[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

本發明涉及粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法，其具體包括如下步驟：粉末壓制。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，控制坯體孔隙率；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，在第一預設壓力下保證上沖頭和下沖頭與坯體上面以及坯體的下面都均勻接觸。向模具內通入惰性氣體進行防氧化保護。通過上沖頭以及下沖頭向坯體內通入脈沖電流，進行加熱升溫；達到預設的鍛造溫度后增加對坯體的壓力，使坯體發生塑性變形填充滿型腔。填充滿型腔后進一步增大壓力，同時進行保溫和保壓。保壓結束后，降低坯體電流；開模取件。

技術領域

本發明涉及汽車零部件坯體電熱鍛造燒結技術領域，更為具體地是涉及一種粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法。

背景技術

傳統燒結鍛造是制造汽車零部件的一種常用方法，其能夠起到近凈成形的效果，材料利用率高。然而，傳統的燒結鍛造工藝中存在以下兩個問題，一是成形構件鍛造目的是整形，而不是發生大的塑性變形，所以零件性能為粉體燒結所能達到的指標，低于鍛件性能；二是對于復雜形狀構件坯體干壓和鍛造均需要復雜型腔，成形難度較大。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法，本發明的方法步驟為：選取待成形粉末放于金屬模具內進行室溫下壓制。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，控制坯體孔隙率在50-80%。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，在第一預設壓力下保證上沖頭和下沖頭與坯體上面以及坯體的下面都均勻接觸。向模具內通入惰性氣體進行防氧化保護。通過上沖頭以及下沖頭向坯體內通入脈沖電流，進行加熱升溫，升溫的一個目的是鍛造，另一目的是燒結致密化。達到預設的鍛造溫度后增加對坯體的壓力，使坯體發生塑性變形填充滿型腔。填充滿型腔后進一步增大壓力，同時進行保溫和保壓。保壓結束后，將坯體電流降至0。開模取件。本發明為電熱鍛造與燒結一體化綠色快速制造新方法開發了電熱鍛造與燒結一體化新工藝，可實現汽車零部件復雜構件的快速近凈成形，可有效解決傳統粉末燒結與鍛造整形結合技術中構件無大塑性變形的問題，同時降低了素坯壓制的難度，提高了成形效率，從而提高成形后零部件的綜合力學性能。

本發明的技術方案如下：

一種粉末燒結零件坯體電熱鍛造燒結一體化方法，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；