用于表面致密化的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于使粉末金属部件的表面致密化的方法，包括：将多种粉末金属混合以便形成粉末金属混合物；致动上冲头和下冲头以便施加压力至粉末金属混合物从而压紧粉末金属混合物；在烤炉中烧结已压紧的粉末金属混合物；将已压紧的粉末金属混合物形成为粉末金属部件；加热粉末金属部件的表面的一部分；以及在将粉末金属部件的该部分加热至预定温度之后使粉末金属部件的表面的该部分致密化达预定时间段。

Method and system for surface densification

The invention discloses a method for making a compact surface of powder metal parts including: mixing a variety of metal powder to form a powder metal mixture; actuating the upper punch and the lower punch to apply pressure to the metal powder mixture and compacted powder metal mixture; powder metal mixture in the oven sintering has pressed powder; the metal mixture has been pressed into powder forming metal parts; a part of the surface of the heating of powder metal parts; and the powder metal parts which are heated to a preset temperature after the surface of powder metal parts of the part of the densification of a predetermined period of time.

【技术实现步骤摘要】
用于表面致密化的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月17日提交的美国临时申请第62/309,658号的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
本专利技术一般涉及用于使工件的表面致密化的方法和系统，并且更特别地涉及用于在工件的表面致密化之前施加热量至粉末金属工件的方法和系统。
技术介绍
由粉末金属混合物形成金属部件是熟知的技术。用于形成粉末金属部件的系统通常包括填充有粉末金属混合物的模具。典型的模具包括上冲头和下冲头。通过致动上冲头和下冲头而施加压力至模具壳体内的粉末金属混合物来压紧粉该末金属混合物。最后，粉末金属混合物通常在烤炉或类似物内被烧结以便产生已形成的粉末金属部件。在粉末金属形成及表面致密化工艺中的基本步骤包括将所需的金属粉末混合并填充模具；将粉末金属混合物压紧成所需形状；烧结已压紧的部件；将已烧结的已压紧部件机械加工成所需的最终形状；使该表面致密化；热处理该表面；以及通过研磨等精整最终形状。虽然用于形成粉末金属部件和用于表面致密化的当前方法和系统实现了它们的意图目的，但是对于呈现出更高的机械特性的用于形成并表面致密化的新的且改进的方法和系统的需求是需要的。因此，存在用于粉末金属部件的表面致密化的改进的系统和方法的需求，该改进的系统和方法提供进入表面中的更深的致密化，对现有结合的更少损伤以及实现更高水平的表面密度。
技术实现思路
根据一些方面，用于使粉末金属部件的表面致密化的方法包括：将多种粉末金属混合以便形成粉末金属混合物；将粉末金属混合物形成为粉末金属部件；致动上冲头和下冲头以便施加压力至粉末金属混合物从而压该紧粉末金属混合物；以及在烤炉中烧结已压紧的粉末金属混合物。该方法进一步包括：加热粉末金属部件的表面的一部分；以及在粉末金属部件的该部分被加热至预定温度之后使粉末金属部件的表面的该部分致密化达预定时间段。在本公开内容的另一方面中，加热粉末金属部件的表面的该部分包括将粉末金属部件的表面的该部分加热至在300℃和700℃之间的温度。在本公开内容的又一方面中，使用温度控制反馈系统来维持预定温度。在本公开内容的又一方面中，温度控制反馈系统使用带有红外监测或类似物的闭环温度控制以用于将粉末金属部件加热至在300℃和700℃之间的温度。在本公开内容的又一方面中，使粉末金属部件的表面致密化包括使用锥形工具在粉末金属部件表面的部分上施加点载荷。在本公开内容的又一方面中，加热粉末金属部件表面的该部分包括加热粉末金属部件的线性部分。在本公开内容的又一方面中，使粉末金属部件的表面的该部分致密化包括使用至少一个辊子在已加热的线性部分上施加线载荷。在本公开内容的又一方面中，粉末金属部件包括具有齿轮齿的齿轮，并且使粉末金属部件的表面的该部分致密化包括施加齿轮啮合载荷至齿轮齿。在本公开内容的又一方面中，加热粉末金属部件的表面的该部分包括利用感应加热装置施加感应热量。在本公开内容的又一方面中，加热粉末金属部件的表面的该部分包括利用微波装置施加微波辐射。在本公开内容的又一方面中，加热粉末金属部件的表面的该部分包括施加激光至粉末金属部件的表面的该部分。在本公开内容的又一方面中，用于使粉末金属部件的表面致密化的方法包括：将多种粉末金属混合以便形成粉末金属混合物；将粉末金属混合物形成为粉末金属部件；致动上冲头和下冲头以便施加压力至粉末金属混合物从而压紧该粉末金属混合物；以及在烤炉中烧结已压紧的粉末金属混合物。该方法进一步包括：加热粉末金属部件的表面的一部分；以及使粉末金属部件的表面的该部分致密化。使粉末金属部件的表面的该部分致密化包括在粉末金属部件的该部分被加热至预定温度之后使用锥形工具在粉末金属部件的表面的该部分上施加点载荷达预定时间段。在本公开内容的又一方面中，在粉末金属部件的表面的该部分上施加点载荷包括沿着粉末金属部件轴向地移动该锥形工具。在本公开内容的又一方面中，在粉末金属部件的表面的该部分上施加点载荷包括使该锥形工具围绕旋转轴线旋转。在本公开内容的又一方面中，在粉末金属部件的表面的该部分上施加点载荷包括使粉末金属部件围绕旋转轴线旋转。在本公开内容的又一方面中，加热粉末金属部件的表面的该部分包括将粉末金属部件的表面的该部分加热至在300℃和700℃之间的温度。在本公开内容的又一方面中，加热粉末金属部件的表面的该部分包括利用感应加热装置施加感应热量。在本公开内容的又一方面中，加热粉末金属部件的表面的该部分包括利用微波装置施加微波辐射。在本公开内容的又一方面中，加热粉末金属部件的表面的该部分包括施加激光至粉末金属部件的表面的该部分。在本公开内容的又一方面中，用于使粉末金属部件的表面致密化的系统包括工作站。粉末金属部件被置于该工作站中或被置于该工作站上。加热元件邻近于粉末金属部件并且被构造成将粉末金属部件的表面的一部分加热至300℃和700℃之间。工具邻近于该部件并且被构造成在粉末金属部件的表面的一部分已经被加热之后施加点载荷至粉末金属部件的表面的该部分。控制器被构造成控制加热元件、工作站和工具。控制器被构造成控制加热元件加热粉末金属部件的表面的该部分的速率，以及控制工具相对于粉末金属部件的表面移动的速率。通过参考下列描述和附图本专利技术的其他特征、方面和优点将变得明显，在附图中，相同的附图标记表示相同的部件、元件或特征。方案1：一种用于使粉末金属部件的表面致密化的方法，所述方法包括：将多种粉末金属混合以便形成粉末金属混合物；将所述粉末金属混合形成为所述粉末金属部件；致动上冲头和下冲头以便施加压力至所述粉末金属混合物从而压紧所述粉末金属混合物；在烤炉中烧结已压紧的粉末金属混合物；加热所述粉末金属部件的所述表面的一部分；以及在所述粉末金属部件的所述部分被加热至预定温度之后，使所述粉末金属部件的所述表面的所述部分致密化达预定时间段。方案2：根据方案1所述的方法，其中，加热所述粉末金属部件的所述表面的所述部分包括将所述粉末金属部件的所述表面的所述部分加热至在300℃和700℃之间的温度。方案3：根据方案2所述的方法，其中，使用温度控制反馈系统来维持所述预定温度。方案4：根据方案3所述的方法，其中，所述温度控制反馈系统使用带有红外监测的闭环温度控制或类似物，以用于将所述粉末金属部件的所述表面的所述部分加热至在300℃和700℃之间的温度。方案5：根据方案1所述的方法，其中，使所述粉末金属部件的表面致密化包括使用锥形工具在所述粉末金属部件的所述表面的所述部分上施加点载荷。方案6：根据方案1所述的方法，其中，加热所述粉末金属部件的所述表面的一部分包括加热所述粉末金属部件的线性部分。方案7：根据方案6所述的方法，其中，使所述粉末金属部件的所述表面的所述部分致密化包括使用至少一个辊子在所述已加热的线性部分上施加线载荷。方案8：根据方案1所述的方法，其中，所述粉末金属部件包括具有齿轮齿的齿轮，并且使所述粉末金属部件的所述表面的所述部分致密化包括施加齿轮啮合载荷至所述齿轮齿。方案9：根据方案1所述的方法，其中，加热所述粉末金属部件的所述表面的所述部分包括利用感应加热装置施加感应热量。方案10：根据方案1所述的方法，其中，加热所述粉末金属部件的所述表面的所述部分包括利用微波装置施加微波辐射。方案11：根据方案1所述的方法，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使粉末金属部件的表面致密化的方法，所述方法包括：将多种粉末金属混合以便形成粉末金属混合物；将所述粉末金属混合形成为所述粉末金属部件；致动上冲头和下冲头以便施加压力至所述粉末金属混合物从而压紧所述粉末金属混合物；在烤炉中烧结已压紧的粉末金属混合物；加热所述粉末金属部件的所述表面的一部分；以及在所述粉末金属部件的所述部分被加热至预定温度之后，使所述粉末金属部件的所述表面的所述部分致密化达预定时间段。

【技术特征摘要】
2016.03.17 US 62/309658;2017.03.06 US 15/4506911.一种用于使粉末金属部件的表面致密化的方法，所述方法包括：将多种粉末金属混合以便形成粉末金属混合物；将所述粉末金属混合形成为所述粉末金属部件；致动上冲头和下冲头以便施加压力至所述粉末金属混合物从而压紧所述粉末金属混合物；在烤炉中烧结已压紧的粉末金属混合物；加热所述粉末金属部件的所述表面的一部分；以及在所述粉末金属部件的所述部分被加热至预定温度之后，使所述粉末金属部件的所述表面的所述部分致密化达预定时间段。2.根据权利要求1所述的方法，其中，加热所述粉末金属部件的所述表面的所述部分包括将所述粉末金属部件的所述表面的所述部分加热至在300℃和700℃之间的温度。3.根据权利要求2所述的方法，其中，使用温度控制反馈系统来维持所述预定温度。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述温度控制反馈系统使用带有红外监测的闭...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM克雷默，W杨，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US