[发明专利]排气烧结一体化方法及实施该方法的工装

说明书

技术领域

本发明涉及一种毛坯件的排气烧结一体化方法以及实施该方法的工装。

背景技术

粉末冶金是一种高效、优质、精密、低耗节能的近净成形零件制造技术，然而粉末冶金技术在制造零件几何外形时需要加入粘合剂，从而在压制成型过程中提高粉末的流动性，同时又使粉末具有较高的黏度，此时使压制压力在粉末中得到更有效和更均匀的传递。加入粘合剂能够很好地提高混合粉末的流动性、填充性和成型性，粉末在压制过程中能均匀流向各个角落而不产生裂纹，从而能制成高度复杂的几何外形。在粉末烧结成型的过程中，在高温下，粘合剂会从毛坯件中出现分解或气化，从而使零件出现气孔、开裂、成品密度分布不均等现象，所以在毛坯件烧结前需要对毛坯件进行排气脱脂。

目前，在对毛坯件进行排气和烧结技术中，首先较多使用的是将排气和烧结分为两个工装分开步骤进行，其次，在现有排气和烧结技术中，普遍发现毛坯件在高温环境下往往会出现不同程度的变形，进而出现残次品；若在毛坯件上增设支撑结构，则又发现毛坯件与支撑结构所接触的壁上会因排气较差出现不同程度的气孔、开裂、密度不均等现象，特别当毛坯件具有内腔结构时，排气较差造成的问题就更加严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种排气烧结一体化方法，通过该方法，可以实现毛坯件的排气烧结一体化操作，且排气烧结效果好。其次，本发明提供了一种实施上述方法的排气烧结一体化工装。

为实现上述目的，本发明所提供的排气烧结一体化方法包括将待烧结的毛坯件置入烧结舟中进行烧结，所述烧结上开设排气口；在烧结舟中置入排气导通结构，将所述排气导通结构外壁轮廓设置为与毛坯件内腔轮廓相适应，在该排气导通结构上开设排气腔，将排气腔与外界连通，在排气导通结构表面设有排气孔与排气腔连通，将排气导通结构定位到其外壁轮廓与毛坯件内腔轮廓相适应位置，在烧结舟中铺填烧结砂，烧结砂至少铺填过毛坯件顶部，将上述烧结舟加热烧结、冷却。上述方法中，将毛坯件置于烧结舟中进行烧结，在烧结舟中，置有排气导通结构外壁轮廓与毛坯件内腔轮廓相适应，同时在排气导通结构上设置有排气腔与外界连通，在排气导通结构表面设有排气孔与排气腔连通，将排气导通结构定位到其外壁轮廓与毛坯件内腔轮廓相适应位置后，在烧结腔中铺填烧结砂，则此时，由于排气导通结构外壁轮廓与毛坯件内腔轮廓相适应，所以在加热烧结的过程中，只需要通过控制合适的温度则可以实现毛坯件内腔排出的气体从排气导通结构上的排气孔排入排气腔，进而排出烧结舟，同时加热完成毛坯件的烧结；以及在排气烧结的过程中，毛坯件外壁产生的气体可以直接通过烧结砂从烧结舟上的排气口排出；此外在铺填烧结砂后，砂缝间的孔隙和孔径对于气体而言较大，气体依然可以通过砂缝孔隙排出；并且烧结砂铺填在排气导通结构与毛坯件之间，由于排气导通结构外壁轮廓与毛坯件内腔轮廓相适应，烧结砂可以在排气导通结构与毛坯件之间形成均匀砂体结构，从而铺填在排气导通结构与毛坯件之间的烧结砂可以对毛坯件提供均匀的支持力，进而确保毛坯件在排气烧结的过程中不会出现加热形变而影响质量。在上述方法中，可以实现对毛坯件排气烧结一体化操作，并且可以确保毛坯件具有较好的排气效果，特别是针对毛坯件的内壁具有较好的排气效果，在此同时，可以实现对毛坯件的结构进行有效的支撑而防止其加热变形。

进一步的是，所述排气导通结构外壁轮廓与毛坯件内腔轮廓相适应为：排气导通结构外壁轮廓与毛坯件内腔轮廓间任意距离最近点的垂直距离彼此相等。再进一步将毛坯件与排气导通结构之间的径向垂直距离设定在3-5毫米。通过上述方法，毛坯件内腔中任意部位都可以与排气导通结构保持足够充分临近接触，进而确保毛坯件与排气导通结构之间有足够好的排气效率；同时，排气导通结构外壁与毛坯件内壁间的轮廓能够保持任意相距最近点垂直距离彼此距离相等，则可以有效地确保毛坯件各部位的排气效率保持一致，避免局部排气效果差异而导致残次品，从而使毛坯件经上述方法进行排气烧结后制成的成品具有较好的均匀度；且通过上述方法，可以充分确保排气导通结构外壁与毛坯件内腔间具有足够接近的相适应距离，从而在铺填烧结砂后，足以确保烧结砂对毛坯件具有较好的支持定型效果。

进一步的是，将排气孔设置为若干孔径一致的通孔均匀覆满排气导通结构进行排气。通过上述方法，进而确保毛坯件可以通过排气导通结构进行均匀有效的排气。