[发明专利]一种粉末冶金零件生产用压制模具及其应用

说明书

本发明公开了一种粉末冶金零件生产用压制模具，所述压制模具用于压制零件坯体工作面的压制面为半球状的凹面，所述凹面在压制成型的坯体上形成半球状凸面，所述半球状凸面最高位置的高度占成型坯体高度的3％～4％；一种粉末冶金零件的生产方法，包括如下步骤：(1)通过上述的压制模具将粉末冶金原料压制成型；(2)将压制成型的坯体进行烧结；(3)烧结后的坯体放入整形模具压制整形，所述整形模具的整形面为平面；(4)整形后的坯体进行热处理，制得成品。本发明实现了产品热处理后的硬度均匀，解决热处理硬度外高内低的问题。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种粉末冶金零件生产用压制模具及其应用。

背景技术

粉末冶金是一种以金属粉末为原料，经压制和烧结制成各种制品的加工方法。粉末冶金零件的生产工艺具有复杂零件的快速成形能力和材料高利用率的优势，因此被广泛应用。

有些粉末冶金零件在烧结后需要进行淬火热处理，淬火热处理是将零件在800～900℃加热一段时间后，再在介质中急速冷却，来提高零件的硬度及物理性能，但在零件冷却的过程中，产品的外部先冷却，其冷却速度比内部的冷却速度快，造成了产品的硬度从外部到内部硬度逐渐降低；根据粉末冶金产品的成型原理，产品的密度分布是由外部至内部逐渐降低，密度越高热处理后的产品硬度越高。因此产品密度分布和冷却速度这两种因素造成了零件在整体淬火后硬度内部比外部低，有些零件的工作部位在内部，内部的硬度低，造成产品的耐磨性差，降低产品使用寿命，因此提高零件的内部硬度是非常有必要的。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种粉末冶金零件生产用压制模具及其应用。

正如背景技术所述，根据粉末冶金产品的成型原理，产品的密度分布是由外部至内部逐渐降低，密度越高热处理后的产品硬度越高，但在零件热处理冷却的过程中，产品的外部先冷却，其冷却速度比内部的冷却速度快，造成了产品的硬度从外部到内部硬度逐渐降低，因此产品密度分布和冷却速度这两种因素造成了零件在整体淬火后硬度内部比外部低。为此通过本发明的压制模具，在成型的坯体形成半球状凸面，将压制成型的坯体进行烧结，烧结后通过整形模具进行整形，将坯体上的半球状凸面压至为平面，因此使坯体的密度由外至内逐步提升，从而使其在后期的热处理过程中，实现产品热处理后的硬度均匀。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种粉末冶金零件生产用压制模具：所述压制模具用于压制零件坯体工作面的压制面为半球状的凹面，所述凹面在压制成型的坯体上形成半球状凸面，所述半球状凸面最高位置的高度占成型坯体高度的3％～4％。

优选的，压制模具的生产依次经过车、铣、热处理、线切割和电火花，所述凹面在电火花过程中加工形成。

本发明的第二方面，提供上述压制模具在制备工作面位于内部且需要热处理的粉末冶金零件中的用途。

本发明的第三方面，提供一种粉末冶金零件的生产方法，包括如下步骤：

(1)通过上述的压制模具将粉末冶金原料压制成型；

(2)将压制成型的坯体进行烧结；

(3)烧结后的坯体放入整形模具压制整形，所述整形模具的整形面为平面；

(4)整形后的坯体进行热处理，制得成品。

优选的，步骤(1)中的粉末冶金原料由如下重量百分比的组分组成：石墨粉0.6％-0.9％，铜粉1％-3％，润滑剂0.6％，铁粉余量。

优选的，步骤(2)中的烧结条件为：温度1120℃保温35min～40min，烧结全程通氮气保护。

优选的，所述整形模具的生产依次通过车、铣、热处理、线切割和电火花。