烧结件表面压实方法技术

本发明专利技术描述一种烧结件（２）的表面压实方法，即使得烧结件（２）在阴模模具（１）中沿着轴线（３）在压制方向（２０）运动，在第一模口（６）处从第一阴模段（７）开始经由多个阴模段（７、８、９）进入最后一个阴模段（９）之中，每一个阴模段（７、８、９）的壁面（１６）构成至少一个压制面（１８），朝向该压制面对烧结件（２）外表面（１２）所构成的接触面（１７）进行挤压，且在相对于轴线（３）的横断面中由压制面（１３）所定义的内轮廓（２５）至少近似等于接触面（１７）所定义的外轮廓（２６）。在烧结件（２）从第一模口（６）运动到最后一个阴模段（９）之中的过程中，通过连续相互交接的阴模段（７、８、９）以及在相互作用压制面（１８）之间测定的阴模段（７、８、９）的单调递减内径（１９）进行表面压实。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 本专利技术涉及一种具有权利要求1所述特征的，以及一种具有权利要求15所述特征的阴模模具和一种具有权利要求37所述特 征用来实施本方法的阳模。烧结件(也就是用金属粉末经压制、烧结后制成的工件)长期以来用于替 代铸造工件或者全车削工件。受制造工艺的限制，烧结件具有或多或少的孔隙 度，对抗弯强度和耐磨性有不利影响，例如以粉末冶金法制成的齿轮不适宜用 于高负荷齿轮箱之中。为了减小烧结件孔隙度的不利影响，已知可通过再次挤压对烧结件毛坯进 行表面压实。专利US 6,168,754B1公开了一种使用阴模模具进行表面压实的 方法。按照该方法所述，对烧结毛坯(也就是用粉末金属经压制、烧结后制 成的零件)的外表面进行压实，方法是通过一个多级阴才莫模具对其进行挤压。阴模模具包括多个轴向相隔一定间距的阴模板，具有与烧结毛坯形状基本相符 的模口，其内径逐级递减，并且小于烧结毛坯的外径。从最大直至最小模口的挤压过程中，使得烧结件外周边发生塑性、弹性变形，从而将表面压实，使烧 结件达到最终尺寸。阴模板之间的间距可允许烧结件通过膨胀来消减每一个阴 模板之后的一部分弹性变形。通过这一系列的阴模板和间隔，使得烧结件在每 一个阴模板之后经历一次中间卸荷，从而逐步增大变形之后留在烧结件中的残 余压应力。这些残余压应力可提高拉应力区的抗弯强度，同时还可改善压实表面的耐 磨性。但US-B1所述方法以及阴模模具的缺点在于由于在各个阴模板之 间设计有间隔，阴模模具的稳定性和耐磨性较小，使得阴才莫冲莫具可承受的变形 力受到明显限制，且对于某些应用而言，所实现的表面压实度尚不够充分。本专利技术的任务在于，提供一种，既可提高烧结件表面 压实度，同时也使得模具结构简单。采用具有独立权利要求1所述特征的一种，以及采6用具有权利要求15以及37所述特征的一种阴模模具以及阳模，即可解决这 一任务。使得阴模段连续相互交接，并且使得相互作用压制面部分之间所测定 的内轮廓内径从第一阴模段直至最后一个阴模段单调递减，就可在烧结件沿着 压制方向朝向最后一个阴模段运动的过程中，使得每一个阴模段被下一个阴模 段所支撑，并且尽可能阻止阴模模具变形。由于这种阴模模具构造十分坚固， 可以大大减小内径，从而明显改善烧结件的表面压实度。这种构造具有令人惊 奇的效果即使没有按照现有技术所述在依次排列的阴模段之间进行中间卸 荷，也能压实烧结件的表面，且没有高变形力所带来的负面影响，例如咬模现 象。不必对烧结件的整个外周边进行表面压实，而是可以仅限于对外表面的一 部分进行表面压实。实施本方法时仅仅需要将作用于烧结件接触面的压制面大 致相对布置，以便能够平衡径向作用力。本专利技术申请所述的内径这一概念并不 仅限于圆柱体的直径，而是在相互作用压制面之间所测定的相对压制面部分之 间的宽度。如果是最后一个阴模段在模具体内部终止的阴模模具，则必须在改变运动 方向之后通过第一模口从阴模模具中取出烧结件，但可以对该方法进行有益的 补充，方法是让烧结件通过第 一模口对面的第二模口从阴模模具中向外运动。烧结件与阴模模具之间的相对运动这时可以采用直线方式，或者采用螺旋 运动。如果是接触面相对于轴线旋转对称的烧结件，则既可以采用直线方式， 也可以采用螺旋运动方式或者结合使用这两种运动方式，挤压烧结件使其通过 阴模模具。如果是通过螺旋面构成其接触面的烧结件，则必须以螺旋运动方式 挤压这些烧结件通过阴模模具。如果是旋转对称的烧结件，除了轴向作用于阴 模段压制面上的滑动摩擦力之外，还可以通过旋转运动将切向应力分量导入到 烧结件的表面之中，从而对压实过程形成有利的影响。如果于从烧结件和/或者阴模模具执行运动，也有利于实施本方法。最为 简单的情形为阴模模具静止不动，烧结件从第一阴模段一直运动到最后一个 阴模段;但是从结构以及工艺方面来考虑，有益的方式是从阴模模具执行运动， 或者不仅驱动烧结件，也驱动阴模模具。但是也可以针对两个组成部分使用相 同的驱动方案或者不同的驱动方案，例如可让烧结件或者阴模模具执行均匀緩7慢的运动，并且让阴才莫模具或者烧结件执行间隙性快速运动，从而产生脉动的 相对速度，如果不希望相对运动停止，并且要从某一个阴才莫段以较高的速度朝 向下一个阴模段运动，那么这种方式就很有益。在通过阴模模具的运动过程中，既可以沿轴向挤压、也可以拉拔烧结件； 如果烧结件的轴向尺寸较小，由于存在断裂危险，应避免施加较大的拉力，仅 限于对轴向尺寸较大的烧结件施加较大拉力。如果在两个施压元件(例如与驱动装置相连的两个阳模)之间沿轴向尽可能大面积对烧结件施加压力，就能以十分理想的效果将所需压力施加到烧结件之中。这样也可以改变方向执行通过阴模模具的运动，不存在因为出现较高拉应力而损伤烧结件的危险。为此可以将烧结件夹紧在与阴模形状基本相符的两 个阳模之间。有助于执行该方法的方式为在到达第二模口之前至少改变一次运动方 向，例如当烧结材料比较^:感时，这样可在进入或者通过最后一个阴模段之前 进行中间卸荷。按照本方法的一种有益实施例所述，在到达最后一个模口之后，通过第一 模口使烧结件脱离模具，也就是说,在到达最后一个阴模段之后改变运动方向。 在实施本方法之前送入工件的同 一个位置上在阴冲莫模具上送出工件，这种方式 有利于工件流。由于最后一个阴4莫，歐对实施本方法后获得的烧结件成品尺寸有影响，因此 最好在最后一个阴模段中将烧结件压缩到一定的内径尺寸，该内径相当于烧结 件的额定尺寸减去压力引起的烧结件内径弹性变形值。由于塑性变形主要发生 在烧结件表面，因此可以通过计算方法按照比例估算出弹性变形分量，这样就 可以对最后 一个阴模段进行适当设计，使得烧结件在脱离最后 一个阴模段之后 基本上具有额定尺寸。这样可获得足够的尺寸精确度，从而不必采取进一步的 加工步骤(例如磨削)使得成品尺寸接近额定尺寸。在第一模口前端布置一个入口段，且入口段直径大于烧结件在其外表面处 的毛坯尺寸，将烧结件送入该入口段之中，就能使得烧结件容易进入阴模模具 之中。例如可以沿着压制方向在第一阴模段前端布置一个入口板，以此来形成 入口段，且入口段的开口比烧结件在其外表面处的毛坯尺寸略微小一些。这样就可在压入第一阴模段之前或者在压入过程中，对烧结件进行可靠定位、导 向。同样有益的方式为在经过最后一个阴模段之后，使得烧结件进入紧随其 后的校准段之中，该校准段的直径等于烧结件在其外表面处的额定直径。校准 段可以紧随最后一个阴模段之后，或者也可以在最后一个阴模段与保持尺寸的 校准段之间配置一个中间区，从而可在进行校准之前对烧结件进行中间卸荷。按照本方法的一种实施型式所述，使用或者不使用布置在两个烧结件之间 的抗压间隔圆角，使得一系列烧结件通过阴模模具。最筒单的情形是在室温下实施本方法，如果烧结件在本方法实施过程中的 温度低于熔化温度，尤其在低于熔化温度的100 。C ~ 200 。C范围内，则较 为有益。在本方法实施过程中相对于室温提高温度，可以使得表面压实过程易 于进行，并且有利于改变结构，使得一方面能够对成品烧结件的表面特性施加 有益影响，同时也可减小实施本方法所需的作用力。如果烧结件为轴套、轴瓦、齿轮、链轮、齿形皮带轮或者凸轮元件型式， 则使用本方法特别有益。对于烧结件的这些应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结件（２）的表面压实方法，即使得烧结件（２）在阴模模具（１）中沿着轴线（３）在压制方向（２０）运动，在第一模口（６）处从第一阴模段（７）开始经由多个阴模段（７、８、９）进入最后一个阴模段（９）之中，每一个阴模段（７、８、９）的壁面（１６）构成至少一个压制面（１８），朝向该压制面对烧结件（２）外表面（１２）所构成的接触面（１７）进行挤压，且在相对于轴线（３）的横断面中由压制面（１８）所定义的内轮廓（２５）至少近似等于接触面（１７）所定义的外轮廓（２６），其特征在于，在烧结件（２）从第一模口（６）运动到最后一个阴模段（９）之中的过程中，通过连续交替过渡的阴模段（７、８、９）以及在相互作用压制面（１８）之间测定的阴模段（７、８、９）的单调递减内径（１９）进行表面压实。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫伯特施密德，卡尔迪金格尔，沃尔夫冈西斯尔，
申请(专利权)人：米巴辛特奥地利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]