[发明专利]一种人工植入夹杂物的钢制试样烧结成形方法

权利要求书

1.一种人工植入夹杂物的钢制试样烧结成形方法，其特征在于，其包括：根据待烧结钢制试样的尺寸及所需金属粉末的质量，选定石墨模具，在所述石墨模具的内壁表面覆盖石墨纸后，在所述石墨模具中填装部分所述金属粉末，利用具有定位孔的辅助定位片将需要人工植入的夹杂物放入预设位置，再在所述石墨模具中填装剩余部分的所述金属粉末后，进行预压操作；即利用石墨压头封闭石墨模具一端后，向模具中装填部分金属粉末，再利用辅助定位片植入夹杂物，植入夹杂物后装入剩余的金属粉末，利用压头将金属粉末和植入的夹杂物封闭在石墨模具内部进行预压，在预压完成后将模具放入烧结炉内，通过控制烧结设备的控制面板进行烧结操作；所述辅助定位片具有相对设置的两个弧形端和两个平直端，所述弧形端的半径与所述石墨模具的内径一致，所述定位孔为通孔且设置有一个或多个，所述定位孔开设于所述辅助定位片上；辅助定位片的两个弧形端刚好能够与石墨模具的内壁相接触，从而确保人工植入的夹杂物的位置不会发生移动；

对预压后的所述石墨模具进行放电等离子烧结，采用升温速率从50℃/min逐步递减至10℃/min的梯度升温程序，将烧结炉的温度升至950～1050℃，保温时间15～25min，烧结压力30～40Mpa；其中所述梯度升温程序为：

由室温升至800℃，升温速率为50℃/min，用时16min；

由800℃升至920℃，升温速率为40℃/min，用时3min；

由920℃升至950℃，升温速率为30℃/min，用时1min；

由950℃升至970℃，升温速率为20℃/min，用时1min；

由970℃升至1000℃，升温速率为10℃/min，用时3min；

烧结金属试样在压缩初始阶段，真应力数值急剧上升且很快到达峰值，之后随着应变不断增加，流变应力数值开始下降，最终趋于平稳，表现出了动态再结晶流变特性，从应力应变曲线能看出通过烧结方法得到的内部含有夹杂物金属试样力学性能良好，符合使用要求。

2.根据权利要求1所述的人工植入夹杂物的钢制试样烧结成形方法，其特征在于，所述辅助定位片为一体成型的金属片状结构。

3.根据权利要求2所述的人工植入夹杂物的钢制试样烧结成形方法，其特征在于，所述定位孔的开设位置和数量，根据所述石墨模具以及所述夹杂物需要植入的位置进行设定。

4.根据权利要求2所述的人工植入夹杂物的钢制试样烧结成形方法，其特征在于，对完成粉料装填后的石墨模具进行预压操作时，预压压力为20Mpa。

5.根据权利要求1所述的人工植入夹杂物的钢制试样烧结成形方法，其特征在于，在烧结完成后还包括向烧结炉内充入惰性保护气体的步骤。

6.根据权利要求1所述的人工植入夹杂物的钢制试样烧结成形方法，其特征在于，在烧结完成后还包括：对烧结得到的钢制试样进行打磨处理，去除外表层的石墨纸，并进行切割处理。