本發明涉及粉末冶金技術領域，具體來說，是涉及到一種制造汽車發動機平衡系統芯軸的新方法。
背景技術：
粉末冶金工藝是發展迅速和具有巨大應用潛力的零件生產工藝，其具有節約能源、高原材料利用率、低排放，制造的制品價格低廉、精度高、質量一致性高等特點，在機械制造、航空航天等領域得到廣泛的應用。
當發動機處在工作狀態時，活塞的運動速度非常快，而且速度很不均勻。當活塞位于上下止點位置時，其速度為零，但在上下止點中間位置的速度則達到最高。由于活塞在氣缸內做反復的高速直線運動，因此必然會在活塞、活塞銷和連桿上產生較大的慣性力。雖然連桿上的配重可以有效地平衡這些慣性力，但卻只有一部分運動質量參與直線運動，另一部分參與了旋轉。因而除了上下止點位置外，其它慣性力并不能完全達到平衡狀態，此時的發動機便產生了振動。平衡軸技術是汽車發動機中應用較廣的一項技術，它的結構簡單實用，可有效地緩減摩托車的整車振動，提高駕駛的舒適性。但是現有的汽車發動機平衡軸的加工方法多以致密材料為原料，采用機加工工藝制備，具有外觀差、尺寸精度一致性差，加工余量大，加工工藝流程復雜，人工占用多等缺陷。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是現有的全機加工工藝制備的汽車發動機平衡系統芯軸外觀差、尺寸精度一致性差，加工余量大，加工工藝流程復雜，人工占用多等缺陷，本發明提供一種制造汽車發動機平衡系統芯軸的新方法，以牌號為fn-0205的粉末冶金材料替代原來的致密材料，通過模壓成型、燒結替代致密材料的機加工工藝，使得制成的成品既能滿足產品的使用要求，又極大的降低了產品的生產成本，縮短了工藝流。
為解決上述技術問題，本發明涉及到的技術方案如下：
一種制造汽車發動機平衡系統芯軸的方法，包括以下步驟：將牌號為fn-0205的粉末冶金材料的組分按要求混合、模壓成型、燒結、整形、機加工、去毛刺拋光、清洗、防銹。
進一步地，所述牌號為fn-0205的粉末冶金材料按質量百分含量計，其組成為：霧化鐵粉50%，石墨粉0.5-0.6%，微粉蠟0.5-0.7%，銅粉1-2%，鎳粉0.8-3%，二次還原鐵粉44.8-46.7%。
進一步地，將粉末冶金材料的組分按要求依次順序混合，包括：將霧化鐵粉、二次還原鐵粉、石墨粉、微粉蠟、銅粉、鎳粉分別稱好重量，按霧化鐵粉、二次還原鐵粉、銅粉、鎳粉、石墨粉、微粉蠟的順序依次加入混料機混合50-60分鐘，混合好的粉末靜置48-72小時。
進一步地，所述的模壓成型包括將混合好靜置結束的粉末在480-550mpa的壓強下模壓成型得到壓坯，所述模壓成型速度為7-10件/分鐘。
進一步地，所述的燒結包括：將壓坯通過網帶燒結爐進行三段燒結，一個預熱段溫度為600-950oc，兩個燒結段的溫度分別為1085±5oc、1100±5oc；所述三段燒結的網速為40-60mm/分鐘，保護氣氛為65%-75%的氮氣和25%-35%的氫氣，氮氣及氫氣的氧含量低于5ppm，所述三段的燒結時間為45-55分鐘，燒結好的產品為燒結坯。
進一步地，所述的整形包括將燒結坯在300-350mpa的壓強下進行全封閉模壓整形，所述整形速度為8-10件/分鐘。
本發明所產生的技術效果和優點如下：
1、本發明使用牌號為fn-0205的粉末冶金材料替代原來的致密材料，通過模壓成型、燒結替代致密材料的機加工工藝，使得制成的成品既能滿足產品的使用要求，又極大的降低了產品的生產成本，縮短了工藝流程，原材料利用率由30%提高到95%。
2、本發明在具體實施中采用模壓成型代替熱鍛成型，采用480-550mpa的高壓模壓成型能保證壓坯達到足夠高的密度，其模壓成型的生產效率高，產品生產周期短，每個產品的生產周期由原來的7天縮短為3天。
3、本發明再具體實施中大規模使用自動化生產，使用人工大幅減少，工人勞動強度急劇降低，平均生產一萬件產品減少人工時60小時以上。
具體實施方式
實施例1
按如下質量百分比取料：霧化鐵粉50%、石墨粉0.6%、微粉蠟0.7%、銅粉1%、鎳粉1%、二次還原鐵粉46.7%，具體制造汽車發動機平衡系統芯軸的新方法如下：
步驟p1：混料
將粉末冶金材料的組分按要求一次順序混合，包括：將霧化、二次還原鐵粉、石墨粉、微粉蠟、銅粉、鎳粉分別稱好重量，按霧化鐵粉、二次還原鐵粉、銅粉、鎳粉、石墨粉、微粉蠟的順序依次加入混料機混合60分鐘，混合好的粉末靜置48小時。將混合好的粉末靜置48小時是讓混合好的物料充分穩定，防止在送料過程中產生合金元素偏析的現象。
步驟p2：模壓成型
將p1混合好靜置結束的成品粉末輸送到壓機料斗中，通過壓機自動送料機構將物料送人模具型腔中，在480mpa的壓強下模壓成型得到壓坯，所述模壓成型速度為9個/分鐘。壓坯密度為6.85g/cm3。
步驟p3：燒結
將p2模壓成型得到的壓坯通過網帶燒結爐進行三段燒結，一個預熱段溫度為800oc，兩個燒結段的溫度分別為1090oc、1100oc；所述三段燒結的網速為50mm/分鐘，保護氣氛為75%的氮氣和25%的氫氣，氮氣的進氣量為7m3/h，進口壓力為0.12mpa，氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm，所述三段的燒結時間為46分鐘，燒結好的產品為燒結坯。燒結坯的硬度為hra30-35，抗拉強度為300-350mpa。采用分段燒結可在低溫段緩慢充分的去除壓坯中的微粉蠟，避免微粉蠟在高溫強烈分解使坯體產生大的氣泡，采用分段燒結亦可使碳、銅、鎳等元素滲入鐵粉顆粒結構中，形成合金或產生固溶強化，起到改善產品的綜合性能的作用。
步驟p5:整形
將復燒坯在350mpa的壓強下進行全封閉模壓整形，所述整形速度為10件/分鐘。整形是為了糾正產品在燒結及復燒滲銅過程中產生的變形，提高產品的尺寸精度及一致性，是產品在尺寸精度上能夠滿足客戶的需求。
步驟p6：機加工
將經過步驟p5得到的毛坯通過機加工精車外圓。
步驟p7：去毛刺拋光
用螺旋振動研磨拋光的方法去除產品外觀的毛刺、雜志等，使其表面光亮、清潔。拋光所加磨料為100公斤氧化鋯研磨棒，100公斤高鋁瓷菱形磨料及光亮劑、研磨膏及5公斤水。
步驟p8：清洗及防銹
將拋光去毛刺后的產品在連續式網帶超聲波清洗、防銹油噴涂一體機中清洗防銹，提高產品的外觀及防銹性能，得到成品。
實施例2
按如下質量百分比取料：霧化鐵粉50%、石墨粉0.5%、微粉蠟0.5%、銅粉1.5%、鎳粉1%、二次還原鐵粉46.5%，具體制造汽車發動機平衡系統芯軸的新方法如下：
步驟p1：混料
將粉末冶金材料的組分按要求一次順序混合，包括：將霧化、二次還原鐵粉、石墨粉、微粉蠟、銅粉、鎳粉分別稱好重量，按霧化鐵粉、二次還原鐵粉、銅粉、鎳粉、石墨粉、微粉蠟的順序依次加入混料機混合55分鐘，混合好的粉末靜置72小時。將混合好的粉末靜置72小時是讓混合好的物料充分穩定，防止在送料過程中產生合金元素偏析的現象。
步驟p2：模壓成型
將p1混合好靜置結束的成品粉末輸送到壓機料斗中，通過壓機自動送料機構將物料送人模具型腔中，在500mpa的壓強下模壓成型得到壓坯，所述模壓成型速度為9個/分鐘。壓坯密度為6.91g/cm3。
步驟p3：燒結
將p2模壓成型得到的壓坯通過網帶燒結爐進行三段燒結，一個預熱段溫度為950oc，兩個燒結段的溫度分別為1085oc、1105oc；所述三段燒結的網速為50mm/分鐘，保護氣氛為65%的氮氣和35%的氫氣，氮氣的進氣量為7m3/h，進口壓力為0.12mpa，氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm，所述三段的燒結時間為46分鐘，燒結好的產品為燒結坯。燒結坯的硬度為hra32-38，抗拉強度為310-355mpa。采用分段燒結可在低溫段緩慢充分的去除壓坯中的微粉蠟，避免微粉蠟在高溫強烈分解使坯體產生大的氣泡，采用分段燒結亦可使碳、銅、鎳等元素滲入鐵粉顆粒結構中，形成合金或產生固溶強化，起到改善產品的綜合性能的作用。
步驟p5:整形
將復燒坯在320mpa的壓強下進行全封閉模壓整形，所述整形速度為10件/分鐘。整形是為了糾正產品在燒結及復燒滲銅過程中產生的變形，提高產品的尺寸精度及一致性，是產品在尺寸精度上能夠滿足客戶的需求。
步驟p6：機加工
將經過步驟p5得到的毛坯通過機加工精車外圓。
步驟p7：去毛刺拋光
用螺旋振動研磨拋光的方法去除產品外觀的毛刺、雜志等，使其表面光亮、清潔。拋光所加磨料為100公斤氧化鋯研磨棒，100公斤高鋁瓷菱形磨料及光亮劑、研磨膏及5公斤水。
步驟p8：清洗及防銹
將拋光去毛刺后的產品在連續式網帶超聲波清洗、防銹油噴涂一體機中清洗防銹，提高產品的外觀及防銹性能，得到成品。
實施例3
按如下質量百分比取料：霧化鐵粉50%、石墨粉0.6%、微粉蠟0.55%、銅粉2%、鎳粉0.8%、二次還原鐵粉46.05%，具體制造汽車發動機平衡系統芯軸的新方法如下：
步驟p1：混料
將粉末冶金材料的組分按要求一次順序混合，包括：將霧化、二次還原鐵粉、石墨粉、微粉蠟、銅粉、鎳粉分別稱好重量，按霧化鐵粉、二次還原鐵粉、銅粉、鎳粉、石墨粉、微粉蠟的順序依次加入混料機混合50分鐘，混合好的粉末靜置60小時。將混合好的粉末靜置60小時是讓混合好的物料充分穩定，防止在送料過程中產生合金元素偏析的現象。
步驟p2：模壓成型
將p1混合好靜置結束的成品粉末輸送到壓機料斗中，通過壓機自動送料機構將物料送人模具型腔中，在530mpa的壓強下模壓成型得到壓坯，所述模壓成型速度為9個/分鐘。壓坯密度為6.92g/cm3。
步驟p3：燒結
將p2模壓成型得到的壓坯通過網帶燒結爐進行三段燒結，一個預熱段溫度為600oc，兩個燒結段的溫度分別為1080oc、1095oc；所述三段燒結的網速為50mm/分鐘，保護氣氛為70%的氮氣和30%的氫氣，氮氣的進氣量為7m3/h，進口壓力為0.12mpa，氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm，所述三段的燒結時間為46分鐘，燒結好的產品為燒結坯。燒結坯的硬度為hra35-42，抗拉強度為340-400mpa。采用分段燒結可在低溫段緩慢充分的去除壓坯中的微粉蠟，避免微粉蠟在高溫強烈分解使坯體產生大的氣泡，采用分段燒結亦可使碳、銅、鎳等元素滲入鐵粉顆粒結構中，形成合金或產生固溶強化，起到改善產品的綜合性能的作用。
步驟p5:整形
將復燒坯在300mpa的壓強下進行全封閉模壓整形，所述整形速度為9件/分鐘。整形是為了糾正產品在燒結及復燒滲銅過程中產生的變形，提高產品的尺寸精度及一致性，是產品在尺寸精度上能夠滿足客戶的需求。
步驟p6：機加工
將經過步驟p5得到的毛坯通過機加工精車外圓。
步驟p7：去毛刺拋光
用螺旋振動研磨拋光的方法去除產品外觀的毛刺、雜志等，使其表面光亮、清潔。拋光所加磨料為100公斤氧化鋯研磨棒，100公斤高鋁瓷菱形磨料及光亮劑、研磨膏及5公斤水。
步驟p8：清洗及防銹
將拋光去毛刺后的產品在連續式網帶超聲波清洗、防銹油噴涂一體機中清洗防銹，提高產品的外觀及防銹性能，得到成品。
實施例4
按如下質量百分比取料：霧化鐵粉50%、石墨粉0.6%、微粉蠟0.6%、銅粉1%、鎳粉3%、二次還原鐵粉44.8%，具體制造汽車發動機平衡系統芯軸的新方法如下：
步驟p1：混料
將粉末冶金材料的組分按要求一次順序混合，包括：將霧化、二次還原鐵粉、石墨粉、微粉蠟、銅粉、鎳粉分別稱好重量，按霧化鐵粉、二次還原鐵粉、銅粉、鎳粉、石墨粉、微粉蠟的順序依次加入混料機混合60分鐘，混合好的粉末靜置55小時。將混合好的粉末靜置55小時是讓混合好的物料充分穩定，防止在送料過程中產生合金元素偏析的現象。
步驟p2：模壓成型
將p1混合好靜置結束的成品粉末輸送到壓機料斗中，通過壓機自動送料機構將物料送人模具型腔中，在550mpa的壓強下模壓成型得到壓坯，所述模壓成型速度為9個/分鐘。壓坯密度為7g/cm3。
步驟p3：燒結
將p2模壓成型得到的壓坯通過網帶燒結爐進行三段燒結，一個預熱段溫度為800oc，兩個燒結段的溫度分別為1090oc、1100oc；所述三段燒結的網速為45mm/分鐘，保護氣氛為75%的氮氣和25%的氫氣，氮氣的進氣量為7m3/h，進口壓力為0.12mpa，氮氣及氫氣的氧含量需低于5ppm，所述三段的燒結時間為50分鐘，燒結好的產品為燒結坯。燒結坯的硬度為hra40-48，抗拉強度為400-460mpa。采用分段燒結可在低溫段緩慢充分的去除壓坯中的微粉蠟，避免微粉蠟在高溫強烈分解使坯體產生大的氣泡，采用分段燒結亦可使碳、銅、鎳等元素滲入鐵粉顆粒結構中，形成合金或產生固溶強化，起到改善產品的綜合性能的作用。
步驟p5:整形
將復燒坯在340mpa的壓強下進行全封閉模壓整形，所述整形速度為9件/分鐘。整形是為了糾正產品在燒結及復燒滲銅過程中產生的變形，提高產品的尺寸精度及一致性，是產品在尺寸精度上能夠滿足客戶的需求。
步驟p6：機加工
將經過步驟p5得到的毛坯通過機加工精車外圓。
步驟p7：去毛刺拋光
用螺旋振動研磨拋光的方法去除產品外觀的毛刺、雜志等，使其表面光亮、清潔。拋光所加磨料為100公斤氧化鋯研磨棒，100公斤高鋁瓷菱形磨料及光亮劑、研磨膏及5公斤水。
步驟p8：清洗及防銹
將拋光去毛刺后的產品在連續式網帶超聲波清洗、防銹油噴涂一體機中清洗防銹，提高產品的外觀及防銹性能，得到成品。
綜上所述，本發明的產品材料利用率高，機加工少，外形美觀，尺寸一致性好，充分體現了粉末冶金技術“少切削”的優點。使用本發明的方法制造的汽車發動機平衡系統芯軸，可以節約原材料60%，簡化生產流程；該汽車發動機平衡系統芯軸尺寸一致性高，裝配過程舒暢。本發明的粉末冶金復合材料既保證了產品使用所需的綜合力學性能，又提高了產品尺寸和綜合力學性能的一致性，是其生產成本降低了85%。