[發(fā)明專利]氣氛保護(hù)金屬粉末燒結(jié)、擠鐓一體化成形方法及其液壓機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910888974.0
• 申請(qǐng)日: 2019-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN110605396B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐巖;戴浩浩;劉孝軻;閻澤文;賈建波;李瑋;虎鵬鴻;李明星;張春祥;駱俊廷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F3/14
• 分類號(hào): B22F3/14;B22F3/16;B22F3/20
• 代理公司: 北京孚睿灣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 劉翠芹

1.一種氣氛保護(hù)金屬粉末燒結(jié)、擠鐓一體化成形方法，其特征在于：其包括以下步驟：

步驟1：通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)工作臺(tái)，帶動(dòng)爐門開啟，將下凸模、凹模和模具底座進(jìn)行配合安裝，裝填定量金屬粉末至所述凹模，將所述移動(dòng)工作臺(tái)向內(nèi)移動(dòng)至工作位置，關(guān)閉所述爐門，通過活塞式液壓缸為所述下凸模提供背壓，控制柱塞式液壓缸和立柱運(yùn)動(dòng)，使下橫梁和上橫梁同步向下運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)上凸模向下運(yùn)動(dòng)，完成金屬粉末的預(yù)壓；

步驟2：所述上凸模、所述下凸模通過液壓系統(tǒng)提供的壓力為金屬粉末的燒結(jié)成形提供壓力，打開氣體保護(hù)裝置，在惰性流動(dòng)氣氛保護(hù)下，依次打開冷卻水路、加熱裝置，并調(diào)節(jié)加熱裝置將坯料加熱至設(shè)定溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)金屬粉末在給定時(shí)間和溫度下的燒結(jié)；

步驟3：控制所述液壓系統(tǒng)，使所述下凸模處于無壓力狀態(tài)，使所述上橫梁帶動(dòng)所述上凸模進(jìn)行向下運(yùn)動(dòng)，以完成燒結(jié)坯的原位擠壓，再控制所述下凸模保持設(shè)定壓力值，所述上凸模提供背壓，進(jìn)行鐓粗，完成一道次擠壓和鐓粗變形，循環(huán)上述原位擠壓與鐓粗變形，從而實(shí)現(xiàn)金屬粉末燒結(jié)、多道次原位擠壓鐓粗的成形；

步驟4：關(guān)閉加熱裝置，待試樣冷卻至設(shè)定溫度，控制所述液壓系統(tǒng)，使所述上橫梁向上復(fù)位，所述活塞式液壓缸驅(qū)動(dòng)所述下凸模，向上運(yùn)動(dòng)以將試樣頂出，關(guān)閉氣體保護(hù)裝置，打開所述爐門并移出所述移動(dòng)工作臺(tái)，從模具中取出試樣，待爐內(nèi)溫度冷卻至室溫以后，關(guān)閉冷卻水路，液壓機(jī)復(fù)位至初始狀態(tài)，從而完成燒結(jié)后原位擠壓和鐓粗一體化加工。

2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的氣氛保護(hù)金屬粉末燒結(jié)、擠鐓一體化成形方法的一體化成形液壓機(jī)，其特征在于：

其包括機(jī)架、工作臺(tái)、爐體和液壓系統(tǒng)，所述機(jī)架為雙柱下拉式框架結(jié)構(gòu)，包括上橫梁、下橫梁、固定橫梁和立柱，所述上橫梁、所述固定橫梁和所述下橫梁自上而下平行設(shè)置，且兩端均設(shè)有通孔，所述立柱依次穿過所述上橫梁、所述固定橫梁和所述下橫梁上的通孔，構(gòu)成兩側(cè)封閉、前后開放的框架結(jié)構(gòu)；

所述工作臺(tái)包括固定工作臺(tái)和移動(dòng)工作臺(tái)，所述固定工作臺(tái)固連在所述固定橫梁上，所述固定工作臺(tái)的下端設(shè)有電機(jī)，所述電機(jī)與齒輪相連，所述移動(dòng)工作臺(tái)的下端兩側(cè)設(shè)有齒條，所述齒條與所述齒輪進(jìn)行嚙合傳動(dòng)，以控制所述移動(dòng)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)；

所述爐體包括固定爐體和爐門，所述固定爐體的下端與所述固定工作臺(tái)固連，所述爐門固定在所述移動(dòng)工作臺(tái)上，所述爐門跟隨所述移動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)所述爐體的開合，完成模具和坯料的裝夾卸載；

所述液壓系統(tǒng)包括柱塞式液壓缸、活塞式液壓缸和雙回程裝置，所述活塞式液壓缸包括活塞缸和活塞桿，所述活塞缸固定在所述固定工作臺(tái)的中心，所述活塞桿與下壓頭相連，所述柱塞式液壓缸包括柱塞缸和柱塞桿，所述柱塞桿的上端與所述固定橫梁相連，所述雙回程裝置分布在所述立柱內(nèi)側(cè)，所述雙回程裝置包括拉桿和回程缸，所述拉桿的第一端與所述上橫梁固連，所述拉桿的第二端與所述回程缸連接，所述回程缸連接在所述固定橫梁的兩端，通過所述液壓系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)所述爐體內(nèi)坯料的燒結(jié)、反復(fù)擠壓、鐓粗的一體化成形。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體化成形液壓機(jī)，其特征在于：所述固定爐體從內(nèi)到外依次設(shè)有加熱裝置、保溫裝置和保護(hù)層，所述加熱裝置包括加熱元件和耐火材料，能夠?qū)λ鰻t體內(nèi)部空間進(jìn)行加熱，所述保溫裝置由保溫材料砌筑而成，能夠起到良好的保溫作用，所述保護(hù)層為結(jié)構(gòu)性材料，對(duì)所述固定爐體起到保護(hù)作用，所述爐門與所述固定爐體結(jié)合處設(shè)有密封條，以保證所述爐門與所述固定爐體的密封性；

所述固定爐體上設(shè)有進(jìn)氣閥和出氣閥，所述進(jìn)氣閥與保護(hù)氣體存貯裝置相連，能夠保持爐體部的氣氛環(huán)境，所述出氣閥為開放式設(shè)置，以保證氣體及時(shí)排出；

所述爐門上還設(shè)置有觀察鏡和測(cè)溫裝置，所述觀察鏡能觀察所述爐體內(nèi)部工作狀況，所述測(cè)溫裝置能測(cè)量所述爐體內(nèi)部溫度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一體化成形液壓機(jī)，其特征在于：所述固定爐體的上端設(shè)有通孔，上壓頭的第一端穿過所述通孔進(jìn)入所述固定爐體內(nèi)部，所述上壓頭的第二端固定在上橫梁上，上凸模通過螺栓連接在所述上壓頭上，所述下壓頭與下凸模同軸配合連接，所述上壓頭與所述下壓頭內(nèi)部均設(shè)有冷卻水路，以降低壓頭溫度，保護(hù)壓頭及所述液壓系統(tǒng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體化成形液壓機(jī)，其特征在于：所述固定工作臺(tái)上方與所述移動(dòng)工作臺(tái)的下端均設(shè)有T形導(dǎo)向裝置，以實(shí)現(xiàn)相互配合，所述移動(dòng)工作臺(tái)上安裝有模具底座，凹模安裝在所述模具底座上，所述下壓頭通過所述移動(dòng)工作臺(tái)和所述模具底座上的通孔與所述下凸模配合，所述上凸模、所述下凸模與所述凹模同軸線配合。