[发明专利]制备铁铜双金属密封螺母用摆辗模具及该螺母的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铁铜双金属密封螺母的制备技术领域，具体地讲涉及制备铁铜双金属密封螺母用摆辗模具及该螺母的制备方法。

背景技术

铁铜双金属材料因为其突出的技术经济优势，在很多领域都取得了成功的应用，作为密封螺母，因为其高强度和高扭矩力的使用要求，人们对双金属结构材料的性能也有了更高的要求。通常人们采用以下几种方法生产这一类零件，一，离心铸造；二，粉末压坯与钢套的组合烧结；三，用常规粉末冶金方法使铁基和铜基粉末整体成型和整体烧结；四，压力铸造。这几种方法各有其优缺点，铸造的零件内部总难免存在着铸造缺陷，合格率低，劳动强度大，环境差，难以大规模生产，而铜基粉末压坯与钢套的组合烧结，其结合面的结合强度始终是其薄弱的部分，普通粉末冶金法方法生产双金属零件虽然可以克服铸造零件内部缩孔及成分偏析等缺陷，且成分可调，然而除非采用挤压，热等静压或热锻等致密化手段，或者使用大吨位压机，否则很难获得满意的致密度，而这些后续的致密化手段都需要有大的资金投入，工艺过程相对复杂。

为了提高粉末冶金工件的密实度，采用摆动碾压。摆动辗压技术是在20世纪60年代以后发展起来的一种金属连续局部塑性成型加工方法，又被称无声锻造或旋转锻压。顾名思义，它是一种辗扩式的压力加工，以其连续的局部变形代替传统锻压方法的整体变形，也属于在压力机 (摆动辗压机）上进行模锻的一种。其用在粉末冶金烧结件致密化上，具有工艺流程短，工效高，设备投入小，模具简单且寿命长，劳动环境好，节省能源等特点，能使机械结构零件的相对密度达到98-99%以上，性能甚至可以和粉末冶金模锻相媲美，能代替标称压力5-20倍常规锻压设备。

由于密封螺母包括柱状套管和方形台，采用上述摆辗时，由于柱状套管和方形台的高度相差悬殊，造成摆辗后的密封螺母密实度不一致，密封螺母的强度差，使用寿命短。

发明内容

本发明解决的第一个技术问题就是提供一种螺母密实度好、强度大、的制备铁铜双金属密封螺母用摆辗模具。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：包括底板，在所述底板上方设置有带有中心孔和偏心孔的下压座，在所述中心孔上方周边设置有顶块，在所述偏心孔内设置有顶端高出偏心孔的偏橡胶垫，在所述中心孔内设置有与偏橡胶垫高度一致的的中心橡胶垫，在所述中心橡胶垫上方的中心孔中插入芯棒，在所述偏橡胶垫上方设置有模套，在所述模套内侧设置有凹模，所述凹模包括内侧为方形孔、外侧为圆形的下凹模和圆环状的上凹模，所述上凹模内孔直径小于下凹模内孔的边长，所述上凹模外径与下凹模外径的大小相等，且都与模套的内径相同，所述下凹模套在所述的顶块上，所述上凹模、模套和芯棒的上表面在同一水平面上，所述模套与凹模的结合处位于偏橡胶垫的上方。

其附加技术特征为：

所述偏橡胶垫高出偏心孔的高度为5mm——10mm；

所述偏橡胶垫高出偏心孔的高度为7mm——9mm。

本发明解决的第二个技术问题就是提供一种使用上述模具制备铁铜双金属密封螺母的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

该方法包括下列步骤： 

第一步，称料

按一定的配方配制铁基粉末和铜基粉末；

第二步，制原坯

将铁基粉末和铜基粉末分别装入同一套压制模内，在200——400MPa压力下将粉末冷压成型，控制铜基部分和铁基部分的相对密度基本一致；

第三步，制压坯

将原坯送入烧结炉，在氨分解气氛保护下，温度控制在840——960℃的温度下烧结1.5——2.5小时，制成压坯，压坯的内孔径比所述芯棒外径大0.05——0.2mm, 压坯的柱状外径比上凹模内径小0.05——0.2mm,压坯的方形座的边长比所述下凹模的方形孔的边长小0.05——0.2mm；

第四步，放入模具

将压坯的方形座放置在下凹模的方形孔内，并将芯棒插入压坯的内孔内，将上凹模套在压坯的外侧；

第五步，摆辗致密

使摆辗机摆辗轴的轴线与压坯轴向的夹角调至1-3°对压坯进行摆辗，得到螺母坯，摆辗轴旋转速度为200——300转/分，碾压压力为200——500MPa, 摆辗时间为3-6秒；

第六步，回火

将经摆辗后的螺母坯在氨分解气氛保护下进行一次回火处理，温度控制在810-860℃，时间为1-1.5小时；

第七步，丝扣加工

将回火后的螺母坯进行丝扣加工，得到螺母。

其附件技术特征为：