用于制造表面压实金属物品的方法技术

一种制造粉末金属物品的方法，其包括步骤：对粉末金属执行压紧和烧结，以制出一成形的粉末金属型坯，其具有至少一个要被进行表面压实的暴露表面，在一自由端和一靠近型坯横向部分的盲端之间，所述暴露表面平行于型坯的轴线延伸；并且通过将一 成形压实工具沿着所述至少一个暴露表面从自由端推向盲端、然后再改变工具的方向，使之朝着自由端，以将至少一个暴露表面上的材料层压实，由此完成对至少一个暴露表面的冷加工。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及一种制造粉末金属物品的方法，更具体来讲，本专利技术涉及一种具有致密外表面的物品。
技术介绍
在本领域公知的是对压紧和烧结粉末金属物品的表面执行压实处理，以便于在物品的表面上形成一由粉末金属材料构成的致密层。在先的第6017489和第6168754号美国专利公开了多级式的压实工具，其具有多个在直线方向上间隔开、尺寸逐渐变化的成形部分，当这些成形部分被推挤着经过粉末金属型坯的内表面或外表面时，就在表面上形成一金属致密层，其中，上述两专利与本专利技术属于同一受让人。如果要被压实处理的表面是一个从两端都无法接近的盲区表面，则就会遇到特别大的困难，其中的盲区表面例如是从一构件上径向较大的基部延伸出的毂套的外表面、或者是封闭或封口的端部套筒的内壁。在先的第5540883号美国专利公开了一种借助于滚轧成形操作对此类盲区表面执行压实处理的工艺，在该工艺中，在盲区表面的周长方向上，一成形工具被强制滚压在该盲区表面上，以形成一致密层。但是，利用滚压成形方法执行压实的可能并不实用、或经济上不可行，这取决于特定表面的形状和可接近性。本专利技术的一个目的是通过提供一种能消除或极大减小现有处理工艺所面临的上述不足的方法，而推动本领域的技术进步。
技术实现思路
根据本专利技术的、制造粉末金属物品的方法包括步骤对粉末金属执行压紧和烧结，以制出一成形的粉末金属型坯，其具有至少一个要被执行表面压实处理的暴露表面，在一自由端和一靠近型坯横向部分的盲端之间，暴露表面在平行于型坯的轴线的方向延伸。然后，一成形压实工具被沿着暴露表面施加力，从自由端移向盲端，然后再将方向反转，将其移向自由端，以将表面上的材料层压实。该方法具有的优点在于对粉末金属工件上的致密盲区并且通常难于接近的盲区表面提供了一种简单但有效的表面压实方式。本专利技术还具有优点对粉末金属工件上面向外侧和内侧的盲区表面，其都适于进行表面压实，且在该方法一优选实施方式中，能在单次同步操作中完成对多个表面的压实处理。例如，可在单次操作中完成对一个具有一个或多个内盲区表面和一个或多个外盲区表面的粉末金属工件进行表面压实处理，这将节省具有此类特征的粉末金属构件的制造工时和成本。本专利技术的另一个优点在于在可由该方法进行压实处理的盲区表面的形状选择上，具有更大的灵活性。而滚轧成形压实法则被能进行滚压的形状所限制，且是沿轴向方向执行压实，但是，那些对滚轧成形压实法而言不适合的复杂形状表面却可根据本专利技术、按照非常简单而成本高效的方式进行压实。本专利技术的再一个优点在于与滚轧成形法相比，对表面压实的程度和均匀度具有更大的控制能力。附图说明如果结合下文的详细描述和附图进行理解，就能更加容易地理解上述内容以及本专利技术的其它特征和优点，在附图中图1中的示意性剖视图表示了一种压实工具，图中，该工具处于对一型坯工件的外盲区表面执行压实的位置；图2与图1类似，其表示了压实工具作用在工件上时的状态；图3是放大的局部剖视图，其表示了图1、2所示工具和工件的一些结构特征；图4-图6分别类似于图1、2、3，但表示的是第二实施方式；图7、8与图1、2类似，但表示的是第三实施方式，该实施方式中的压实工具包括一可动部分；图9-11与图1-3类似，但表示的是本专利技术的第四实施方式； 图12和图13与图1、2类似，但表示的是第五实施方式；以及图14-16与图1-3类似，但表示的是本专利技术的第六实施方式。具体实施例方式附图表示了粉末金属物品的各种实施方式，其中，该物品已被压紧和烧结到接近于其完全理论密度，且其形状接近于最终形状，从而，该物品包括至少一个要被压实的暴露盲区表面，该表面的延伸方向平行于物品的轴线，并具有一表面自由端和一盲端。某些实施方式包括一个或多个另外的暴露表面，按照本专利技术的方法，可在同步压实操作中，沿至少一个盲端表面对这些表面执行压实，以便于在被该压实工具处理的表面上形成一由粉末金属材料构成的致密层，以增大致密层中的密度，使其达到等于或超过材料完全理论密度99％的基本完全密度。下文描述了与各个实施方式有关的详细内容，从各个实施方式可认识到该方法适用于多种具有内和/或外待压实表面的工件形状，且作为共性方面，这些工件形状具有至少一个这样的表面其为一定形式的盲区表面，从而阻挡了工件完全穿过成形工具的通道。具体参见图1-3所示的本专利技术第一实施方式，压紧且烧结后的粉末金属型坯物品在图中被标记为20，其具有一个暴露的盲区表面22，其形成于一毂套部分24的外表面上，毂套部分24从型坯20上一个径向较大的横向部分26延伸出，从而使表面22的延伸方向平行于型坯20的轴线A，表面22在毂套部分24的自由端28与靠近横向部分26的盲端30之间延伸。由于横向部分26越过盲区表面的22的路线、且阻碍了成形工具经过盲端30的延伸，所以端部30是一个盲端。图1到3还表示出了一种压实工具32，其形状与盲区表面22经过压紧和烧结的、接近于最终状态的形状接近一致，但尺寸却被设计成这样当工具32经过盲区表面22时，其能对表面22进一步压紧和压实，以在盲区表面22上形成一由粉末材料构成的致密层34，该致密层基本上是完全致密的(密度达到或超过粉末的完全理论密度的99％)。工具32包括一内侧的成形构型，其具有在径向上伸出的成形表面38，其将与盲区表面22进行接合。成形表面38的尺寸被设计成略小于盲区表面22的尺寸，从而，当工具32沿轴线A从图1所示的位置移动到图2所示位置时，工具32上突出的成形表面38将沿盲区表面22在轴向上从自由端28被推向盲端30。随着工具32沿盲区表面22的移动，成形表面38对所述层34进行挤压和压实。图3最为清楚地表示出了该状态，图中，致密层22被表示为在表面22上及其下面具有更大的局部密度，该密度大于经压紧和烧结的物品20的容积密度或心部密度。如图2所示，通过在从自由端22到盲端30的方向上将工具32沿轴向推过表面22而将表面22压实，然后改变方向从图2所示位置返回图1所示位置以将工具32从表面22上退出。从图2还可看出，可将工具32朝着盲端30推动到某个位置在该位置上，工具32碰到了横向部分26，之后，工具反向运动，并从表面22上退出。根据本专利技术的另一方面，可使用一个或多个另外的成形工具来进一步压实盲区表面22，且这些成形工具可按照与第一工具32相同的方式移动经过盲区表面22，以实现进一步的压实。当然，后续的一个或多个压实工具的尺寸可被设计成能在各个压实阶段内对盲区表面22连续进行所需的压紧和压实作用。在图1-3所示的外侧盲区表面22的情况中，第二工具以及后续的任何工具将具有尺寸逐渐缩小的成形构型和成形表面，且它们的尺寸小于第一压实工具32的尺寸。从图3可最为清楚地看出，压实工具32上的径向伸出的成形表面38具有一锥形的前缘40以及一锥形的后缘42，其中，所述的前缘和后缘是相对于工具在轴向上移向盲端30的运动而言的。边缘40、42的作用在于随着工具32在轴向运动方向上经过盲区表面，其引导并收缩表面22上的粉末金属材料，从而压紧并压实了致密层34中的材料，而且不会从表面22上去除材料。随着压实工具经过盲区表面22移向盲端30，表面22既发生塑性变形、也发生弹性变形，由此来对层34进行压实。因此，随着成形表面38经过盲区表面22的一部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：R·M·伍尔夫，
申请(专利权)人：PMG俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：