[發明專利]氣氛保護金屬粉末燒結、擠鐓一體化成形方法及其液壓機

有效

• 申請號: 201910888974.0
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN110605396B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）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（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B22F3/14
• 分類號: B22F3/14;B22F3/16;B22F3/20
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 劉翠芹

本發明公開一種氣氛保護金屬粉末燒結、擠鐓一體化成形方法及其一體化成形液壓機。本發明將燒結、原位反復擠壓和鐓粗成形一體化，成形制品微觀組織更加細小和綜合力學性能更優；本發明的一體化成形液壓機包括機架、工作臺、爐體、加熱裝置、冷卻系統和液壓系統。機架包括上橫梁、下橫梁、固定橫梁和立柱，構成兩側封閉、前后開放的框架結構；工作臺安裝在固定橫梁上，爐體固定在工作臺上，并設有加熱裝置、保溫裝置和保護層，爐體內部有模具組；上壓頭、上凸模、下凸模、凹模與下壓頭同軸配合，并有液壓系統控制加載和回程，冷卻系統能夠有效的保護液壓裝置。

技術領域

本發明涉及一種具有氣氛保護的金屬粉末燒結后原位擠壓和鐓粗一體化成形方法及其一體化成形液壓機，尤其是氣氛保護環境下金屬粉末燒結和燒結坯連續原位反復擠壓及鐓粗成形一體化的液壓設備，即涉及一種具有氣氛保護的金屬粉末一體化成形方法及其液壓機。

背景技術

粉末冶金是利用粉末作為原材料，經過燒結和成形，制造各種類型制品的一種工藝。粉末冶金工藝可以最大限度地減少合金成分偏析，消除粗大不均勻的鑄造組織，制備非晶、準晶、納米晶、超飽和固溶體及復合材料等，制品具有獨特的化學性能和物理性能，具有傳統熔鑄方法無法比擬的優勢。粉末冶金工藝制備高性能制品的主要工藝流程為：粉末材料的制備、粉末預制坯料、坯塊燒結、后續變形工藝、產品的后處理，在上述工藝過程中，坯料需要經過多次加熱冷卻、多次坯料的轉移等，不僅造成能源浪費和時間成本提高，而且多次加熱冷卻易造成制品晶粒粗化，導致機械性能下降。原位反復擠壓和鐓粗成形工藝能夠在保持坯料的初始形狀不變的條件下有效地細化燒結試樣的微觀組織和顯著改善燒結試樣的綜合力學性能，是一種優良的大塑性成形工藝。

隨著粉末冶金技術和大塑性變形成形工藝的快速發展，特別是易氧化金屬粉末的燒結和后續高溫大塑性變形成形，對金屬粉末的燒結設備和后續的大塑性變形成形設備提出了更高、更專業化要求。然而，傳統液壓機只能滿足一般成形過程，不能夠滿足易氧化金屬粉末材料的氣氛保護、燒結和多道次高溫大塑性變形的工藝要求；燒結設備可以實現金屬粉末材料的燒結，但不能實現金屬粉末材料燒結完成后的多道次高溫大塑性變形工藝，且燒結坯料在后續多道次高溫大塑性變形時需進行二次加熱或多次加熱，不利于材料的微觀組織細化和綜合力學性能的改善，且二次加熱或多次加熱造成能源浪費，費時費力。

目前，傳統的液壓設備或燒結設備，均不能同時滿足易氧化金屬粉末氣氛保護條件下的燒結和燒結坯料氣氛保護條件下的高溫原位反復擠壓和鐓粗成形一體化的需求。

發明內容

本發明致力于解決易氧化金屬粉末氣氛保護條件下的燒結和氣氛保護條件下的多道次高溫大塑性變形成形不能一體化和工藝流程復雜的問題，防止易氧化金屬粉末燒結坯料在后續多道次高溫大塑性變形過程的二次或多次加熱導致燒結材料的微觀組織粗化和力學性能下降，發明一種具有氣氛保護的金屬粉末燒結-原位反復擠壓和鐓粗成形一體化的液壓設備，從而細化材料的微觀組織和改善材料的綜合力學性能，縮短工藝流程、提高生產效率、節約能源。