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粉末冶金汽车配件MPIF美国获奖作品欣赏
2018-05-04  点击:127
    粉末冶金汽车配件MPIF美国获奖作品欣赏.
    据2010年左右的资料,美国生产的汽车中使用的粉末冶金零件已达300种750件。宁波市镇海鑫伟邦粉末冶金有限公司为帮助大家了解美国等发达粉末冶金公司同行的发展现状,现多渠道收集资料;今天发的这份资料是美国M P I F(金属粉末工业联合会)的获奖作品;该联合会从1995年开始,每年举行一次粉末冶金设计竞赛,竞赛设大奖与**奖两个奖项。

说 明

这个粉末冶金钢歧管与电磁线圈组装于1~6重型载货车柴油发动机的配气机构中,在排气循环时,帮助起动发动机缸盖内的“Ja ke制动器”装置,减小功率并进行制动,从而使车辆减速。生产的歧管密度不得小于6.7g/c m3,屈服强度不得低于345M P a,极限抗拉强度为413M P a。其复杂形状的设计特点在于圆柱体半径和厚度是变化。后续作业还要切削加工电磁线圈的孔和两个气口孔。用粉末冶金工艺替代铸造工艺,可节约成本20%以上。

说 明

这三个高精度粉末冶金钢零件——滑块、壳体及转子,用于新的、较大的混合动力S U V车的油泵中。选择粉末冶金可改进油泵的效率,降低能耗及减小振动。一经需要时,可变排量的叶片泵可供油,消除了不必要的油流。所有三个零件都制成最终形状,为了保持厚度与平直度公差,仅需双盘磨加工。壳体的密度为6.5g / c m 3,滑块的密度为6.6g/c m 3,转子的密度为6.5g/cm3,由于这三个零件形状复杂且易碎,因此都是在自动压制→烧结→精整流水线上生产的。

说 明

V V T定子用于1.4L发动机中使用的V V T(可变配气相位)装置排气中。这个零件是由改性F e-C u粉末冶金材料制造,将形状复杂的零件压制成形到密度7.0g/c m3。V V T定子的特点在于有五个形状复杂的中心孔,将带轮和V V T外壳实行了一体化设计。很窄的公差有助于使邻接加压室间的任何油渗漏最小化。

粉末冶金定子有助于减少燃油消耗与形成废气,以及改进发动机的运转性能,特别是低转速下的转矩。

说 明

该粉末冶金铝凸轮轴轴承盖是一多台面的最终形零件,其抗拉强度为117M P a、硬度为85~90H R H。安装时,只需要同轴心镗孔一道工序。而被粉末冶金工艺所替代的制造工艺,如压铸在装配前是需要进行切削加工的。因此,该零件采用粉末冶金工艺生产,估计可降低成本50%。

这种铝凸轮轴轴承盖用于G M新的高性能V6发动机(原来设计的是一台发动机用两个轴承盖)和用于GM的其他品牌,有C a d i l l a c C T S、S R X及C T X、B u i c kLaCross及RendeZvous,以及Saab 9-3。这是**台双顶置凸轮发动机使用了一个轴承盖横跨两个凸轮轴。该轴承盖可保持凸轮轴在径向与轴向的位置,同时可为凸轮润滑和为可变凸轮正时(V C T)系统的液压控制提供整体油沟。

说 明

该粉末冶金零件用于高性能双顶置凸轮轴V6发动机可变配气相位(V V T)装置中。它是用温压制造,密度为7.25g/c m3。要将模具与粉末的温度差控制在2.8℃以内。使用装有槽型粉末加热器的C N C机械—液压复合式成形压机,将细节距7.7m m的逆链轮齿压制成形到近终形。这种零件的复杂形状设计使其变成了多功能零件,既是高强度正时链轮,又可实行凸轮相位功能。齿部要进行热处理,并且要回火到表观硬度70H R A。这种零件一般抗拉强度为1169M P a,疲劳极限为358M P a,压缩屈服强度为1262MPa。

说 明

这种新的断裂剖分凸轮轴盖用于各种式样的载货车与轻型载货车中的柴油机(有2.8L、3.0L及4.2L柴油机)。3.0L柴油机中有五个盖,每台柴油机合计使用粉末冶金件1.75k g。由于是低密度粉末冶金零件**次采用断裂剖分工艺,因此,粉末冶金设计除减少切削加工的时间与成本近60%外,还节省了铸铁盖所需要的定位器轴套的费用。这种粉末冶金盖的密度为6.8g/c m3。其力学性能为:屈服强度433M P a,抗拉强度560M P a,疲劳强度175M P a,硬度不低于80H R B。后续加工有钻孔、拉削、镗孔、攻螺纹、切削加工及断裂剖分。

说 明

这个零件是由组成成份为铁-碳-钼-铬的材料制造而成,其密度为7.0g/c m3,抗拉强度为820M P a,屈服强度为682M P a,横向断裂强度为1419M P a,冲击功为15J。据了解,这是铬基烧结硬化材料**次用于凸轮轴驱动装置。这个链轮是用改进的有三个下模冲与两个上模冲的模具压制成形。零件用于4.0L V6发动机。采用该粉末冶金链轮可节约成本10%以上。

说 明

这个零件是排出热废气的氧传感器(H E G O)凸台座,由409L与434L不锈钢粉制成。其将氧传感器定位于汽车发动机排气歧管组件、催化转化器及排气管处。成形密度不小于7.2g/c m3,可制成各种形状,如直壁、阶梯状、成角度、带角度的鞍形座状及凸焊的设计。粉末冶金传感器凸台座能满足焊接性、耐热性、疲劳强度、耐氧化性及耐蚀性的要求,也可在排气法兰上增加如沟槽、拱顶及锥度之类设计的特点。除了能满足使用性能要求外,粉末冶金H E G O凸台座和由棒料冷镦锻或切削加工的产品相比可节约成本30%~70%。

说 明

这是一个用于可变配气相位机构的排气链轮,其成形密度为6.9g/c m3。链轮的抗拉强度为462M P a,屈服强度为345M P a,硬度*130H R B。这种高精度零件是用粉末冶金扩散合金化钢生产的,可节约成本20%~30%。用户要对顶面与底面进行切削加工,需钻横向孔并加工齿盘。这种链轮用于*一代VVT机构。

说 明

这个转子是由两个零件通过烧结时扩散连接形成的一个组合件,重3.3k g。外部的零件由铁粉制成,密度为7.0g/c m3;内部的零件由铁-镍-铜材料制成,密度为6.5g/c m3。最终形状是切削加工完成。这个转子用于2003本田城市混合动力电动汽车集成的发动机助力(I M A)动力系。混合动力电动汽车有两套驱动装置——无刷D C电动机与1.3L四缸发动机。I M A动力系有一在制动与减速时进行再充电的镍金属混合动力电池组件。汽油-电动混合动力系有一使用五挡手动变速器的E P A(环保署)的城市、公路燃料经济性发动机,额定功率46/51mpg。

说 明

这是一个三台面的不锈钢排气隔离器法兰,重量为1.1k g。作为4.7L与5.4L发动机的消声器进排气法兰,和这些发动机一起用于Ford Expedition和LincolnNavigator。Senior Automotive将法兰焊接在一挠性接头上。这种挠性接头是TennecoAutomotive为Ford MotorC o.制造的较大的排气系统中的一个零件。这个零件是由409L不锈钢粉制造,密度为7.3g/c m3,屈服强度为205M P a,抗拉强度为383M P a,伸长率为24%。零件是以最终成形提供的,不需要精整或切削加工,后续加工仅需去毛刺。

说 明

这两个零件是形状复杂的、螺旋角为36.25℃的粉末冶金钢驱动飞轮与从动齿轮,用于Chrysler 2.4L发动机,其在*转速13 000r/m in下,曲轴速度提高一倍。齿轮(A G M A 8/9级水平)齿根面局部密度达到7.8g/c m3,未承受应力的心部齿表面附近的密度仍为7.0g/c m3。为**控制关键齿根面表面的渗碳层,零件进行了真空渗碳淬火。零件淬硬到70H R A,并在渗碳层深度0.20m m处将渗碳层硬度控制在不低于500H V。齿轮是用多轴、闭环液压式C N C成形压机压制成形,在1280℃下烧结的。零件的力学性能如极限抗拉强度不低于862M P a,屈服强度不低于827M P a。这两个齿轮原来是用可锻铸铁生产的,但改用粉末冶金生产后大大降低了生产成本。现已生产的粉末冶金齿轮有200多万件。

这个齿轮为A G M A7级,是一个输出齿轮,用作汽车发动机歧管的制动器。这是一个由M P I F材料标准的S S304 N1-30不锈钢粉生产的、形状复杂的最终成形零件,符合精密公差要求;内径4.80~4.85m m和用线15.44~15.31m m测量的。这个齿轮有60个齿,密度不小于6.4g/c m3,它是用多台面成形压机压制成形的(以得到适当的密度分布)。其极限抗拉强度为296M P a,屈服强度不小于207M P a,一般横向断裂强度772M P a,表面硬度61H R B。零件可与304不锈钢齿轮配对,现已生产这种齿轮100多万件。这个零件原来是用滚齿制造的钢齿轮,改用粉末冶金工艺生产后大大节约了成本。

说 明

这个零件是General Motors Mark V1 V8发动机的磁阻轮。这个磁阻轮是一种在烧结时由两件钎焊在一起构成的组件。将这个48齿的零件制成了最终形状,但需要用磨削加工分离槽,为使孔合格还要进行抛光,为除去磨削的毛刺要进行喷丸处理。磁阻轮触发的信号指出了到车载计算机的速度与曲轴位置,主要目的是控制排放物。必要的尺寸是二者齿的排列对孔的*总偏心率要小于0.129 5m m,装配毂的平直度要保持在小于0.078 7m m,齿的最小密度为7.0g/c m3。为了保持组件总的偏心率规范,在压制成形这两个零件时,必须严格控制同心度。

说 明

这个零件是用在Chrysler 2.7L双顶置凸轮轴发动机中用的凸轮轴盖。为了将轴承安装在铝发动机缸体的缸盖中,每台发动机使用了4个止推轴承盖和16个标准轴承盖。用户将这些轴承盖安装在发动机缸体中,然后在一次作业中对这些轴承盖进行同心镗孔。这些轴承盖的最小密度为2.5g/c m3,屈服强度为184M P a,抗拉强度为218M P a,硬度为55H R E。粉末冶金零件比其替代的深度切削加工的压铸件可节约成本35%。

说 明

这个零件是固定在新Chevrolet Silverado岐管进气管侧的304L右侧进、排气管法兰。这个三台面法兰的密度为6.95g/c m3,极限抗拉强度为403M P a,屈服强度为180M P a。另外,其伸长率为23%,硬度为50H R B,冲击强度为115J且横向断裂强度1000M P a。粉末冶金零件具有近终形状,精度高,不需要任何后续作业,可显著节约成本。

虽说这些产品获奖时间很早了,但是客观说瘦死骆驼比马大,以上很多项目还至今未在国内投产,因此对国内从业者还是有一定借鉴意义;特备是对想开拓一线客户、开发新产品的从业人士而言,只有开发国内很少企业能做、在做的产品,才有较高的利润空间。

    

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