铜基粉末冶金双锥同步器同步环的加工及优化

韦佳

韦佳. 铜基粉末冶金双锥同步器同步环的加工及优化[J]. 粉末冶金技术, 2018, 36(2): 141-147. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.02.011
引用本文: 韦佳. 铜基粉末冶金双锥同步器同步环的加工及优化[J]. 粉末冶金技术, 2018, 36(2): 141-147. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.02.011
WEI Jia. Processing and optimization of copper-based powder metallurgy synchronizing ring for double cone synchronizer[J]. Powder Metallurgy Technology, 2018, 36(2): 141-147. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.02.011
Citation: WEI Jia. Processing and optimization of copper-based powder metallurgy synchronizing ring for double cone synchronizer[J]. Powder Metallurgy Technology, 2018, 36(2): 141-147. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.02.011

铜基粉末冶金双锥同步器同步环的加工及优化

doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.02.011
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    通讯作者:

    韦佳, E-mail:jayway3843@163.com

  • 中图分类号: TB44

Processing and optimization of copper-based powder metallurgy synchronizing ring for double cone synchronizer

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  • 摘要: 以-200目电解铜粉和雾化细黄铜粉为原料, 利用喷撒烧结设备、拉伸成锥设备及模具, 研究了铜基粉末冶金双锥同步器同步环的撒粉烧结和拉伸成锥工艺。结果表明, 铜基粉末冶金摩擦材料的孔隙率保持在30%左右, 且孔隙呈细微和均匀分布; 摩擦材料层的平均动摩擦系数为0.081, 静摩擦系数为0.146, 磨耗率为8.70×10-9 cm3/J; 该材料在随钢芯板冷拉伸成锥形时不掉渣, 厚薄均匀, 锥度、圆度及尺寸变化很小, 其原料配方和拉伸成锥工艺可适用与大批量生产。
  • 图  1  铜基粉末冶金双锥同步器同步环示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of copper-based powder metallurgy synchronizing ring for double cone synchronizer

    图  2  铜基粉末冶金摩擦片生产工艺路线示意图

    Figure  2.  Production process route of copper base powder metallurgy friction plate

    图  3  采用-300目雾化细黄铜粉的1-3号配方试样显微组织形貌(×200)

    Figure  3.  Microstructure morphology of sample No.1-3 prepared by-300 mesh atomization brass powders (×200)

    图  4  各工序图形: (a)芯板展开; (b)喷撒烧结; (c) 13°锥角成形; (d) 9°锥角成形; (e)油槽成形; (f)高频淬火; (g)精整(成品)

    Figure  4.  Graphics for each working procedure: (a) core; (b) spraying sintering; (c) forming in 13°taper angle; (d) forming in 9°taper angle; (e) forming of oil groove; (f) high-frequency quenching; (g) finishing

    表  1  非金属组元质量分数与拉伸工艺性能表

    Table  1.   Non-metallic element content by mass and drawing performance

    配方编号 黄铜基体(Sn7Zn10Cu)质量分数/ % 非金属组元质量分数/ % 拉深后状态
    石墨 硅酸锆 总量
    1 余量 5.5 5.5 11 摩擦层沿锥面母线方向开裂较严重,肉眼观察其表面分布着较密的细小裂纹,外锥表面边缘摩擦层局部有脱落。
    2 余量 5.0 5.0 10 摩擦层沿锥面母线方向开裂,肉眼观察其表面分布着较密的细小裂纹,外锥表面边缘摩擦层无脱落。
    3 余量 4.5 4.5 9 肉眼观察其表面无裂纹,显微镜下观察有少许微裂纹。
    4 余量 4.0 4.0 8 显微镜下观察无裂纹。
    5 余量 3.5 3.5 7 显微镜下观察无裂纹。
    6 余量 3.0 3.0 6 显微镜下观察无裂纹。
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    表  2  密度和孔隙率试验原料配方(质量分数)

    Table  2.   Composition of raw material for the density and porosity test  %

    电解铜(-200目) CuZn20(-300目) 锡粉(-200目) 石墨粉(-299目) 硅酸锆(-200目)
    43.62 43.62 7.00 4.00 4.00
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    表  3  铜基粉末冶金摩擦材料试样密度和孔隙率

    Table  3.   Density and porosity of copper based powder metallurgy friction material

    试样编号 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8
    工艺密度/ (g·cm-3) 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2
    理论孔率/ % 36.0 33.3 30.6 28.0 25.3 22.6 20.0 17.3
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    表  4  基体研究材料配方(质量分数)和工艺密度表

    Table  4.   Composition of raw material and the density of copper based powder metallurgy friction material

    配方编号 材料配方质量分数/ % 工艺密度/ (g·cm-3) 理论孔隙率/ %
    电解铜粉
    (-200目)
    CuZn20
    (-200目)
    CuZn20
    (-300目)
    锌粉
    (-200目)
    铝粉
    (-200目)
    锡粉
    (-200目)
    石墨粉
    (-299目)
    石墨粉
    (-199目)
    硅酸锆
    (-200目)
    1-1 77.00 0 0 8 0 7 0 4 4 6.0 20
    1-2 43.62 41.38 0 0 0 7 0 4 4 6.0 20
    1-3 43.62 0 41.38 0 0 7 4 0 4 6.0 20
    1-4 77.00 0 0 0 8 7 0 4 4 6.0 20
    1-5 77.00 0 0 8 0 7 4 0 4 6.0 20
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  • 收稿日期:  2017-10-16
  • 刊出日期:  2018-04-27

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