方法制成的产品所产生的废品喷成SS-316型不锈钢粉末 后再循环生产。
【文档编号】B22F3/16GK104117670SQ201410371009
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】费镜涛, 张晖, 方昭, 姚明江 申请人:上海兴罗特种密封件有限公司