[發明專利]一種粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法

在審

• 申請號: 202010517888.1
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111421137A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 陳嘯;許健偉
• 申請（專利權）人: 寧波海特技術轉移有限公司
• 主分類號: B22F3/02
• 分類號: B22F3/02;B22F3/10;B22F3/17
• 代理公司: 北京智乾知識產權代理事務所(普通合伙) 11552
• 代理人: 鄧大為

1.一種粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法，其特征在于，電熱鍛造與燒結一體化的步驟為：

步驟一、裝模：

選取待成形的金屬粉末，將其放于金屬模具凹模內；

步驟二、合模壓制：

利用液壓機通過凸模對凹模內的金屬粉末進行壓制，壓制壓力低于傳統粉末燒結鍛造中壓制壓力以控制坯體密度；

步驟三、素坯預燒結：

將壓制后的素坯在真空或者氣氛保護的燒結爐中進行無壓燒結；無壓燒結后的保溫時間低于傳統粉末燒結鍛造中燒結過程保溫時間以控制坯體密度低于傳統素坯密度，獲得較多孔隙率；

步驟四、鍛造裝模：

將燒結后的非致密坯體放置于電熱鍛造模具中，其中模具凹模材料為氧化物陶瓷，合模并施加第一預設壓力保證電熱鍛造模具的上下沖頭與非致密坯體上下面均勻接觸；

步驟五、向模具內通入惰性氣體進行防氧化保護；

步驟六、通過上下沖頭向坯體內通入脈沖電流，進行加熱升溫在鍛造的同時進行燒結致密化；

步驟七、達到鍛造溫度后增加對坯體的壓力至第二預設壓力，使坯體發生塑性變形填充滿型腔；

步驟八、填充滿型腔后進一步增大壓力至第三預設壓力，同時進行保溫和保壓；

步驟九、保壓結束后，將坯體電流降至0；

步驟十、開模取件。

2.如權利要求1所述的粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法，其特征在于，步驟一中所述的金屬粉末可以是316不銹鋼、304不銹鋼、鐵基粉末、鈦合金粉末、鎳鋁粉末。

3.如權利要求1所述的粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法，其特征在于，步驟二中的壓制壓力的載荷為50MPa-150MPa。

4.如權利要求1所述的粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法，其特征在于，步驟三中所述的素坯預燒結：通入的惰性氣體可以使氬氣、氮氣，保溫時間30分鐘-60分鐘，獲得較多孔隙率為50%-65%。

5.如權利要求1所述的粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法，其特征在于，步驟四中所述的模具凹模材料為氧化鋯、氧化鋁、氧化鋯與氧化鋁復合陶瓷，第一預設壓力為5-10MPa。

6.如權利要求1所述的粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法，其特征在于，步驟六中所述的通過上下沖頭向坯體內通入脈沖電流密度在5-20A/cm2，升溫速率在100-200℃/S。

7.如權利要求1所述的粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法，其特征在于，步驟六中所述的脈沖電流作用下升溫至金屬粉末熔點的50-70%。

8.如權利要求1所述的粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法，其特征在于，步驟七中所述的達到鍛造溫度后增加對坯體的壓力為材料在該溫度下屈服強度的1.2-2.0倍。

9.如權利要求1所述的粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法，其特征在于，填充滿型腔后進一步增大壓力至第三預設壓力至材料燒結溫度下屈服強度的1.5-3.0倍，燒結溫度在1000-1500℃，保壓時間30-120秒，保證最終材料致密度達到99.5%以上，同時進行保溫和保壓。