[发明专利]用于粉末冶金零件内表面致密的挤压棒及零件的制造方法

说明书

本发明涉及一种用于粉末冶金零件内表面致密的挤压棒及零件的制造方法，其中，一种用于粉末冶金零件内表面致密的挤压棒，包括有芯棒，其纵截面基本呈T形，包括有竖向设置的杆体及设置在所述杆体顶部的连接头；挤压件，呈环状，且套设在所述杆体的外围并位于所述连接头之下；其特征在于：所述挤压件至少有两个，且沿所述杆体的长度方向间隔布置，相邻两个所述挤压件之间设置有呈环状且套设在所述杆体外围的支撑环，各所述挤压件的外轮廓的尺寸自下向上逐渐增大。挤压棒能对后续待挤压零件的中央孔内表面间断性滑动地挤压，从而提高待挤压零件的内表面致密度，减少表面孔隙，提高待挤压零件的中央孔的内表面密度。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种用于粉末冶金零件内表面致密的挤压棒及使用该挤压棒制备粉末冶金零件的制造方法。

背景技术

粉末冶金是制造金属粉末和以金属粉末(包括混入非金属粉末)为原料，以成形和烧结的基本方法制造材料或制品的技术学科。广义上讲，它还包括以氧化物、氮化物、碳化物等非金属化合物粉末为原料的，以成形—烧结方法制造材料或制品的技术。粉末冶金工艺是将原料粉末加入一定模腔后加压成形，再经一定条件下烧结，或在特定的模具中烧结以得到制品的技术过程。随着工业发展，粉末冶金是一项能制造形状复杂零件的技术，可以节省原材料、节能、省工，适合于大批量生产。

粉末冶金是生产高强度和形状复杂零件的有效工艺。目前，通过使用高性能的粉末、成型、烧结和特殊的后加工，粉末冶金工艺已经可以生产出密度超过7.4g/cm³的铁基零件。复压复烧技术可以大幅提升产品的密度。采用普通的雾化铁粉经成形和烧结，铁基粉末冶金零件的密度只能达到7.1g/cm³左右。如若进一步提高粉末冶金零件的密度，可采用成形-预烧结-复压-二次烧结的复压复烧工艺，其中，预烧结有两个作用：其一，对成形时已经加工硬化的粉末进行退火，降低铁粉颗粒的屈服强度，利于二次压制时提高密度；其二，脱出产品中的有机润滑剂，有机润滑剂由于密度较低，在产品中占据较大的空间，成形时这些润滑剂难以压缩，密度的提高受到限制，预烧时95％以上的润滑剂都能够脱出，复压时润滑剂占据的位置就可以压缩，利于提高密度。对于形状复杂的零件，成形需要价格昂贵的CNC压机，但复压时就较为困难，难以每个台阶都致密或者难以选择致密的部位。

对于其他材料的粉末冶金零件，大都采用制粉、混合、包套、挤压(锻造)、机械加工等方式生产，零件的性能较好，甚至超过直接锻造的零件，但零件的流程较长，制造成本较高，零件的制造不是近净成形工艺，粉末冶金工艺的优势得不到充分的发挥。

作为机电应用零件，传统的方法都是通过机械加工成形的。机械加工的零件目前的主要加工方法有钢材直接通过机械加工的方法成形以及通过冷挤压成形，其中，机械加工的方法工序较长，原材料利用率较低，大约在40～60％之间，产品成本较高，一致性较差，生产效率较低，难以满足对大批量一致性好的要求。

而采用冷挤压的方法成形，一般需要温锻制坯，然后冷挤压成形。锻件尺寸精度高、尺寸一致性好、表面光洁、内齿轮的齿形精度高、齿轮轮廓清晰，外表面机加工余量较少；材料利用率达到90％左右；由于变形量大，温锻模具(凹模)寿命5000～6000件，而冷挤压模具(凸模)寿命8000～10000件；冷挤压件的外表光洁，机械加工余量少，显著减少后续机械加工工作量，生产周期短，生产效率高。但是冷挤压的方法模具损耗较大，成本还难以满足汽车、摩托车等工业的要求。

因此，需要开发新的制造方法，解决粉末冶金产品的精度、密度和强度等问题。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种能对后续待挤压零件均匀挤压的用于粉末冶金零件内表面致密的挤压棒。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种高密度和高强度的粉末冶金零件的制造方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种用于粉末冶金零件内表面致密的挤压棒，包括有