[發明專利]一種薄壁類粉末冶金成型模具及成型方法

有效

• 申請號: 201310534767.8
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103624254A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 王開旺
• 申請（專利權）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: B22F3/03
• 分類號: B22F3/03;B28B3/26
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明屬于冶金工藝技術領域，尤其是涉及一種粉末燒結鋼制零件、陶瓷燒結零件坯體的干粉末成型的薄壁類粉末冶金成型模具及成型方法。

背景技術

粉末冶金是以金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末的混合物為原料，通過成型、燒結或熱成型制成金屬制品或材料的一種冶金工藝技術。眾所周知，粉末在型腔內受壓力成型的過程中，粉末表現出流體行為，粉末在型腔內受力后向各個方向流動，因此產生一個來自于粉末的垂直于型腔壁的側壓力，側壓力引起摩擦力，受摩擦力影響，會使粉末在高度方向存在明顯的壓力降，粉末在傳遞來自沖模的正壓力時有所損失，致使成型坯體受力不同，而造成成型坯體密度不均勻的問題。

對于較薄、較高的成型體在成型過程中，這種壓力損失更為突出，成型體密度差更大，如目前常見的傳統的單向壓制或單向成型機壓制技術，采用單向壓制成型技術形成的成型體，這種成型體的上端為優先受力部分，此處密度最大，自上至下密度會逐漸減小，產品燒結后下端向內收縮呈倒塔狀變形。另一類為目前主流的雙向成型壓機壓制，采用雙向壓制成型技術形成的成型體，這種成型體的上下兩端均為優先受力部分，成型體的上下兩端密度較大，中間部分密度較小，產品燒結后中間部分向內凹陷呈縮腰變形。這兩種產品成型方式均會增大殘次品率，增大生產成本。

現提供一種單向壓制成型壓制方式，如公告號為：CN202506839U的中國發明專利提供的一種粉末冶金成型用上模沖模具，其包括上沖基體和保護套，上沖基體包括上基體和下基體；上基體的下端和下基體的上端固定在一起，上基體的外徑大于下基體的外徑，在上基體和下基體的內部有軸向臺階孔，在下基體上固定安裝有保護套，保護套的底部標高高于下基體的底部標高。該粉末冶金成型用上模沖模具制成的成型體，通過上沖基體壓制粉末，在壓制過程中，粉末上部為優先受力部分，粉末上部密度變大，自上至下密度會逐漸減小，產品燒結后下端向內收縮呈倒塔狀變形，影響產品質量，增大了生產成本。

發明內容

本發明主要是針對現有單向壓制技術或雙向壓制技術所存在的成型坯件密度分布不均，經過燒結產生變形的問題，提供一種成型坯件密度分布均勻，坯件強度好，不易變形及層裂的薄壁類粉末冶金成型模具及成型方法。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種薄壁類粉末冶金成型模具，包括存放粉末的料盒，其包括壁厚相同的上沖模和下沖模，下沖模內設有貫穿下沖模且可獨立移動的型芯，下沖模上套設有可獨立移動的型腔，型腔、下沖模和型芯圍成填裝粉末的包容腔，下沖模上設有與型腔對準且可抽出的止擋塊，上沖模內設有與型芯相對的型芯迫入桿，上沖模底部設有連接型芯的預壓腔，型芯與型芯迫入桿均由動力機構驅動。該粉末冶金成型模具提供了一種錯動位移型腔成型技術方案，使粉末成型坯體密度分布更均勻，將成型模具的包容型腔分為型腔和型芯，兩者均可獨立運動，設定型腔為主運動，設定型芯為輔助運動，由動力機構驅動，實現粉末與型腔錯動位移。下沖模設定為固定，活動上沖模作為主壓力部件作上下往復運動，內設有型芯迫入桿，型芯迫入桿相對上沖模位置可以調節。

本發明的上述技術問題同時是通過下述技術方案得以解決的：一種薄壁類粉末冶金成型模具的成型方法，包括預充填、精確充填、上加壓、下加壓、錯動位移加壓、脫模和排出，具體動作如下：

a）、預充填：型芯在動力機構的驅動下下移，使得型芯與下沖模的上端面平齊，型腔上升相對下沖模于一定高度處于裝料位，上沖模處于上止點，料盒運動至型腔上口使粉末充滿整個包容腔；

b）、精確充填：型芯在動力機構的驅動下上移，使得型芯與型腔的上端面平齊，在此過程中，型芯將包容腔內多余的粉末排回料盒內，剩余粉末填充在型芯與型腔內壁之間，料盒退回并將型腔上面的粉末刮平，上述成型動作使得型芯與型腔內壁之間均勻填滿粉末；

c）、上加壓：型芯迫入桿與型芯在動力機構的驅動下同時下移，至型芯進入預壓腔并與型芯迫入桿抵接，在此過程中，上沖模對粉末施力作用力，粉末得到初步擠壓，粉末顆粒粉末顆粒發生相對位移，填充孔隙并排出氣體，靠近上沖模的粉末與型腔充分摩擦，上部粉末密度增加；