[发明专利]一种金属粉末旋压成型装置及其成型方法

说明书

本发明公开了一种金属粉末旋压成型装置，包括固定在下固定面的外壳以及一端与上固定面固定连接的旋压组件；旋压组件另一端置于外壳内；外壳内部为中空，一侧顶部连接有料仓；外壳顶部连接有中心带有通孔的顶盖；外壳侧面连通真空泵；外壳内底部安装有底座，底座顶部带有凹槽，凹槽内放置模具。相比传统粉末冶金技术，采用粉末高速旋压成形技术省略了向包套内装填粉末，并对包套内除气、焊接密封、热等静压等工艺步骤，使粉末成形工艺流程简单，可以大大缩短生产时间，降低产品的成本；粉末高速旋压技术所得的块体金属组织细小均匀，致密度高，性能接近锻件性能。

技术领域

本发明属于金属粉末冶金技术领域，涉及一种金属粉末旋压成型装置，及应用该金属粉末旋压成型装置的成型方法。

背景技术

粉末冶金是以金属粉末或金属粉末与非金属粉末的混合物作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。相比传统铸造、锻造成形技术，粉末冶金产品可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的组织，在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用。

传统的金属粉末成形工艺耗能高、工序复杂，往往需要多个步骤才能完成生产。较为常见的一种工艺路径为：首先将粉末装进密闭容器内，真空抽气后封焊容器；然后，将封焊的带有粉末的容器采用高温挤压(热等静压或轧制)；最后除去容器得到成形的粉末冶金产品；此过程工序复杂，周期时间长。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属粉末旋压成型装置，采用粉末高速旋压技术耗能较低，依靠粉末与压块之间的摩擦热对粉末进行逐层加热，减少了传统粉末冶金技术的直接加热工序；同时，旋压过程压块的压力可使粉末达到致密化的效果。

本发明所采用的技术方案是，一种金属粉末旋压成型装置，包括固定在下固定面的外壳以及一端与上固定面固定连接的旋压组件；旋压组件另一端置于外壳内；外壳内部为中空，一侧顶部连接有料仓；外壳顶部连接有中心带有通孔的顶盖；外壳侧面连通真空泵；外壳内底部安装有底座，底座顶部带有凹槽，凹槽内放置模具。

旋压组件包括液压驱动装置和旋压杆；液压驱动装置与上固定面连接，旋压杆一端与液压驱动装置连接，另一端穿过外壳置于模具内。

旋压杆与顶盖通孔接触处还布置有密封圈。

旋压杆置于模具内一端的端头带有螺旋槽。

外壳还连通有保护气系统；保护气系统包括氮气发生装置和气体输送管路。

模具与底座顶部的凹槽卡接。

本发明的特点还在于：

一种金属粉末旋压成型装置的成型方法，包括以下步骤：

步骤1.将料仓打开，向模具内加料，加料后关闭料仓；

步骤2.通过真空泵对外壳与顶盖围成的密闭空间进行抽真空，使真空度低于0.1Pa；

步骤3.通过保护气系统对抽真空后的外壳内充入惰性保护气体；

步骤4.打开液压驱动装置，带动旋压杆对模具内的金属粉末进行旋压操作；

步骤5.重复步骤1和步骤4多次直到金属块体积满足工艺要求，完成制备。

进行旋压操作时旋压杆的压力为60～200Mpa，并以100～1000r/min速度旋转。

本发明的有益效果是：