一種生產(chǎn)上結(jié)合件的粉末冶金方法及成型模具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種生產(chǎn)上結(jié)合件的粉末冶金方法及成型模具，其粉末材料組成按重量百分比包括2.5%電解銅粉、1.0%羰基鎳粉、0.9%石墨粉或碳粉、0.8%硬酯酸鋅及水霧化鐵粉余量，其中硬酯酸鋅為潤(rùn)滑劑，主要生產(chǎn)工藝包括混粉、成型、燒結(jié)、滲碳淬火、清洗烘干及回火，本發(fā)明利用補(bǔ)粉法和排粉法原理，在模具設(shè)計(jì)中的陰模上設(shè)計(jì)了補(bǔ)粉槽和排粉槽，在不用增加成型壓機(jī)更多的操作系統(tǒng)的情況下，通過(guò)補(bǔ)粉法、排粉法來(lái)改變壓坯各處的沖填量符合壓縮比，以保證成型后壓坯有均勻的密度，簡(jiǎn)化了模具，減少壓機(jī)操作系統(tǒng)；同時(shí)滲碳淬火后清洗烘干保證了制品回火后外觀光潔、表面微有氧化而成金黃色；另外，回火后改善了制品內(nèi)部的組織，消除內(nèi)應(yīng)力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種生產(chǎn)上結(jié)合件的粉末冶金方法及成型模具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)上結(jié)合件的方法及成型模具，具體涉及一種新的粉末冶金上結(jié)合件的方法及成型模具。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬粉末成型，是將金屬粉末壓制成型成高密度壓坯，壓坯再經(jīng)燒結(jié)后成燒結(jié)金屬制品，燒結(jié)金屬制品機(jī)械性能好壞在于壓坯是不是達(dá)到所規(guī)定的密度，以及各處密度是否均勻一致，模具各段下模沖沖填量與壓坯壓制的厚度之比準(zhǔn)確達(dá)到規(guī)定的壓縮比e，壓坯的密度就均勻。理論上壓坯端面有多少臺(tái)面，就要有相應(yīng)數(shù)量的可控制其浮動(dòng)位、成型位、脫模位的模板，才能保證壓坯各臺(tái)面的密度一致和成型后能夠脫模。
[0003]上結(jié)合件，是一種電動(dòng)工具，零件通過(guò)端面齒和另一個(gè)端面帶齒零件結(jié)合在一起就可以傳動(dòng)力矩，它有3個(gè)臺(tái)面，傳統(tǒng)的粉末冶金上結(jié)合件模具就需要有3個(gè)下模沖，對(duì)應(yīng)的下一沖、下二沖、下三沖安裝在成型機(jī)模架的下一模板、下二模板、下三模板上，這就要求成型壓機(jī)增加更多的操作系統(tǒng)，操作較為繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要是解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種新的粉末冶金上結(jié)合件的方法。通過(guò)本技術(shù)方案，不用增加成型壓機(jī)更多的操作系統(tǒng)的情況下，通過(guò)補(bǔ)粉法、排粉法來(lái)改變壓坯各處的沖填量符合壓縮比，以保證成型后壓坯有均勻的密度。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案得以解決的:一種粉末冶金上結(jié)合件的方法，其粉末材料組成按重量百分比包括，2.5%電解銅粉、1.0%羰基鎳粉、0.9%石墨粉或碳粉、0.8%硬酯酸鋅及水霧化鐵粉余量。一種新的粉末冶金上結(jié)合件方法為:
[0006]( I)混粉:將確定配方的材料在雙錐混料機(jī)內(nèi)混合I小時(shí)，混合均勻無(wú)偏析；
[0007](2)成型:采用多次填充的方式填充，其中包括多次補(bǔ)粉和排粉過(guò)程，使其各處的沖填量符合壓縮比，在模具內(nèi)以1697Mpa壓力壓制4.3秒成型；
[0008](3)燒結(jié):在1120°C下直接燒結(jié)4.2小時(shí)，燒結(jié):網(wǎng)帶速度80mm/min，氫氣流量
4-6m3/h，氮?dú)饬髁?12-18mVh ；
[0009](4)滲碳淬火:在連續(xù)式網(wǎng)帶滲碳淬火爐中820°C淬1.54小時(shí)，淬火氛圍為網(wǎng)帶速度65mm/min、煤油流量33ml/min (小流線)和分解氨流量0.45-0.5m3/h ；
[0010](5)清洗烘干:淬火后的零件在自動(dòng)通過(guò)式超聲波、噴淋、烘干清洗機(jī)中清洗烘干;
[0011](6)回火:回火溫度350°C，保溫1.5小時(shí)后隨爐冷卻至100°C以下出爐。
[0012]本發(fā)明所采用的成型模具包括下一(外)沖、和下二(內(nèi))沖、芯棒、上一沖、上二沖及陰模，陰模上設(shè)有補(bǔ)粉槽和排粉槽，補(bǔ)粉槽用陰模端面車(chē)凹臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，尺寸為:外徑(P3.9cm，深0.2cm，排粉槽在陰模上開(kāi)槽實(shí)現(xiàn)，在陰模壓坯成型的凹臺(tái)部位邊緣開(kāi)槽的寬為Imm,深7_，通過(guò)多次補(bǔ)粉和排粉過(guò)程使其各處的沖填量符合壓縮比。[0013]本發(fā)明采用補(bǔ)粉法和排粉法設(shè)計(jì)，在陰模上開(kāi)有補(bǔ)粉槽和排粉槽，減少了下沖模數(shù)量，減少壓機(jī)操作系統(tǒng)，減少壓制操作；淬火后清洗烘干保證了制品回火后外觀光潔、表面微有氧化而成金黃色；同時(shí)回火后，改善了制品內(nèi)部的組織，消除內(nèi)應(yīng)力。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的模具和壓坯成型圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的上結(jié)合件的成品圖。
[0016]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1為上二沖，2為上一沖，3為芯棒，4為陰模，5為下一沖，6為下二沖，7為排粉槽，8為補(bǔ)粉槽。【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，一種粉末冶金上結(jié)合件的方法，其粉末材料組成按重量百分比包括，1.5%電解銅粉、1.0%羰基鎳粉、0.9%石墨粉或碳粉、0.8%硬酯酸鋅及水霧化鐵粉余量，其中硬酯酸鋅為潤(rùn)滑劑。
[0018]一種新的粉末冶金上結(jié)合件方法為:
[0019](I)混粉:將確定配方的材料混合，然后再磨制成顆粒直徑平均不超過(guò)100目的粉末，在雙錐混料機(jī)內(nèi)混合I小時(shí)；
[0020](2)成型:采用多次填充的方式并完成補(bǔ)粉和排粉過(guò)程，其各處的沖填量符合壓縮t匕，然后在模具內(nèi)以1697Mpa壓力壓制4.3秒成型，壓坯成型后密度達(dá)6.8±0.lg/cm3 ；
[0021](3)燒結(jié):在1120°C下直接燒結(jié)4.2小時(shí)，燒結(jié)氛圍，網(wǎng)帶速度80mm/min，氫氣流量4-6m3/h，氮?dú)饬髁?2-18m3/h，燒結(jié)后，制品硬度不小于HRB40 ；
[0022](4)滲碳淬火:在連續(xù)式網(wǎng)帶滲碳淬火爐中820°C淬1.54小時(shí)，淬火氛圍為網(wǎng)帶速度65mm/min、煤油流量33ml/min (小流線)和分解氨流量0.45-0.5m3/h，淬火后，制品硬度為 HRC32-40 ；
[0023]( 5 )清洗烘干:淬火后的零件在自動(dòng)通過(guò)式超聲波、噴淋、烘干清洗機(jī)中清洗烘干，網(wǎng)帶速度lm/min，噴淋、漂洗的清洗液流量:12.5m3/h，超聲波頻率:3.6kHZ，清洗烘干的目的是保持制品回火后外觀光潔、表面微有氧化而成金黃色，因?yàn)闈B碳淬火后，制品內(nèi)部含淬火液，此時(shí)立即回火，制品內(nèi)部淬火液在高溫時(shí)燃燒，在制品表面形成難以去除黑色層，嚴(yán)重影響外觀；
[0024](6)回火:在井式回火爐回火，回火溫度350°C，保溫1.5小時(shí)后隨爐冷卻至100°C以下出爐，回火后，改善了制品內(nèi)部的組織，消除內(nèi)應(yīng)力，得到成品，產(chǎn)品性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14667.1-1993。
[0025]本實(shí)施例所用模具包括下一沖5、和下二沖6、芯棒3、上一沖2、上二沖I及陰模4 ;陰模材料為Crl2MoV鋼，硬度> 61HRC ;模套材料為45號(hào)鋼，硬度28-32HRC ;芯棒為材料Crl2合金工具鋼，硬度> 60HRC ;上、下模沖材料為GCrl5鋼，硬度52-56HRC ;接桿、壓墊材料為40Cr鋼，硬度40-45HRC ;壓蓋材料為45號(hào)鋼，不作熱處理；陰模型孔D=產(chǎn)品外徑中差值φ31.97χ().997=φ31.87mm ’ ?Τ =φ31.87^01 mm；芯榨外徑d=產(chǎn)品內(nèi)孔中差值
cpl3x0.9997=12_996mm，d二=φ12.996_0001 mm;上、下模沖外徑=D: =φ31.87 mm；上、下模沖內(nèi)徑=d:=(p 12.996:::! mm;陰模4上設(shè)有補(bǔ)粉槽8和排粉槽7，下一沖5截面上多出兩臺(tái)，臺(tái)A5-::.:mm4KOp32mm (如圖2所示)，需要補(bǔ)粉，在靠近兩凸臺(tái)的陰模端車(chē)凹臺(tái)，充填刮平后陰模上浮，凹臺(tái)內(nèi)粉充入兩凸臺(tái)區(qū)域，所以補(bǔ)粉槽8可以通過(guò)陰模端車(chē)凹臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，尺寸為:外徑(p39mm，深2mm(8)，粉盒自動(dòng)送粉后所能增加的粉末重量和計(jì)算
所需粉量完全相同；零件兩凸臺(tái)旁邊是個(gè)凹面，凹面寬度22mm，深5上mm (如圖2所示)，由
于下一(外)沖是一整體，在凹面沒(méi)有分成兩部分，因此充填量是按壓坯的總厚度與壓縮比的乘積，其中還包括實(shí)施補(bǔ)粉法而增加的那部分粉量，多余粉量必須全部排出，在需排粉的部位開(kāi)槽，排粉槽7在陰模上開(kāi)槽實(shí)現(xiàn)，在陰模壓坯成型的凹臺(tái)部位邊緣開(kāi)槽的寬為1mm，深7mm ;陰模成型時(shí)的下浮量為5.16mm。
[0026]使用時(shí):上一沖2和上二沖I隨壓機(jī)曲軸上行，陰模4接著上浮(見(jiàn)圖1左充填)，壓機(jī)送粉盒自動(dòng)充填，充填結(jié)束，上一沖2和上二沖I隨壓機(jī)曲軸下行，與此同時(shí)陰模4又向上會(huì)跳4mm，將充滿(mǎn)在補(bǔ)粉槽8內(nèi)粉補(bǔ)入陰模4的型孔內(nèi)下一沖5的上端，曲軸進(jìn)一步下行，上二沖I與芯棒3接觸封住內(nèi)孔，上一沖2與陰模接觸封住外圓；上二沖1、上一沖2繼續(xù)，與此同時(shí)陰模4也 向下浮動(dòng)，陰模4浮動(dòng)速度低于上二沖1、上一沖2下行速度，在此過(guò)程陰模排粉槽7處有粉末排出，陰模下浮量到5.16mm時(shí)停止，排粉結(jié)束，上二沖1、上一沖2繼續(xù)下行至壓機(jī)曲軸下死點(diǎn)，成型完成(見(jiàn)圖1右成型)。壓機(jī)曲軸離開(kāi)下死點(diǎn)上行，上一沖2先脫離壓坯，上二沖I暫不脫離壓坯(這個(gè)過(guò)程就是保壓)，設(shè)置好上一沖2脫離壓坯5mm后，上二沖I結(jié)束保壓上行，此后陰模4脫模至下二沖6平齊處，隨后芯棒3拉下也到這和位置，接著下一沖5下行與下二沖6和陰模口平齊的位置，此時(shí)完成了脫模過(guò)程，隨后又開(kāi)始下一循環(huán)，粉盒自動(dòng)充填前將壓坯推出陰?？冢蛊溲鼗阑胫苻D(zhuǎn)盒內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)上結(jié)合件的粉末冶金方法，其粉末材料組成按重量百分比包括2.5%電解銅粉、1.0%羰基鎳粉、0.9%石墨粉或碳粉、0.8%硬酯酸鋅及水霧化鐵粉余量，其中硬酯酸鋅為潤(rùn)滑劑，該方法包括: (1)混粉:將確定配方的材料混合，在雙錐混料機(jī)內(nèi)混合I小時(shí)； (2)成型:采用多次填充的方式并完成補(bǔ)粉和排粉過(guò)程，使其各處的沖填量符合壓縮比后在模具內(nèi)以1697Mpa壓力壓制4.3秒成型； (3)燒結(jié):在1120°C下直接燒結(jié)4.2小時(shí)，燒結(jié)氛圍，網(wǎng)帶速度80mm/min，氫氣流量4-6m3/h，氮?dú)饬髁?12-18mVh ； (4)滲碳淬火:在連續(xù)式網(wǎng)帶滲碳淬火爐中820°C淬1.54小時(shí)，淬火氛圍為網(wǎng)帶速度65mm/min、煤油流速小流線33ml/min和分解氨流量0.45-0.5m3/h ； (5)清洗烘干:淬火后的零件在自動(dòng)通過(guò)式超聲波、噴淋、烘干清洗機(jī)中清洗烘干，網(wǎng)帶速度lm/min，噴淋、漂洗的清洗液流量25m3/hX 2，超聲波頻率為3.6kHZ ； (6)回火:在井式回火爐回火，回火溫度350°C，保溫1.5小時(shí)后隨爐冷卻至100°C以下出爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種生產(chǎn)上結(jié)合件的粉末冶金方法，其特征在于在滲碳淬火后添加了清洗烘干工藝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種生產(chǎn)上結(jié)合件的粉末冶金方法，其特征在于所述陰模上設(shè)有排粉槽和補(bǔ)粉槽，在成型過(guò)程中需采用多次填充的方式完成了補(bǔ)粉和排粉過(guò)程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種生產(chǎn)上結(jié)合件的粉末冶金方法所用成型模具，包括下一沖、和下二沖、芯棒、上一沖、上二沖及陰模，其特征在于所述陰模上設(shè)有補(bǔ)粉槽和排粉槽，工作時(shí):兩個(gè)上模沖隨壓機(jī)曲軸上行，陰模接著上浮，壓機(jī)送粉盒自動(dòng)充填，充填結(jié)束，兩個(gè)上模沖隨壓機(jī)曲軸下行，與此同時(shí)陰模又向上會(huì)跳將充滿(mǎn)在補(bǔ)粉槽內(nèi)粉補(bǔ)入陰模的型孔內(nèi)下一沖的上端，曲軸進(jìn)一步下行，上二沖與芯棒接觸封住內(nèi)孔，上一沖與陰模接觸封住外圓，兩個(gè)上模沖繼續(xù)下行，陰模也向下浮動(dòng)，陰模浮動(dòng)速度低于兩個(gè)上模沖下行速度，在此過(guò)程陰模排粉槽處有粉末排出，陰模下浮量到達(dá)恰當(dāng)位置時(shí)停止，排粉結(jié)束，兩個(gè)上模沖繼續(xù)下行至壓機(jī)曲軸下死點(diǎn)，成型完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種生產(chǎn)上結(jié)合件的粉末冶金方法所用成型模具，其特征在于所述補(bǔ)粉槽可以用陰模端面車(chē)凹臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，尺寸為:外徑q)39mm，深2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種生產(chǎn)上結(jié)合件的粉末冶金方法所用成型模具，其特征在于排粉槽在陰模上開(kāi)槽實(shí)現(xiàn)，具體尺寸為在陰模壓坯成型的凹臺(tái)部位邊緣開(kāi)槽的寬為1mm，深7mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種生產(chǎn)上結(jié)合件的粉末冶金方法所用成型模具，其特征在于所述陰模材料為Crl2MoV鋼，硬度> 61HRC ;模套材料為45號(hào)鋼，硬度28-32HRC ;芯棒為材料Crl2合金工具鋼，硬度> 60HRC ;上、下模沖材料為GCrl5鋼，硬度52-56HRC ;接桿、壓墊材料為40Cr鋼，硬度40-45HRC ;壓蓋材料為45號(hào)鋼，不作熱處理；陰模型孔D=產(chǎn)品外徑中差偵:φ31.97χ0‘997=φ31.87mm, D =φ31.87+1 mm;芯棒外徑d=產(chǎn)品內(nèi)孔中差{|φ13x0.9997= 12.996 cm,12.996.；；,:,, mm；上、下模沖外徑=D =φ31.87:；::；；； mm:上、下模沖內(nèi)徑
【文檔編號(hào)】B22F3/03GK103521772SQ201310487823
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】楊勝上 申請(qǐng)人:浙江衢州永豐金屬制品有限公司