用于粉末冶金零件内表面致密的挤压棒及挤压系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于粉末冶金零件内表面致密的挤压棒及挤压系统，其中，一种用于粉末冶金零件内表面致密的挤压棒，包括有芯棒，其纵截面基本呈T形，包括有竖向设置的杆体及设置在所述杆体顶部的连接头；挤压件，呈环状，且套设在所述杆体的外围并位于所述连接头之下；其特征在于：所述挤压件至少有两个，且沿所述杆体的长度方向间隔布置，相邻两个所述挤压件之间设置有呈环状且套设在所述杆体外围的支撑环，各所述挤压件的外轮廓的尺寸自下向上逐渐增大。挤压棒能对后续待挤压零件的中央孔内表面间断性滑动地挤压，从而提高待挤压零件的内表面致密度，减少表面孔隙，提高待挤压零件的中央孔的内表面密度。零件的中央孔的内表面密度。零件的中央孔的内表面密度。

【技术实现步骤摘要】
用于粉末冶金零件内表面致密的挤压棒及挤压系统


[0001]本技术属于粉末冶金领域，具体涉及一种用于粉末冶金零件内表面致密的挤压棒及挤压系统。

技术介绍

[0002]粉末冶金是制造金属粉末和以金属粉末(包括混入非金属粉末)为原料，以成形和烧结的基本方法制造材料或制品的技术学科。广义上讲，它还包括以氧化物、氮化物、碳化物等非金属化合物粉末为原料的，以成形—烧结方法制造材料或制品的技术。粉末冶金工艺是将原料粉末加入一定模腔后加压成形，再经一定条件下烧结，或在特定的模具中烧结以得到制品的技术过程。随着工业发展，粉末冶金是一项能制造形状复杂零件的技术，可以节省原材料、节能、省工，适合于大批量生产。
[0003]粉末冶金是生产高强度和形状复杂零件的有效工艺。目前，通过使用高性能的粉末、成型、烧结和特殊的后加工，粉末冶金工艺已经可以生产出密度超过7.4g/cm3的铁基零件。复压复烧技术可以大幅提升产品的密度。采用普通的雾化铁粉经成形和烧结，铁基粉末冶金零件的密度只能达到7.1g/cm3左右。如若进一步提高粉末冶金零件的密度，可采用成形
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预烧结
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复压
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二次烧结的复压复烧工艺，其中，预烧结有两个作用：其一，对成形时已经加工硬化的粉末进行退火，降低铁粉颗粒的屈服强度，利于二次压制时提高密度；其二，脱出产品中的有机润滑剂，有机润滑剂由于密度较低，在产品中占据较大的空间，成形时这些润滑剂难以压缩，密度的提高受到限制，预烧时95％以上的润滑剂都能够脱出，复压时润滑剂占据的位置就可以压缩，利于提高密度。对于形状复杂的零件，成形需要价格昂贵的CNC压机，但复压时就较为困难，难以每个台阶都致密或者难以选择致密的部位。
[0004]对于其他材料的粉末冶金零件，大都采用制粉、混合、包套、挤压(锻造)、机械加工等方式生产，零件的性能较好，甚至超过直接锻造的零件，但零件的流程较长，制造成本较高，零件的制造不是近净成形工艺，粉末冶金工艺的优势得不到充分的发挥。
[0005]作为机电应用零件，传统的方法都是通过机械加工成形的。机械加工的零件目前的主要加工方法有钢材直接通过机械加工的方法成形以及通过冷挤压成形，其中，机械加工的方法工序较长，原材料利用率较低，大约在40～60％之间，产品成本较高，一致性较差，生产效率较低，难以满足对大批量一致性好的要求。
[0006]而采用冷挤压的方法成形，一般需要温锻制坯，然后冷挤压成形。锻件尺寸精度高、尺寸一致性好、表面光洁、内齿轮的齿形精度高、齿轮轮廓清晰，外表面机加工余量较少；材料利用率达到90％左右；由于变形量大，温锻模具(凹模)寿命5000～6000件，而冷挤压模具(凸模)寿命8000～10000件；冷挤压件的外表光洁，机械加工余量少，显著减少后续机械加工工作量，生产周期短，生产效率高。但是冷挤压的方法模具损耗较大，成本还难以满足汽车、摩托车等工业的要求。
[0007]因此，需要开发新的制造方法，解决粉末冶金产品的精度、密度和强度等问题。

技术实现思路

[0008]本技术所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种能对后续待挤压零件均匀挤压的用于粉末冶金零件内表面致密的挤压棒。
[0009]本技术所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种具有上述挤压棒的挤压系统。
[0010]本技术所要解决的第三个技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种高密度和高强度的粉末冶金零件的制造方法。
[0011]本技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种用于粉末冶金零件内表面的挤压棒，包括有
[0012]芯棒，其纵截面基本呈T形，包括有竖向设置的杆体及设置在所述杆体顶部的连接头；
[0013]挤压件，呈环状，且套设在所述杆体的外围并位于所述连接头之下；
[0014]其特征在于：所述挤压件至少有两个，且沿所述杆体的长度方向间隔布置，相邻两个所述挤压件之间设置有呈环状且套设在所述杆体外围的支撑环，各所述挤压件的外轮廓的尺寸自下向上逐渐增大。
[0015]为了实现对后续待挤压零件的逐渐扩压，优选地，相邻两个所述挤压件的外轮廓尺寸之梯度差
△
L为0.01％～8.0％，其中，
△
L＝(L1
‑
L2)/L1，L1为位于上方的挤压件的外轮廓的尺寸，L2为位于下方的挤压件的外轮廓的尺寸。如此，不同外轮廓尺寸的挤压件依次在待挤压零件的中央孔内表面间断性滑动挤压，从而提高待挤压零件的表面致密度，减少表面孔隙，提高待挤压零件的中央孔的内表面密度。
[0016]为了防止支撑环对待挤压零件进行干涉，所述支撑环沿着竖直方向的投影落在各所述挤压件内。
[0017]为了提高挤压能力，所述挤压件有2～30个。
[0018]支撑环和挤压件限位在杆体上，可以采用焊接固定的形式，也可以采用粘接的形式，还可以采用螺母锁紧的形式，但是从方便拆装和更换挤压件的角度出发，优选地，位于最下方的挤压件之下设置有导向件，所述导向件呈环状且位于所述杆体之外，在所述导向件之下设置有用来将导向件、支撑环及挤压件锁定在所述杆体上的螺母，所述螺母位于所述杆体的外围。
[0019]技术解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种具有上述的挤压棒的挤压系统，其特征在于：包括有阴模，所述阴模的中央开设有供具有中央孔的待挤压零件置于其内的开孔，所述开孔内形成有搁置待挤压零件的台阶，各挤压件均能自上而下穿过待挤压零件的中央孔，且各挤压件的外轮廓的尺寸均大于待挤压零件的中央孔之内轮廓的尺寸。
[0020]为了防止待挤压零件在挤压时的弹性变形过大，所述阴模的开孔的内轮廓的尺寸的横截面的水平距离为D1，待挤压零件的外轮廓之横截面的水平距离为D2，其中，D1＝(1.001～1.200)D2。
[0021]技术解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述的挤压系统制备粉末冶金零件的制造方法，其特征在于，至少包括有以下步骤：
[0022]1)材料成分设计：将碳、铁、铬、钼、铜、镍按以下质量百分比混合成混分粉，其成分
按照以下质量百分比为：碳：0～1.5％，铜：0～4％，镍：0～5％，钼：0～2％，铬：0～6％，不超过2％的不可避免的杂质，润滑剂0.1～1％，铁：余量；其中，铬、钼、铜、镍以铁合金或母合金形式加入，碳以石墨形式加入，然后加入质量百分比含量为0.1～1％的润滑剂；
[0023]2)压制：将步骤1)中的混合粉在压机上压制成密度为6.4～7.4g/cm3的零件生坯，压制压力大于400MPa；
[0024]3)烧结：步骤2)的零件生坯在温度1000℃～1350℃中进行烧结，烧结时间为5～180min；
[0025]4)挤压：将待挤压零件放置在所述的挤压系统内进行挤压；
[0026]5)热处理：对挤压后的零件进行热处理。
[0027]优选地，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于粉末冶金零件内表面的挤压棒，包括有芯棒(11)，其纵截面呈T形，包括有竖向设置的杆体(111)及设置在所述杆体(111)顶部的连接头(112)；挤压件(12)，呈环状，且套设在所述杆体(111)的外围并位于所述连接头(112)之下；其特征在于：所述挤压件(12)至少有两个，且沿所述杆体(111)的长度方向间隔布置，相邻两个所述挤压件(12)之间设置有呈环状且套设在所述杆体(111)外围的支撑环(13)，各所述挤压件(12)的外轮廓的尺寸自下向上逐渐增大，各所述挤压件(12)均能自上而下穿过待挤压零件(3)的中央孔(31)，且各挤压件(12)的外轮廓的尺寸均大于待挤压零件(3)的中央孔(31)之内轮廓的尺寸。2.根据权利要求1所述的挤压棒，其特征在于：相邻两个所述挤压件(12)的外轮廓尺寸之梯度差
△
L为0.01％～8.0％，其中，
△
L＝(L1
‑
L2)/L1，L1为位于上方的挤压件(12)的外轮廓的尺寸，L2为位于下方的挤压件(12)的外轮廓的尺寸。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：冯伟立，毛增光，王佳峰，钱飞达，朱志荣，
申请(专利权)人：东睦新材料集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：