[发明专利]倒锥孔压制工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉末冶金零件孔中间小、两头大的压制方法。

背景技术

粉末冶金零件的机械性能取决于产品的密度及产品的制造精度，并与采用的原料、压制、烧结、加工工艺、模具、设备等密切相关。根据普通模压成形的特点，为了实现成形顺利脱模，一般说来倒锥孔是无法直接成形的，否则产品在脱模过程中开裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能实现顺利脱模，以实现倒锥孔直接压制成形的倒锥孔压制成形工艺。

本发明所采用的技术方案是：本发明按照以下步骤进行：

1)压制成形：将物料放入模具的物料安放槽中，将成形芯棒作为下二模冲装在下二模冲座上，并使用粉末移动杆将成形芯棒强制压下的方法进行压制，脱模方式采用段差式——即第一步是产品脱出中模时芯棒同步上升，第二步是芯棒从产品的内孔中强制拉出；

2)烧结：将上述压制成形的坯块放在保护气氛为N₂气保护气的连续网袋式烧结炉中进行烧结；烧结炉各段温度设定为：第一段500±5℃，第二段650±5℃，第三段800±5℃，第四段1120±5℃，第五段1120±5℃，第六段1120±5℃，冷却段的水温为30±5℃，烧结速度为130mm/分钟，从进炉到出炉总时间3.0小时左右；

3)渗碳：将以上烧结品置于箱式C、N(碳氮)共渗炉渗碳淬火，渗碳淬火条件：渗碳淬火温度是830℃，渗碳淬火时间为90分钟，淬火油温为100℃；

4)深冷：将渗碳好的产品经洗净后置放在渗冷炉中，充液氮对炉膛冷却，在180-190℃时冷却25分钟；

5)回火：将以上深冷好的产品经洗净后置于箱式回火炉中进行回火，回火条件是：温度为180±5℃，时间为120分钟；

6)切削加工：无心磨实现外径尺寸及形位精度，平面磨加工出平面，并实现尺寸及形位精度；

7)真空油浸：将产品置于真空油浸桶中，在真空度-0.1MPa以上的条件下油浸30分钟，成品。

所述的模具包括成形中模、成形上模冲、成形下模冲、成形芯棒，所述芯棒在成形部位上端设计出一个0.03～0.05的脱模斜度。

本发明采用的物料以及各物料的质量百分比为：铜(Cu)2.0-2.5％；钼(Mo)占1.3-1.5％；碳(C)占0.6-0.8％；硬脂酸锌(ZnSt)占0.6-0.8％；其余为铁(Fe)。

本发明获得如下技术效果：本发明打破粉末冶金普通模压成形传统理念，利用粉末压坯微量的弹性变形物理特性，实现孔倒锥孔(孔中间小)的直接成形方法。这种方法的使用减少生产工序，缩短生产周期，提高成品合格率，从而大大降低制造成本。

附图说明

图1是实现该发明的模具详情图。

图中1为上冲、2为中模、3为下冲、4为芯棒。

具体实施方式

实施例一

本发明所采用的技术方案是：

1)模具设计：本产品实现的模具有成形中模、成形上模冲、成形下模冲、成形芯棒。成形中模、成形上模冲、成形下模冲的设计跟传统工艺下的设计没有什么变化，芯棒设计是在成形部位上端设计出一个0.03的脱模斜度，这种结构是为了芯棒从产品中脱出的过程中释放应力，以避免产品开裂；

2)配料混合：将下列粉末混合均匀(以质量百分比计)，铜(Cu)占2.0％；钼(Mo)占1.3％；碳(C)占0.6％；硬脂酸锌(ZnSt)占0.6％；其余为铁(Fe)；

3)压制成形：模具的组立方式是实现直接成形的关键。将成形芯棒作为下二模冲装在下二模冲座上，并使用粉末移动杆将成形芯棒强制压下的方法进行压制，脱模方式采用段差式——即第一步是产品脱出中模时芯棒同步上升，第二步是芯棒从产品的内孔中强制拉出(这些动作是瞬间连续完成的)；

4)烧结：将上述压制成形的坯块放在保护气氛为N₂气保护气的连续网袋式烧结炉中进行烧结。烧结炉各段温度设定为：第一段495℃，第二段645℃，第三段795℃，第四段1115℃，第五段1115℃，第六段1115℃。冷却段的水温为25℃，烧结速度为130mm/分钟。从进炉到出炉总时间约3.0小时左右。

5)渗碳：渗碳目的是提高产品强度和硬度。将以上烧结品置于箱式C、N(碳氮)共渗炉渗碳淬火，渗碳淬火条件：渗碳淬火温度是830℃，渗碳淬火时间为90分钟，淬火油温为100℃。