本发明涉及汽车导向器,特别是涉及了一种汽车导向器及其生产方法。
背景技术:
1、粉末冶金是以金属或金属粉末与非金属粉末的混合物作为原料,经过模压成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术,尤其在汽车零部件领域得到了大量的应用。其中,汽车导向器作为汽车悬挂系统中的重要组成部分,其作用是传递和承受车轮与车身之间的力和力矩,保证车辆行驶的稳定性和舒适性。近年来,随着粉末冶金技术的不断进步,粉末冶金材料在汽车导向器制造领域得到了广泛应用。但存在重量大、耐磨性差、易产生噪音等缺点。
技术实现思路
1、针对现有技术中密封圈材料抗干燥性能不足的问题,本发明提出了一种新型的汽车导向器及其生产方法,通过优化合金成分和添加剂的比例,引入玻璃纤维作为增强材料,有效提高了汽车导向器的强度、耐磨性和减振降噪性能的同时,降低了导向器的重量。同时,采用分阶段压制和烧结工艺,精确控制压制和烧结参数,确保产品性能的稳定性和可靠性。
2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种汽车导向器,其特征在于,所述的减震器导向器包括如下重量份数的组分:主要合金成分包括铁粉80-85份、镍粉2-4份、铬粉3-6份、铜粉2-5份;辅助添加剂:包括石墨粉0.5-1份、硼粉0.1-0.3份、硅粉0.5-1份;增强材料:包括玻璃纤维2-5份。
3、本方案中,玻璃纤维与其他原料之间的协同作用主要体现在以下几个方面:
4、增强耐磨性:玻璃纤维作为一种无机非金属材料,本身具有良好的耐磨性。当其作为增强材料加入到汽车导向器的粉末冶金制造过程中时,能够有效地提高合金材料的耐磨性能。另外,玻璃纤维的加入能够增加材料的硬度和强度,使得导向器在承受摩擦和磨损时表现出更高的抵抗能力。
5、改善机械性能:玻璃纤维的拉伸强度高、弹性模量大,当与fe粉、c粉等基础原材料混合时,能够显著提高合金材料的机械性能。玻璃纤维的增强作用使得合金材料在受到外力作用时,能够更好地抵抗变形和断裂,从而保持结构的稳定性和可靠性。
6、提高烧结性能:玻璃纤维的熔点相对较高,在烧结过程中能够保持一定的稳定性,与基础原材料共同形成致密的合金结构。玻璃纤维的加入能够改善合金材料的烧结性能,使得烧结过程更加均匀、致密,减少孔隙和缺陷的产生。
7、优化微观结构:玻璃纤维在合金材料中的分布能够形成特殊的三维网络结构,这种结构能够增强材料内部的联系和稳定性。通过控制玻璃纤维的加入量和长度等参数,可以优化合金材料的微观结构,进一步提高其机械性能和耐磨性。
8、增强尺寸稳定性:玻璃纤维的加入能够增强合金材料的尺寸稳定性,使得导向器在长期使用过程中能够保持较好的形状和尺寸精度。这对于汽车导向器等高精度零件来说尤为重要,能够确保其在复杂工况下的稳定性和可靠性。
9、综上所述,玻璃纤维与其他原料之间的协同作用主要体现在增强耐磨性、改善机械性能、提高烧结性能、优化微观结构和增强尺寸稳定性等方面。本发明通过合理的材料配比和加工工艺设计,可以充分发挥玻璃纤维的增强作用,提高汽车导向器等零件的综合性能。
10、作为优选,所述玻璃纤维的长度为3mm至12mm,其直径为9μm-13μm。
11、本发明的另一目的是提供一种汽车导向器的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
12、原料准备:准确称取各原料;
13、混合:将铁粉、镍粉、铬粉、铜粉、石墨粉、硼粉和硅粉混合均匀,然后在混合过程中逐渐加入玻璃纤维,确保玻璃纤维均匀分散在粉末中;
14、压制:在保持恒定的温度和湿度条件下,分两个阶段压制原料,其中第一阶段采用较低的压制速度和较高的初始压制压力,第二阶段逐渐提高压制压力至最大压制压力;
15、烧结:在烧结温度和气氛控制下,通过脱蜡预烧阶段、固相烧结阶段和液相烧结阶段,完成合金粉末的烧结;
16、后处理:烧结完成后,进行打磨、热处理,以提高导向器的性能和使用寿命。
17、本方法中,铁粉、镍粉、铬粉、铜粉等多种粉末的均匀混合,结合逐渐加入的玻璃纤维,有利于玻璃纤维充分与其它材料均匀混合,增强了材料的强度、韧性和耐磨性,同时保证了材料内部结构的均匀性;同时采用了相较于第二阶段更低的压制速度,以确保玻璃纤维与粉末的初步结合;最后,由于玻璃纤维的加入,需要较高的初始压制压力来确保纤维与粉末的初步结合,本专利中所指较高的初始压制压力是相对于未添加玻璃纤维的情况下所采用的初始压制压力而言的。
18、为了取得更好的技术效果,作为优选,所述压制的第一阶段初始压制压力为最大压制压力的30%-40%,压制速度为5-10mm/s;第二阶段压制速度提高至10-15mm/s,压制压力逐渐提高至最大压制压力。
19、通常来说,未添加玻璃纤维的情况下,初始压制压力为最大压制压力的20%-30%,而本发明的第一阶段初始压制压力设定为最大压制压力的30%-40%,是特别考虑到添加了玻璃纤维的结果,这一范围的确定主要基于以下几点:
20、玻璃纤维的分散性:玻璃纤维作为一种增强材料,需要在混合过程中均匀分散在粉末中。为了确保玻璃纤维与粉末的初步结合,需要较高的初始压制压力来克服玻璃纤维之间的摩擦和粉末颗粒间的空隙,使其初步形成紧密的结构。
21、纤维与粉末的结合:玻璃纤维与金属粉末之间的结合力相对较弱,特别是在压制初期。因此,提高初始压制压力有助于增强纤维与粉末的初始结合,减少压制过程中的分层或纤维偏聚现象。
22、防止纤维损伤:过高的初始压制压力可能会导致玻璃纤维的断裂或损伤,从而降低其增强效果。因此,以最大压制压力的30%-40%作为初始压制压力,是一个既能保证纤维与粉末初步结合,又能避免纤维损伤的合理范围。
23、作为优选,所述最大压制压力为420mpa至460mpa。
24、具体来说,所述烧结的脱蜡预烧阶段温度从室温升至500-600℃,保温时间1-2小时;固相烧结阶段温度升至1100-1200℃,保温时间2-3小时;液相烧结阶段温度继续升至1300-1400℃,保温时间1-2小时。
25、优选的,所述烧结完成后采用缓慢冷却的方式,先将温度降至800-900℃,然后自然冷却至室温,冷却速率不超过100℃/h。
26、作为优选,烧结过程中使用氮气或惰性气体保护,以防止材料氧化和污染。
27、与现有技术相比,本发明有以下有益效果:
28、1、显著增强强度和耐磨性:玻璃纤维的加入显著提高了汽车导向器的机械强度和耐磨性。玻璃纤维以其高模量和高强度的特性,有效增强了材料的整体强度,使得导向器在承受重载和频繁摩擦时表现出更优异的性能。这种增强的耐磨性使得导向器能够长时间保持其原始形状和性能,延长了使用寿命。
29、2、降低重量同时保持强度:相比传统金属材料,玻璃纤维的密度更低,但强度却非常高。在汽车导向器中,玻璃纤维的加入在保持或甚至提高强度的基础上,有效降低了产品的整体重量。这不仅有助于提高车辆的燃油经济性和动力性能,还降低了对悬挂系统和传动系统的负担,提高了整车的操控性和舒适性。
30、3、增强抗冲击和抗震性能:玻璃纤维具有良好的抗冲击和抗震性能,这对于汽车导向器在复杂道路条件下的使用尤为重要。添加玻璃纤维后的导向器能够更好地承受来自路面的冲击和振动,减少了零件的损坏和故障率,提高了整车的可靠性和安全性。
31、4、优化热稳定性和尺寸稳定性:玻璃纤维的加入还有助于提高汽车导向器的热稳定性和尺寸稳定性。在高温环境下,玻璃纤维能够保持其原有的物理和化学性能,有效防止了材料的变形和开裂。这使得导向器能够在极端工作条件下保持稳定的性能,确保车辆的正常运行。
32、5、增强耐腐蚀性:玻璃纤维具有良好的耐腐蚀性能,对多种化学物质和酸碱介质都具有较强的抵抗能力。在汽车导向器中,玻璃纤维的加入有效提高了产品的耐腐蚀性,使得导向器在恶劣的工作环境下也能保持其原有的性能和外观。这减少了维护和更换的成本,提高了产品的经济性。
1.一种汽车导向器,其特征在于,所述的减震器导向器包括如下重量份数的组分:主要合金成分包括铁粉80-85份、镍粉2-4份、铬粉3-6份、铜粉2-5份;
2.根据权利要求1所述的汽车导向器,其特征在于,所述玻璃纤维的长度为3mm至12mm,其直径为9μm-13μm。
3.一种汽车导向器的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
4.根据权利要求3所述的汽车导向器的生产方法,其特征在于,所述压制的第一阶段初始压制压力为最大压制压力的30%-40%,压制速度为5-10mm/s;第二阶段压制速度提高至10-15mm/s,压制压力逐渐提高至最大压制压力。
5.根据权利要求4所述的汽车导向器的生产方法,其特征在于,所述最大压制压力为420mpa至460mpa。
6.根据权利要求3或4所述的汽车导向器的生产方法,其特征在于,所述烧结的脱蜡预烧阶段温度从室温升至500-600℃,保温时间1-2小时;固相烧结阶段温度升至1100-1200℃,保温时间2-3小时;液相烧结阶段温度继续升至1300-1400℃,保温时间1-2小时。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的汽车导向器的生产方法,其特征在于,所述烧结完成后采用缓慢冷却的方式,先将温度降至800-900℃,然后自然冷却至室温,冷却速率不超过100℃/h。
8.根据权利要求3至6中任一项所述的汽车导向器的生产方法,其特征在于,烧结过程中使用氮气或惰性气体保护,以防止材料氧化和污染。
