[發明專利]一種粉末冶金表面致密化零件的制備方法

在審

• 申請號: 201810267718.5
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108500277A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 彭景光;陳迪;丁霞;吳增強;趙志華;姜曉圓;李德凱
• 申請（專利權）人: 上海汽車粉末冶金有限公司
• 主分類號: B22F3/24
• 分類號: B22F3/24;B22F3/02;B22F3/10
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽;高翠花

本發明提供一種粉末冶金表面致密化零件的制備方法，包括如下步驟：提供粉末冶金零件毛坯；將粉末冶金零件毛坯置于氨氣分解氣氛下進行燒結，形成預成型品；將預成型品置于兩滾壓模具之間，并與兩滾壓模具接觸；兩滾壓模具自轉并帶動預成型品旋轉，且兩滾壓模具向預成型品移動，逐漸減小兩滾壓模具的中心距至設定值，進而滾壓預成型品在預成型品表面形成一致密層，進而形成粉末冶金表面致密化零件。本發明優點，工藝簡單，效率較高；操作難度低，設備簡單易得；該方法制備零件與傳統方式相比，不需要進行切削，無原材料浪費；可直接制備出粉末冶金零件，滾壓致密化后表面粗糙度低，不需要再次進行加工；力學性能優異，零件硬度、耐磨性均較好。

技術領域

本發明涉及粉末冶金領域，尤其涉及一種粉末冶金表面致密化零件的制備方法。

背景技術

近年來，由于技術、經濟等因素，鐵基粉末燒結材料逐漸取代部分鑄鋼、鍛鋼材料，在機械、航空，特別是汽車、摩托車工業上廣泛應用。根據中國機械通用零部件協會粉末冶金分會會員單位統計，2015年粉末冶金機械零件生產應用情況如下。產品產量：鐵基類146153t，銅基類12457t，總計158610t。應用領域比例：運輸機械(汽車、摩托車)63％，工業機械(農機)2％，電工機械(家電、電動工具)24％，其他(工程機械、其他)11％。

鐵基粉末冶金工藝，是在鐵粉中加入合金元素活化燒結，形成球化孔隙，固溶強化，提高淬透性。經過熱處理，充分發揮合金化的作用。同時，鐵基粉末冶金工藝能壓制成最終尺寸的壓坯，而不需要或很少需要隨后的機械加工，故能大大節約材料，降低產品成本，具有能耗低、材料利用率和生產效率高等顯著特點。鐵基粉末冶金還具有材質等可變更、密度可調、重量減輕、孔隙的阻尼作用使振動和噪聲降低、實現耐熱和耐磨性、模具化的批量生產、達到性能和尺寸的一致性等特性，可滿足不同用途結構零件的性能要求。

與此同時，傳統粉末冶金鐵基材料一般殘留的孔隙度約為5％-15％，雖然能滿足很多方面的要求，但其表面及內部存在大量的空隙，大大制約了其強度指標和機械性能，其抗疲勞性能大大降低，影響了其在高強度零件上的應用，目前很多應用中不能使用粉末冶金零件的重要原因之一就是其承載能力不夠，無法達到重載工況的機械性能要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種粉末冶金表面致密化零件的制備方法，其能夠具有效率高、不需再次加工、力學性能優異的優點。

為了解決上述問題，本發明提供了一種粉末冶金表面致密化零件的制備方法，包括如下步驟：提供一粉末冶金零件毛坯；將所述粉末冶金零件毛坯置于氨氣分解氣氛下進行燒結，形成一預成型品；將所述預成型品置于兩滾壓模具之間，并與所述兩滾壓模具接觸；兩滾壓模具自轉并帶動預成型品旋轉，且兩滾壓模具向所述預成型品移動，逐漸減小兩滾壓模具的中心距至設定值，進而滾壓所述預成型品，在所述預成型品表面形成一致密層，進而形成成型的粉末冶金表面致密化零件。

在一實施例中，所述粉末冶金表面致密化零件毛坯的制備方法包括如下步驟：提供一模具，所述模具包括上模、陰模及下模；在模具內填充粉末，使所述粉末充滿模具；壓制，在壓制過程中采用陰模浮動的方法壓制，進而實現雙向壓制；脫模，在脫模的過程中，以下模具為基準點，將陰模下拉，進而使產品從陰模中脫離出來。

在一實施例中，所述粉末冶金表面致密化零件毛坯的尺寸大于所述成型的粉末冶金零件的尺寸。

在一實施例中，所述粉末冶金表面致密化零件毛坯的尺寸與所述成型的粉末冶金零件的尺寸的差值范圍為0.5～1.5mm。

在一實施例中，所述燒結的溫度為1120±10攝氏度。

在一實施例中，所述燒結的時間為25-40分鐘。

在一實施例中，燒結后，所述預成型品的密度大于7.10g/cm3，硬度大于130HV10。