适于烧结接合的烧结体制造技术

本发明专利技术提供了一种适于烧结接合的烧结体，更具体地，本发明专利技术提供了在烧结期间具有优异可操作性和可接合性的烧结体。出于该目的，通过烧结体来实现上述目的，该烧结体包括：重量百分比1.9-3.0％的C、0.2-1.0％的Cr、0.2-0.9％的P、0.3-1.1％的Si，余下是的Fe和不可避免的杂质，该烧结体具有如下微观结构：其中碳化物(包括少量的Cr碳化物)、磷化铁(Fe-C-P)和类似物均匀地分布在珠光体基体中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有优异可操作性的烧结体，当烧结体与凸轮凸角一起形成组装的凸轮轴时，烧结体用作传感器件、推力件、轴颈件以及八边形件，并且本专利技术涉及一种以即使在使凸轮凸角和轴接合的烧结温度时也具有高烧结稳定性为基础而形成良好接合的烧结体。
技术介绍
一般而言，在凸轮轴中，以预定的间隔在具有预定长度和厚度的轴的外部周边提供多个凸轮凸角、传感器件、推力件、轴颈件、八边形件以及类似部件。当凸轮轴旋转时，引擎被驱动。一种制造凸轮轴的方法包括整合方法以及中空预制方法，在整合方法中，合金铸铁被铸造，并且轴和凸轮凸角整体地形成，在中空预制方法中，凸轮凸角分离地组装到由新近开发的抽管制成的中空轴。与通过传统方法制造的整合凸轮轴相比，中空预制方法能够降低其重量，并且与轻量化引擎部件的趋势吻合。因此，利用预制方法的凸轮轴是优选的。与整合凸轮轴相比，中空组装凸轮轴可以明显地降低其重量，并且可以组装各种组装件，例如凸轮凸角、传感器件、推力件、轴颈件和八边形件，根据各自的功能和需要，这些部件由不同材料制成。因此，中空组装凸轮轴用于较小和较轻的车辆中。具体地，在组装凸轮轴中，通过烧结和热处理工艺制造的凸轮轴使用最适于提升诸如轻量化、成本减少和耐磨性的特性的制造方法。日本专利申请早期公开文本No.3(1991)-60901公开了一种用于烧结凸轮轴的凸轮凸角，该凸轮凸角具有高硬度和高密度。根据该公开文本，由于凸轮凸角20的材料，与对应部材料的滑动和滚动同时发生的元件需要针对高表面压力的耐久性、抗擦伤性以及抗孔蚀性。因此，应该使用具有优异耐磨性的烧结合金。此外，如图1所示，凸轮轴包括诸如传感器件30、推力件40、轴颈件和八边形件50的烧结体以及凸轮凸角20。此外，烧结体被制造成使得合金材料粉末利用与凸轮凸角20相同的方法被压缩和模制，被组装在轴10上，并且经由烧结工艺通过烧结接合而接合到轴10。凸轮凸角20根据引擎特性通过精密磨削获得轮廓，并且诸如其他传感器件、推力件、轴颈件和八边形件的烧结体根据其目的需要精确的车削操作。除凸轮凸角20之外的烧结体将被更加详细地描述。传感器件30接合在凸轮轴的端部，从而由于凸轮轴旋转的引擎气缸的燃料注入时间被精确地确定。因此，当用于传感器件的烧结体不满足外部直径和角度的规格时，不会进行感知，引擎不可能启动，或者可能出现引擎的错配。因此，如图2A所示，通过感知点部分的外部直径的车削操作以及感知点部分的端铣刀加工进行外部直径和角度的管理是十分重要的。在用于推力件40或轴颈件(下文中称为“推力件”)的烧结体中，用于将凸轮轴安装到气缸盖的凸轮帽安装在凸轮轴的位置参考表面上，并且防止凸轮轴在旋转引擎期间向左和向左移动。因此，推力件的宽度管理是十分重要的。当推力件宽度超出上限时，凸轮轴不能够组装在气缸盖中。当推力件宽度小于下限时，可能会由于存在间隙而产生噪声和震动。因此，如图2B所示，通过推力件40的横截面以及外部直径的车削操作进行推力件的宽度管理对于加工管理来说是十分重要的。大体上，八边形件50用作用于附件的部件，该附件通过旋转凸轮轴利用螺旋钳组装，从而当凸轮轴组装在引擎头盖中时与凸轮的相位角或类似物匹配，该八边形件50还用于保修车辆的检查和拆卸。八边形件通常在未加工的状态下使用，但是可以增加端铣刀加工以匹配宽度精度。更具体地，当形成凸轮轴的若干类型的滑动部件暂时地组装在管的各部分上并被输入到真空烧结炉中时，完成用于内燃机的凸轮轴，以高温执行烧结接合一预定时间，随后执行加工。凸轮凸角材料的组分和形成传感器件、推力件、八边形件和作为其他烧结体的类似物的烧结体的组分是不同的。由于在相同的温度条件下执行烧结，因此，存在冲突的缺点。其中，凸轮凸角材料使用现有技术中的日本专利申请中公开的材料。这具有如下特点：耐久性、耐磨性和针对接触部分的高表面压力的类似特性。由于硬度非常高，在车削操作中，可操作性明显降低。因此，对于需要上述传感器件、推力件、八边形件和类似部件的车削操作的材料来说是不适当的。在现有技术中，传感器件、推力件、八边形件和类似部件的精确可操作性所需要的材料大体上由Fe、C和P形成。这种烧结体具有不同于形成凸轮凸角的材料的相对较好的可操作性，但是由于可接合性而具有高不良率，并且会频繁出现拉伸现象、气泡等等。这是由于下述原因：由于利用Fe、C和P的金属粉末执行基本烧结操作，这种组成主要包括液相烧结Fe-C-P，并且烧结稳定温度的范围较小。因此，温度控制和烧结环境十分重要。通常，Fe-C-P斯氏体的液相烧结在大约950℃时发生。理论上，当烧结体包括重量百分比2.5％的C，0.55％的P，14％的Fe-C-P斯氏体结构以及11％的碳化物(Fe3C)时，形成相。即，形成Fe-C-P的液相，粘结铁(Fe)粒子和粒子(图3A)，并且随着这种相的增加，收缩率也增加。然而，这种液相的元素，C或P，不均匀地分布在铁(Fe)粒子中时，或者当烧结温度高时，即，当在烧结期间在零件的任意部分上局部产生热量时，会出现拉伸现象和膨胀(图3B)。这导致了气泡生成，其频繁地出现在烧结体中，并且这是本专利技术将要解决的一个问题。为了防止这种现象，当形成元素(C和P)的少量液体被添加以降低液相量时，烧结能够在不出现任何大问题的情况下继续进行，但是收缩率降低，因此出现烧结体和轴未接合的问题。因此，作为解决这些问题的最重要的管理方法，用作主要液体形成元素的C和P应该十分均匀地分布在铁(Fe)粒子中，在烧结期间的烧结温度应该被十分精确地管理等等。因此，难以克服上述问题。
技术实现思路
因此，提供了本专利技术以解决现有技术中诸如传感器件、推力件、轴颈件和八边形件的烧结体的问题，并且本专利技术提供了一种具有优异的可操作性和接合性以及适于烧结接合的烧结体。为了实现上述目的，在本专利技术中，为了确定烧结稳定性以使得即使在宽泛的烧结温度分布范围内也能够进行烧结，将Cr添加到Fe-C-P的传统合成物中以引发与C一起形成碳化物，并且确保了淬透性和烧结稳定性。在这种情况下，为了与C形成均匀的碳化物，更加优选地使用作为预制合金状态的合金粉末的Cr。此外，添加了用作液相元素的Si，优化了现有的三元(Fe-C-P)液相的形成，并且确保了可烧结性和可接合性。在这种情况下，为了确保可操作性，作为目标，要确保90至115的HRB水平。出于该目的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于烧结接合的烧结体，该烧结体包括重量百分比为1.9‑3.0％的C、0.2‑1.0％的Cr、0.2‑0.9％的P、0.3‑1.1％的Si，并且余下是的Fe和不可避免的杂质，该烧结体包括均匀地分布在珠光体基体中的碳化物(包括少量的Cr碳化物)、磷化铁(Fe‑C‑P)和类似物，其中，该烧结体的硬度为90‑105HRB，烧结体的密度为7.2g/cm3。

【技术特征摘要】
1.一种适于烧结接合的烧结体，该烧结体包括重量百分比为1.9-3.0％
的C、0.2-1.0％的Cr、0.2-0.9％的P、0.3-1.1％的Si，并且余下是的Fe和
不可避免的杂质，该烧结体包括均匀地分布在珠光体基体中的碳化物(包
括少...

【专利技术属性】
技术研发人员：金容均，朴隆商，宋俊浩，金永浩，朴天孝，
申请(专利权)人：株式会社瑞进凸轮轴，
类型：发明
国别省市：韩国;KR