[发明专利]一种粉末冶金支座的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金支座的制造方法，尤其指压缩机支座的制造方法。

背景技术

目前在压缩机行业，大功率的压缩机采用铸造毛坯进行机加工。机加工的方法速度较慢，材料利用率低，产品一致性差。支座与支座配合，一般压缩机装配，通过将支座或支座焊接在压缩机壳体上。加工完的产品在装配时采用焊接方式装配。对于铸铁的焊接，由于是常规材料，一般压缩机厂均没有大的工艺问题，焊接质量及焊接强度均能够较好的保证。但是对于粉末冶金零件，由于存在孔隙，孔隙的数量、形态和分布影响材料的物理性能如热传导率、热膨胀率和淬硬性等，这些物理性能直接影响材料可焊性，使焊接较同成份的冶铸材料相比难度加大。在普通焊接冷却过程中焊缝收缩产生较大的张应力。在张应力的作用下由于粉末冶金材料的延伸率较低，往往产生裂纹，焊接强度降低，甚至无法完成焊接过程。焊接性的问题影响了粉末冶金支座在压缩机中的应用，尤其是需要焊接装配的大功率压缩机。

对于支座零件，ZL200810163887.0，ZL200810163886.6的专利，将支座分为两个部分，外层为焊接性良好的材料，一般为低碳的材料或高密度的粉末冶金生坯，内层为高碳的生坯，内外层采用烧结钎焊或烧结后激光焊接的方式连接在一起。采用粉末冶金烧结钎焊方法而将过渡块与支座基体实现焊接在一起，达到了支座基体位置高且定位精度准确及连接强度好的要求；整个焊接过程简单并易于操作。但是存在着整体性较差，模具数量较多，零件较多，存在批量生产难以协调的问题。支座形状简单，要求整体性好，难以通过分割方式进行结构优化。

对于铁基粉末冶金材料，提高产品密度是改善焊接性一个重要的方向。一般而言，密度大于7.3g/cm³的粉末冶金材料的焊接性与普通钢材相当。但是密度的提高，受制于产品的功能、化学成分、铁粉性能、成形工艺、烧结工艺和后加工工艺(粉末热锻等)，因此，与铸铁制造的零件相比，产品的成本增加，粉末冶金工艺根本，没有竞争优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制作方便、工艺简单且生产成本低的粉末冶金支座的制造方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种粉末冶金支座的制造方法，其特征在于依次包括如下步骤：

1)设计材料组成:支座采用的材料为烧结钢，成分为碳：0～1.2％，铜：0～5％，镍：0～2％，钼：0～2％，铬：0～3％，锰：0～3％，不超过2％的不可避免的杂质，铁：余量；

其中，铬、钼、铜、镍、锰以铁合金或母合金或元素粉的形式加入，碳以石墨形式加入，然后加入质量百分比含量为0.1～1％的润滑剂；

2)将上述混合粉在压机上压制成密度为6.2～7.2g/cm³的支座生坯，压制压力大于400MPa；

3)将支座生坯在温度1000℃～1350℃中进行烧结，烧结的时间为5～180分钟；

4)在非氧化性气氛中进行退火，退火温度为750～1080℃，退火保温时间5～200分钟退火，对于烧结后硬度低于HRB100的支座，退火工序可以作为选项；

5)挤压：通过挤压成型机或精整压机改装的压机上进行挤压，其挤压变形量在直径方向上大于等于2％，挤压模阴模和芯棒至少分为导向段和定径段两个部分；

6)根据零件尺寸要求，加工端面和内径，并对加工后零件根据要求进行蒸汽处理，蒸汽处理的温度为550～570℃，保温70～90分钟，蒸汽处理步骤在支座气密性满足要求的条件下可以作为选项。

作为改进，所述步骤1)中的润滑剂及石墨采用粘接处理方式加入。

作为改进，所述步骤3)的压制是采用温压成形或模具加热成形。

作为改进，所述步骤3)所述步骤4)烧结在真空烧结炉中进行或者是氮气为基础、氢气的比例为1～90vol％的烧结炉中进行。

作为改进，所述步骤4)退火，从退火温度到300℃之间的冷却速度小于2℃/S。

再改进，所述步骤3)、步骤4)的烧结和退火两道工序可以合二为一，在烧结结束后将温度控制在退火温度进行保温，按照退火的时间和冷却要求降到室温即可

再改进，所述步骤5)的挤压可选择中心孔以及其他孔作为挤压对象，挤压工具为芯棒，其挤压变形量在直径方向上大于等于2％，对于带键槽的内孔或非圆内孔，可采用非均匀挤压，则其最大挤压变形量在径向上大于等于2％。

再改进，所述步骤5)的挤压在精整压机上进行。