一种刹车系统环眼接头的制作方法

日期:2019-07-21 12:59:15

本发明涉及一种汽车配件,尤其涉及一种刹车系统环眼接头,属于汽车配件技术领域。



背景技术:

随着国民经济的持续、快速发展,人民生活水平的不断提高,我国交通运输产业持续增长,汽车产量和消费能力呈“井喷”式增长。而面对日益激烈的市场竞争,汽车零部件供应商也正在与时俱进的不断研发更加安全、高效、低成本的汽车零部件。

其中,汽车刹车系统是关系到整车及乘员的安全和可靠行驶的重要部件,在刹车系统中包含有刹车管环眼接头。传统的刹车系统环眼接头,受材质和加工工艺的影响,产能严重落后,其综合性能和成本在市场竞争中也处于劣势地位,影响了企业的经济效益与汽车零部件的产业化进程。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题,提出了一种综合性能好、成本低的刹车系统环眼接头。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种刹车系统环眼接头,所述刹车系统环眼接头由钨钴硬质合金制成,所述钨钴硬质合金由以下质量百分比成分烧结而成:Co:0.5-1.5%,Ni:3-8%,Fe:1-3%,TaC:0-0.6%,Cr:0-1%,Sn:0-1.7%,P:0-0.0003%,HfC:0-1.4%,稀土氧化物:0-0.5%,WC:余量。

本发明刹车系统环眼接头采用钨钴硬质合金制成,具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能,提高了刹车系统环眼接头的综合性能,从而提高了刹车系统环眼接头的市场竞争力。但是,普通的钨钴硬质合金主要以Co作为粘结相,而Co储量稀少,价格昂贵,这就会间接增加制品的成本。另外,钨钴硬质合金制品长期在有腐蚀的工况下工作时,Co相在化学腐蚀的环境中将优先溶解,造成WC等硬质相被剥落,进而使制品磨损由粘着磨损转化为黏着磨损和磨粒磨损共存的状态,最终导致并加速制品过早失效。

针对普通钨钴硬质合金存在的问题,本发明用Co的同族元素Fe和Ni代替大部分Co,共同作为粘结相,可以降低合金的成本。但是,Fe、Ni与硬质相(WC)的润湿性较差,生产质量控制难度大,合金性能的波动大。因此,本发明保留了少量的Co作为粘结相,并加入了微量的Cr元素,改善合金在真空烧结过程中粘结相对硬质相(WC)的润湿性,减小粘结相与硬质相(WC)间的润湿角。此外,还可以降低合金在真空烧结过程中的共晶反应的温度,以及降低合金内部的微孔隙度,提高合金的强度、抗腐蚀性等综合性能。

此外,本发明添加的TaC都能起细化晶粒、固溶强化的作用,可以改善钨钴硬质合金的红硬性、耐磨性等性能。添加的微量的Sn元素可以降低烧结温度,节约生产成本,还可以提高钨钴硬质合金的拉伸强度,热膨胀系数等性能。添加的微量的P元素的目的也是为了降低硬质合金的烧结温度。添加的微量的稀土元素以微合金化方式来细化晶粒、净化杂质以提高合金的硬度和强度。而本发明在钨钛钴硬质合金中添加的微量的HfC具有良好的稳定性,它的加入对钨钛钴硬质合金起着弥散和固溶强化的作用,而且HfC的弥散粒子能钉扎位错,使位错网弥散分布,抑制合金的再结晶,提高合金的强度。

在上述的一种刹车系统环眼接头中,所述钨钴硬质合金中Co元素和Cr元素的总质量百分比小于1.8%。本发明Co元素和Cr元素的总含量在上述范围内时,不仅可以改善粘结相与硬质相的润湿性,还可以显著降低合金中的微孔隙,从而获得综合性能较好的钨钴硬质合金。

在上述的一种刹车系统环眼接头中,所述稀土氧化物为CeO2、Y2O3中的至少一种。本发明进一步优选稀土氧化物为CeO2和Y2O3的复合添加,添加量为0.3-0.45%,从而获得性能最优的钨钴硬质合金。

在上述的一种刹车系统环眼接头中,所述钨钴硬质合金通过配料、粉碎、压制和烧结制成,其中,粉碎后得到质量比为1:(1-2)的第一粉体和第二粉体,第一粉体的粒径为0.9-1.1μm,第二粉体的粒径为0.1-0.5μm。本发明原料粉碎后形成两种不同粒径的粉料,从而在压制的过程中细颗粒填充在粗颗粒之间的空隙,松装密度高,压缩性好,成型性好,强度高,断裂韧性好。

在上述的一种刹车系统环眼接头中,所述压制的压力为130-180MPa,压制的时间为1-5min。

在上述的一种刹车系统环眼接头中,所述烧结的温度为930-1000℃,保温时间为40-100min。本发明钨钛钴硬质合金中含有微量的Sn和P元素,可以降低烧结温度,节约钨钴硬质合金的生产成本,提高经济效益。

在上述的一种刹车系统环眼接头中,所述保温的过程中充入弱渗碳气体,弱渗碳气体优选为CO。在保温过程中充入弱渗碳气体后,烧结气氛变为渗碳性气氛,此时钨钴硬质合金的表面的碳往气氛中迁移扩散的趋势降低,甚至反向扩散。由于渗碳性气氛的作用,产品中粘结相不迁移或反向往产品内部迁移。同时弱渗碳气体的加入降低了炉内的真空度,使粘结相的挥发减少,因而产品表面看不到亮花,提高了产品的出货质量。

在上述的一种刹车系统环眼接头中,所述钨钴硬质合金通过冷挤压和精加工制成刹车系统环眼接头。

作为优选,所述精加工包括镗孔和压光。现有技术中,刹车系统环眼接头经过车外圆、粗车镗孔、镗孔和去毛刺等工艺加工而成,工序多,设备占用率较高,产能低。本发明经优化后的冷挤压加工工艺减少了工序周转,提高了设备利用率和产能。

与现有技术相比,本发明具有以下几个优点:

1.本发明钨钴硬质合金的硬度、强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性强,制成的刹车系统环眼接头综合性能较好。

2.本发明钨钴硬质合金加工工艺简单,合金表面没有亮花,制成的刹车系统环眼接头质量高,成本低,提高了刹车系统环眼接头的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明刹车系统环眼接头的剖面示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例,并结合附图说明对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。下述实施例中所述制备工艺,如无特殊说明,均为常规工艺;所述原料,如无特殊说明,均可从商业途径获得,或可常规方法制得。

表1:本发明钨钛钴硬质合金的组成成分及其质量百分比

实施例1:

按表1中实施例1钨钴硬质合金的组成成分及其质量百分比进行配料,其中,稀土氧化物为CeO2和Y2O3按质量比为1:1的混合。然后将原料混合并粉碎成粒径为0.9-1.1μm的粉体,称取一半的粉体再次粉碎至粒径为0.1-0.5μm的第二粉体。然后将两种粉体充分混合均匀,在150MPa的压力下压制3min成型,得到坯体。坯体在0.1Pa的真空条件下进行烧结,烧结温度为965℃,保温时间为60min,在保温的过程中充入弱渗碳气体CO,保温结束后停止充入弱渗碳气体并进行快速冷却,得到钨钴硬质合金。

将上述制成的钨钴硬质合金进行冷挤压、镗孔和压光,制成如图1所示的刹车系统环眼接头。

实施例2:

按表1中实施例2钨钴硬质合金的组成成分及其质量百分比进行配料,其中,稀土氧化物为CeO2。然后将原料混合并粉碎成粒径为0.9-1.1μm的粉体,称取一半的粉体再次粉碎至粒径为0.1-0.5μm的第二粉体。然后将两种粉体充分混合均匀,在130MPa的压力下压制5min成型,得到坯体。坯体在0.1Pa的真空条件下进行烧结,烧结温度为930℃,保温时间为100min,在保温的过程中充入弱渗碳气体CO,保温结束后停止充入弱渗碳气体并进行快速冷却,得到钨钴硬质合金。

将上述制成的钨钴硬质合金进行冷挤压、镗孔和压光,制成如图1所示的刹车系统环眼接头。

实施例3:

按表1中实施例3钨钴硬质合金的组成成分及其质量百分比进行配料,其中,稀土氧化物为Y2O3。然后将原料混合并粉碎成粒径为0.9-1.1μm的粉体,称取一半的粉体再次粉碎至粒径为0.1-0.5μm的第二粉体。然后将两种粉体充分混合均匀,在140MPa的压力下压制4min成型,得到坯体。坯体在0.1Pa的真空条件下进行烧结,烧结温度为950℃,保温时间为80min,在保温的过程中充入弱渗碳气体CO,保温结束后停止充入弱渗碳气体并进行快速冷却,得到钨钴硬质合金。

将上述制成的钨钴硬质合金进行冷挤压、镗孔和压光,制成如图1所示的刹车系统环眼接头。

实施例4:

按表1中实施例4钨钴硬质合金的组成成分及其质量百分比进行配料,其中,稀土氧化物为CeO2和Y2O3按质量比为1:1的混合。然后将原料混合并粉碎成粒径为0.9-1.1μm的粉体,称取一半的粉体再次粉碎至粒径为0.1-0.5μm的第二粉体。然后将两种粉体充分混合均匀,在150MPa的压力下压制3min成型,得到坯体。坯体在0.1Pa的真空条件下进行烧结,烧结温度为960℃,保温时间为60min,在保温的过程中充入弱渗碳气体CO,保温结束后停止充入弱渗碳气体并进行快速冷却,得到钨钴硬质合金。

将上述制成的钨钴硬质合金进行冷挤压、镗孔和压光,制成如图1所示的刹车系统环眼接头。

实施例5:

按表1中实施例5钨钴硬质合金的组成成分及其质量百分比进行配料,其中,稀土氧化物为CeO2和Y2O3按质量比为2:1的混合。然后将原料混合并粉碎成粒径为0.9-1.1μm的粉体,称取一半的粉体再次粉碎至粒径为0.1-0.5μm的第二粉体。然后将两种粉体充分混合均匀,在165MPa的压力下压制3min成型,得到坯体。坯体在0.1Pa的真空条件下进行烧结,烧结温度为980℃,保温时间为50min,在保温的过程中充入弱渗碳气体CO,保温结束后停止充入弱渗碳气体并进行快速冷却,得到钨钴硬质合金。

将上述制成的钨钴硬质合金进行冷挤压、镗孔和压光,制成如图1所示的刹车系统环眼接头。

实施例6:

按表1中实施例6钨钴硬质合金的组成成分及其质量百分比进行配料,其中,稀土氧化物为CeO2和Y2O3按质量比为1:2的混合。然后将原料混合并粉碎成粒径为0.9-1.1μm的粉体,称取一半的粉体再次粉碎至粒径为0.1-0.5μm的第二粉体。然后将两种粉体充分混合均匀,在180MPa的压力下压制1min成型,得到坯体。坯体在0.1Pa的真空条件下进行烧结,烧结温度为1000℃,保温时间为40min,在保温的过程中充入弱渗碳气体CO,保温结束后停止充入弱渗碳气体并进行快速冷却,得到钨钴硬质合金。

将上述制成的钨钴硬质合金进行冷挤压、镗孔和压光,制成如图1所示的刹车系统环眼接头。

将实施例1-6制成的刹车系统环眼接头进行性能测试,测试结果如表2所示。

表2:性能测试结果

从表2可知,采用本发明钨钴硬质合金制成的刹车系统环眼接头的强度、硬度和耐磨性等综合性能较好,而且,本发明改进了加工工艺,制成的刹车系统环眼接头表面没有亮花,表面质量好,且成本低。

对比例1:

对比例1与实施例3的区别仅在于,对比例1在烧结保温过程中没有充入弱渗碳气体。结果为,对比例1制成的钨钴硬质合金表面有明显亮花,影响产品出货质量。

对比例2:

对比例2与实施例3的区别仅在于,对比例2的钨钴硬质合金中没有添加Cr元素。结果为,对比例2制成的钨钴硬质合金的抗弯强度为1860MPa,硬度(HV30)为1558,平均损失重量(m/g)为2.7m/g。

对比例3:

对比例3与实施例3的区别仅在于,对比例3的钨钴硬质合金中Co元素和Cr元素的总质量百分比为2%(两者质量比为1:1)。结果为,对比例2制成的钨钴硬质合金的抗弯强度为1986MPa,硬度(HV30)为1635,平均损失重量(m/g)为2.68m/g。

在上述实施例及其替换方案中,粉碎后得到的第一粉体和第二粉体的质量比还可以为为1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2。

鉴于本发明方案实施例众多,各实施例实验数据庞大众多,不适合于此处逐一列举说明,但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近,故而此处不对各个实施例的验证内容进行逐一说明,仅以实施例1-6作为代表说明本发明申请优异之处。

本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处,同样都在本发明要求保护的范围内。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例,但是对本领域熟练技术人员来说,只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。



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