一种复杂形状硬质合金的成型方法技术

本发明专利技术提供一种一种复杂形状硬质合金的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：通过一上（上冲头）三下（下冲头）两芯杆的方式，将该产品的外形及内孔通过压制一次成型，通过对控制粉体材料的装料高度，直接一次性压制成型，免于后期加工并实现连续自动压制。此方式比通过传统的压制再铣削，避免了产品预烧及修型，提升了生产效率同时大大节省了成本，而且可以精确控制压制后的合金尺寸。控制压制后的合金尺寸。控制压制后的合金尺寸。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂形状硬质合金的成型方法


[0001]本专利技术涉及冶金领域，具体涉及一种复杂形状硬质合金的成型方法。

技术介绍

[0002]在工业制造业中，硬质合金具有高强度、高硬度、高耐磨性等系列优点，广泛用于各种零件的制备，现有技术中，复杂形状的硬质合金一般采用的是先压制成块状合金，在将其通过铣削的方式制成需要的形状，这样不仅效率低，而且过程较复杂，不易控制产品的尺寸。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复杂形状硬质合金的成型方法，通过对控制粉体材料的装料高度，直接一次性压制成型，免于后期加工并实现连续自动压制。此方式比通过传统的压制再铣削，避免了产品预烧及修型，提升了生产效率同时大大节省了成本，而且可以精确控制压制后的合金尺寸。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种复杂形状硬质合金的成型方法，包括以下步骤：通过一上（上冲头）三下（下冲头）两芯杆的方式，将该产品的外形及内孔通过压制一次成型；（1）成型：根据需要制备的合金的合金高度H，H分为上下两部分，h1为上部分高度，h2为下部分高度，H=h1+h2，b
1 表示合金顶部与合金底部相交的宽度，b表示合金顶部宽度，角度a表示合金的角度/2，d表示合金通孔的直径，h3表示合金沉孔的高度，B
合金
表示合金的宽度，B
毛坯
表示毛坯的宽度， d
毛坯
表示毛坯的通孔直径，L表示合金的长度， l表示合金底部腰孔的长度，m分别表示合金底部腰孔的宽度，n表示金底部腰孔的深度，h4为h1尺寸的装料高度，h
5 为h2尺寸的装料高度，K为收缩系数；根据质量相等定理可知：ρ
毛坯
*V
毛坯
=ρ
合金
*V
合金 ；
ꢀꢀꢀꢀ
（一）根据三角函数关系推出b
1 =b+2*h2*tana；（二）合金上部分和下部分的连接处为c处，近似为一段90
°
R弧，R为半径，则c处面积 Vc=R
²‑
1/4*πR
²
；（三）K为合金收缩系数，K=D
毛坯 /D
合金
= d
毛坯
/d = B
毛坯
/B
合金
；h4为h1尺寸的装料高度；h
5 为h2尺寸的装料高度；将公式（一）展开为：上部：ρ
毛坯
*{（b*K+b1*K)*h2*K*L*K/2
‑
2*[π*d
²
/4*K
²
*(h2‑
h3)*K+π*d
²
/4*K
²
*(h5+h3*K)]+h5*B*K*L*K+2*Vc*K
²
*L*K}=ρ
合金*
[（b+b1)*h2*L/2
‑
2*[π*d
²
/4*(h2‑
h3)+π*d
²
/4*h3]+2*Vc*L （五）下部：ρ
毛坯
*[h4*L*K*B*K
‑
1/4*π*d
²
*K
²
*h4*2
‑
(l
‑
m)*K*m*K*n*K
‑
1/4*m
²
*K
²
*π*n*K]=ρ
合金
*(h1*L*B
‑
1/4*π*d
²
*h1*2
‑
(l
‑
m)*m*n
‑
1/4*m
²
*π*n) 进一步整理得：
上部：h5={{ρ
合金*
[（b+b1)*h2*L/2
‑
2*[π*d
²
/4*(h2‑
h3)+π*d
²
/4*h3]+2*Vc*L}/ ρ
毛坯
‑
(b*K+b1*K)*h2*K*L*K/2
‑
π*d
²
/2*K
²
*(h2‑
h3)*K
‑
π*d
²
/2*K
²
*h3*K
‑
2*Vc*K
²
*L*K}/(π*d
²
/2*K
²
+B*K*L*K)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（七）下部：h4=[ρ
合金
*(h1*L*B
‑
1/4*π*d
²
*h1*2
‑
(l
‑
m)*m*n
‑
1/4*m
²
*π*n) /ρ
毛坯
‑
h4*L*K*B*K+(l
‑
m)*K*m*K*n*K+1/4*m
²
*K
²
*π*n*K]/(1/2*π*d
²
*K
²
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（八）其中，ρ
毛坯
、ρ
合金
分别为毛坯、合金的密度，K为合金系数；计算得到装料高度：H=h4+h5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（九）；（2）通过自动送料装置将固定重量的粉料均匀的放置于凹模内并刮平；（3）压制动作，确保上冲头进入模体后下压到达h4‑
h1*K位置，下冲头1相对模体移动质h5‑
h2*K位置；（4）完成退模动作，完成压制过程。
[0005]优选地，所述的粉料的目数为80
‑
120目，粉末目数直接影响装料高度进而影响压制后的合金尺寸。
[0006]有益效果：本专利技术的方法，通过这种压制一次成型的方式，替代原本通过压制方块然后机加工外形内孔的方式，大大提升了工作效率的同时也显著节省了用料，并且实现了连续自动压制，降低了劳动成本。
附图说明
[0007]图1复杂形状的硬质合金示意图；图2模具装配图。
具体实施方式
[0008]下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0009]预制备合金尺寸为：H:55mm、B
合金
:66mm、h1:13mm、h2:42mm、b:23mm、α:3
°
、L:110mm、D
合金
:13.9mm、d:10mm、h3:10mm、l:35mm、m:10mm、n:7mm。采用粉末目数为：100
‑
120目，总重量：3.12Kg。
[0010]实施例1一种复杂形状硬质合金的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂形状硬质合金的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：通过一上（上冲头）三下（下冲头）两芯杆的方式，将该产品的外形及内孔通过压制一次成型；（1）成型：根据需要制备的合金的合金高度H，H分为上下两部分，h1为上部分高度，h2为下部分高度，H=h1+h2，b
1 表示合金顶部与合金底部相交的宽度，b表示合金顶部宽度，角度a表示合金的角度/2，d表示合金通孔的直径，h3表示合金沉孔的高度，B
合金
表示合金的宽度，B
毛坯
表示毛坯的宽度， d
毛坯
表示毛坯的通孔直径，L表示合金的长度， l表示合金底部腰孔的长度，m分别表示合金底部腰孔的宽度，n表示金底部腰孔的深度，h4为h1尺寸的装料高度，h
5 为h2尺寸的装料高度，K为收缩系数；根据质量相等定理可知：ρ
毛坯
*V
毛坯
=ρ
合金
*V
合金 ；
ꢀꢀꢀꢀ
（一）根据三角函数关系推出b
1 =b+2*h2*tana；（二）合金上部分和下部分的连接处为c处，近似为一段90
°
R弧，R为半径，则c处面积 Vc=R
²‑
1/4*πR
²
；（三）K为合金收缩系数，K=D
毛坯 /D
合金
= d
毛坯
/d = B
毛坯
/B
合金
；h4为h1尺寸的装料高度；h
5 为h2尺寸的装料高度；将公式（一）展开为：上部：ρ
毛坯
*{（b*K+b1*K)*h2*K*L*K/2
‑
2*[π*d
²
/4*K
²
*(h2‑
h3)*K+π*d
²
/4*K
²
*(h5+h3*K)]+h5*B*K*L*K+2*Vc*K
²
*L*K}=ρ
合金*
[（b+b1)*h2*L/2
‑
2*[π*d
²
/4*(h2‑
h3)+π*d
²
/4*h3]+2*Vc*L （五）下部：ρ
毛坯
*[h4*L*K*B*K
‑
1/4*π*d
²
*K
²
*h4*2
‑
(l
‑
m)*K*m*K*n*K
‑
1/4*m
²
*K<...

【专利技术属性】
技术研发人员：司勇，马汝鹏，马学成，张强，
申请(专利权)人：济南市冶金科学研究所有限责任公司，
类型：发明
国别省市：