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专利名称：一种汽车发动机进排气管法兰盘及其复合制备工艺

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210592388.3

专利申请（专利权）人：陕西豪德特粉末冶金新材料有限公司
权利人地址：陕西省商洛市商南县城关街道办张家岗村双创产业园

专利发明（设计）人：孙文,高鹏,姚勇强

专利摘要：本发明提供的汽车发动机进排气管法兰盘及其复合制备工艺，涉及法兰盘制备领域。法兰盘由304不锈钢和粉末冶金304不锈钢组合烧结制备而成；包括不锈钢件和粉末冶金件，不锈钢件和粉末冶金件均为环状结构，不锈钢件的外表面与粉末冶金件的内表面相互设置，不锈钢件的内部开设有进排气口。工艺包括将304不锈钢的不锈钢件加工成带台阶的法兰；将304不锈钢粉末在带模架的粉末冶金自动成型液压机上成型，制成粉末冶金件；将不锈钢件装配在粉末冶金件中，最终成型。本发明能实现复杂形状一次成型，单重减轻、材料利用率高、废品率低、加工成本低、质量稳定，并且复合制备工艺解决了不锈钢粉末冶金焊接和气密性难题，适用于大批量生产。

主权利要求：
1.一种汽车发动机进排气管法兰盘，其特征在于，所述汽车发动机进排气管法兰盘由
304不锈钢和粉末冶金304不锈钢组合烧结制备而成；所述汽车发动机进排气管法兰盘包括不锈钢件和粉末冶金件，所述不锈钢件和所述粉末冶金件均为环状结构，所述不锈钢件的外表面与所述粉末冶金件的内表面相互设置，所述不锈钢件的内部开设有进排气口；所述不锈钢件的外表面设置有第一配合表面，所述粉末冶金件的内表面设置有第二配合表面，所述第一配合表面与所述第二配合表面相互设置；所述粉末冶金件的一侧设置有缺口，所述缺口与所述进排气口连通；所述第一配合表面设置有第一阶梯部，所述第二配合表面设置有与所述第一阶梯部配合的第二阶梯部；
所述汽车发动机进排气管法兰盘的复合制备工艺包括：将304不锈钢的不锈钢件加工成带台阶的法兰；将304不锈钢粉末在带模架的粉末冶金自动成型液压机上成型，制成粉末冶金件；将不锈钢件装配在所述粉末冶金件中，成型为所述汽车发动机进排气管法兰盘；在所述将304不锈钢粉末在带模架的粉末冶金自动成型液压机上成型，制成粉末冶金件的步骤中，选用?100目304不锈钢粉末，且成型的单位厘米面积压力650MPa?700MPa，毛坯密度控
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制在6.45g/cm?6.55g/cm；
在所述将不锈钢件装配在所述粉末冶金件中，成型为汽车发动机进排气管法兰盘的步骤中，将所述不锈钢件装配在所述粉末冶金件中，尺寸间隙控制在0.10mm?0.15mm；在所述将不锈钢件装配在所述粉末冶金件中，成型为汽车发动机进排气管法兰盘的步骤中，将所述不锈钢件装配在所述粉末冶金件中，并放入氢气保护的推杆式连续烧结炉中，在1220℃?
1240℃温度下，保温时间40min?50min，成型为所述汽车发动机进排气管法兰盘。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机进排气管法兰盘，其特征在于，所述不锈钢件的内表面设置有内阶梯部，所述内阶梯部位于远离所述缺口的一侧，且所述内阶梯部的凸出区域与所述第一阶梯部的凸出区域部分重合，所述内阶梯部用于与排气管焊接。
3.根据权利要求2所述的汽车发动机进排气管法兰盘，其特征在于，所述粉末冶金件的外表面在所述缺口处向外凸出。 说明书 : 一种汽车发动机进排气管法兰盘及其复合制备工艺技术领域[0001] 本发明涉及法兰盘制备领域，具体而言，涉及一种汽车发动机进排气管法兰盘及其复合制备工艺。背景技术[0002] 汽车发动机进排气管法兰盘是汽车发动机的重要部件，用于连接汽车发动机进排气管，实现汽车发动机的进排气。现有技术中的汽车发动机进排气管法兰盘通常通过铸造加工的方式进行制造，但是铸造加工存在工艺复杂，成型产品的重量大，材料利用率低、质量稳定性较差等缺陷，不利于提高法兰盘的产品品质。发明内容[0003] 本发明的目的包括，例如，提供一种汽车发动机进排气管法兰盘及其复合制备工艺，其能实现复杂形状一次成型，单重减轻、材料利用率高、废品率低、加工成本低、质量稳定，并且复合制备工艺解决了不锈钢粉末冶金焊接和气密性难题，适用于大批量生产。[0004] 本发明的实施例可以这样实现：[0005] 第一方面，本发明实施例提供一种汽车发动机进排气管法兰盘，所述汽车发动机进排气管法兰盘由304不锈钢和粉末冶金304不锈钢组合烧结制备而成；所述汽车发动机进排气管法兰盘其包括不锈钢件和粉末冶金件，所述不锈钢件和所述粉末冶金件均为环状结构，所述不锈钢件的外表面与所述粉末冶金件的内表面相互设置，所述不锈钢件的内部开设有进排气口。[0006] 进一步地，在可选的实施例中，所述不锈钢件的外表面设置有第一配合表面，所述粉末冶金件的内表面设置有第二配合表面，所述第一配合表面与所述第二配合表面相互设置。[0007] 进一步地，在可选的实施例中，所述粉末冶金件的一侧设置有缺口，所述缺口与所述进排气口连通。[0008] 进一步地，在可选的实施例中，所述第一配合表面设置有第一阶梯部，所述第二配合表面设置有与所述第一阶梯部配合的第二阶梯部。[0009] 进一步地，在可选的实施例中，所述不锈钢件的内表面设置有内阶梯部，所述内阶梯部位于远离所述缺口的一侧，且所述内阶梯部的凸出区域与所述第一阶梯部的凸出区域部分重合，所述内阶梯部用于与排气管焊接。[0010] 进一步地，在可选的实施例中，所述粉末冶金件的外表面在所述缺口处向外凸出[0011] 本发明提供的汽车发动机进排气管法兰盘具有以下有益效果：[0012] 第二方面，本发明实施例提供一种汽车发动机进排气管法兰盘的复合制备工艺，用于制备前述任一项的汽车发动机进排气管法兰盘，所述复合制备工艺包括：[0013] 将304不锈钢的不锈钢件加工成带台阶的法兰；[0014] 将304不锈钢粉末在带模架的粉末冶金自动成型液压机上成型，制成粉末冶金件；[0015] 将不锈钢件装配在所述粉末冶金件中，成型为所述汽车发动机进排气管法兰盘。[0016] 进一步地，在可选的实施例中，在所述将304不锈钢粉末在带模架的粉末冶金自动成型液压机上成型，制成粉末冶金件的步骤中，选用?100目304不锈钢粉末，且成型的单位3 3厘米面积压力650MPa?700MPa，毛坯密度控制在6.45g/cm?6.55g/cm。[0017] 进一步地，在可选的实施例中，在所述将不锈钢件装配在所述粉末冶金件中，成型为汽车发动机进排气管法兰盘的步骤中，将所述不锈钢件装配在所述粉末冶金件中，尺寸间隙控制在0.10mm?0.15mm。[0018] 进一步地，在可选的实施例中，在所述将不锈钢件装配在所述粉末冶金件中，成型为汽车发动机进排气管法兰盘的步骤中，将所述不锈钢件装配在所述粉末冶金件中，并放入氢气保护的推杆式连续烧结炉中，在1220℃?1240℃温度下，保温时间40min?50min，成型为所述汽车发动机进排气管法兰盘。[0019] 本发明提供的汽车发动机进排气管法兰盘的复合制备工艺具有以下有益效果：汽车发动机进排气管法兰盘由304不锈钢和粉末冶金304不锈钢组合烧结制备而成：304不锈钢件加工成带台阶法兰，粉末冶金304不锈钢毛坯件选用?100目304不锈钢粉末，在带模架的粉末冶金自动成型液压机上成型，单位厘米面积压力650MPa?700MPa，毛坯密度控制在3 36.45g/cm?6.55g/cm。然后，将304不锈钢件装配在粉末冶金304不锈钢毛坯件中(尺寸间隙0.10mm?0.15mm)，放入氢气保护的推杆式连续烧结炉中，在1220℃?1240℃保温时间40min?50min，由于高温烧结不锈钢粉末基体外径收缩1.3％?1.6％，可确保两种材质零件的接合强度和性能指标，出炉后组合件进行机械加工达到成品尺寸要求。本制备工艺相比铸造加工优势明显：制品复杂形状一次成型，单重减轻、材料利用率高、废品率低、加工成本低、质量稳定，并且复合制备工艺解决了不锈钢粉末冶金焊接和气密性难题，适用于大批量生产。附图说明[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。[0021] 图1为本发明具体实施例所述的汽车发动机进排气管法兰盘的结构示意图；[0022] 图2为本发明具体实施例所述的汽车发动机进排气管法兰盘的剖视结构示意图；[0023] 图3为本发明具体实施例所述的汽车发动机进排气管法兰盘的复合制备工艺的示意图。具体实施方式[0024] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。[0025] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。[0026] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0027] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。[0028] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。[0029] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。[0030] 请参阅图1和图2，本实施例提供了一种汽车发动机进排气管法兰盘，其能实现复杂形状一次成型，单重减轻、材料利用率高、废品率低、加工成本低、质量稳定，并且复合制备工艺解决了不锈钢粉末冶金焊接和气密性难题，适用于大批量生产。[0031] 在本发明实施例中，汽车发动机进排气管法兰盘由304不锈钢和粉末冶金304不锈钢组合烧结制备而成；汽车发动机进排气管法兰盘其包括不锈钢件和粉末冶金件，不锈钢件和粉末冶金件均为环状结构，不锈钢件的外表面与粉末冶金件的内表面相互设置，不锈钢件的内部开设有进排气口。[0032] 需要指出的是，本发明实施例中，汽车发动机进排气管法兰盘由304不锈钢和粉末冶金304不锈钢组合烧结制备而成，至于法兰盘的具体结构形式，本发明实施例不做具体要求。应当理解的是，法兰盘的结构形式可以与现有的进排气管法兰盘相似。在本发明实施例中，不锈钢件与粉末冶金件的烧结复合而制备汽车发动机进排气管法兰盘，可以实现制品复杂形状一次成型，单重减轻、材料利用率高、废品率低、加工成本低、质量稳定，并且复合制备工艺解决了不锈钢粉末冶金焊接和气密性难题，适用于大批量生产。[0033] 对于不锈钢件和粉末冶金件的结构形式来说，不锈钢件的外表面设置有第一配合表面，粉末冶金件的内表面设置有第二配合表面，第一配合表面与第二配合表面相互设置。[0034] 进一步地，粉末冶金件的一侧设置有缺口，缺口与进排气口连通。[0035] 可选地，在本实施例中，第一配合表面设置有第一阶梯部，第二配合表面设置有与第一阶梯部配合的第二阶梯部。[0036] 在可选的实施例中，不锈钢件的内表面设置有内阶梯部，内阶梯部位于远离缺口的一侧，且内阶梯部的凸出区域与第一阶梯部的凸出区域部分重合，所述内阶梯部用于与排气管焊接，焊接的大致位置如图1中的“排气管焊接处”。[0037] 可选地，在本实施例中，粉末冶金件的外表面在缺口处向外凸出[0038] 请参阅图3，本发明实施例还提供一种汽车发动机进排气管法兰盘的复合制备工艺，用于制备前述任一项的汽车发动机进排气管法兰盘，复合制备工艺包括：[0039] 步骤S100：将304不锈钢的不锈钢件加工成带台阶的法兰。[0040] 步骤S200：将304不锈钢粉末在带模架的粉末冶金自动成型液压机上成型，制成粉末冶金件。[0041] 可选地，在将304不锈钢粉末在带模架的粉末冶金自动成型液压机上成型，制成粉末冶金件的步骤中，选用?100目304不锈钢粉末，且成型的单位厘米面积压力650MPa?3 3700MPa，在本发明实施例中，可以将粉末冶金件的毛坯密度控制在6.45g/cm?6.55g/cm。[0042] 步骤S300：将不锈钢件装配在粉末冶金件中，成型为汽车发动机进排气管法兰盘。[0043] 进一步地，在可选的实施例中，在将不锈钢件装配在粉末冶金件中，成型为汽车发动机进排气管法兰盘的步骤中，将不锈钢件装配在粉末冶金件中，尺寸间隙控制在0.10mm?0.15mm。[0044] 进一步地，在可选的实施例中，在将不锈钢件装配在粉末冶金件中，成型为汽车发动机进排气管法兰盘的步骤中，将不锈钢件装配在粉末冶金件中，并放入氢气保护的推杆式连续烧结炉中，在1220℃?1240℃温度下，保温时间40min?50min，成型为汽车发动机进排气管法兰盘。[0045] 请结合参阅图1至图3，需要说明的是，在本发明实施例中，汽车发动机进排气管法兰盘由304不锈钢和粉末冶金304不锈钢组合烧结制备而成：304不锈钢件加工成带台阶法兰，粉末冶金304不锈钢毛坯件选用?100目304不锈钢粉末，在带模架的粉末冶金自动成型3 3液压机上成型，单位厘米面积压力650MPa?700MPa，毛坯密度控制在6.45g/cm?6.55g/cm 。然后，将304不锈钢件装配在粉末冶金304不锈钢毛坯件中(尺寸间隙0.10mm?0.15mm)，放入氢气保护的推杆式连续烧结炉中，在1220℃?1240℃保温时间40min?50min，由于高温烧结不锈钢粉末基体外径收缩1.3％?1.6％，可确保两种材质零件的接合强度和性能指标，出炉后组合件进行机械加工达到成品尺寸要求。本制备工艺相比铸造加工优势明显：制品复杂形状一次成型，单重减轻、材料利用率高、废品率低、加工成本低、质量稳定，并且复合制备工艺解决了不锈钢粉末冶金焊接和气密性难题，适用于大批量生产。[0046] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0047] 此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0048] 还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0049] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

专利地区：陕西

专利申请日期：2022-05-27

专利公开日期：2024-07-19

专利公告号：CN114776426B