[發明專利]用于粉末冶金零件內表面致密的擠壓棒及零件的制造方法

在審

• 申請號: 202110157556.1
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112792338A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 馮偉立;毛增光;王佳峰;錢飛達;朱志榮
• 申請（專利權）人: 東睦新材料集團股份有限公司
• 主分類號: B22F3/20
• 分類號: B22F3/20;B22F3/02;B22F3/24;B22F5/10;C21D1/18;C21D1/26;C21D1/74;C21D6/00;C21D9/00;C22C38/42;C22C38/44
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛;張琳琳

本發明涉及一種用于粉末冶金零件內表面致密的擠壓棒及零件的制造方法，其中，一種用于粉末冶金零件內表面致密的擠壓棒，包括有芯棒，其縱截面基本呈T形，包括有豎向設置的桿體及設置在所述桿體頂部的連接頭；擠壓件，呈環狀，且套設在所述桿體的外圍并位于所述連接頭之下；其特征在于：所述擠壓件至少有兩個，且沿所述桿體的長度方向間隔布置，相鄰兩個所述擠壓件之間設置有呈環狀且套設在所述桿體外圍的支撐環，各所述擠壓件的外輪廓的尺寸自下向上逐漸增大。擠壓棒能對后續待擠壓零件的中央孔內表面間斷性滑動地擠壓，從而提高待擠壓零件的內表面致密度，減少表面孔隙，提高待擠壓零件的中央孔的內表面密度。

技術領域

本發明屬于粉末冶金領域，具體涉及一種用于粉末冶金零件內表面致密的擠壓棒及使用該擠壓棒制備粉末冶金零件的制造方法。

背景技術

粉末冶金是制造金屬粉末和以金屬粉末(包括混入非金屬粉末)為原料，以成形和燒結的基本方法制造材料或制品的技術學科。廣義上講，它還包括以氧化物、氮化物、碳化物等非金屬化合物粉末為原料的，以成形—燒結方法制造材料或制品的技術。粉末冶金工藝是將原料粉末加入一定模腔后加壓成形，再經一定條件下燒結，或在特定的模具中燒結以得到制品的技術過程。隨著工業發展，粉末冶金是一項能制造形狀復雜零件的技術，可以節省原材料、節能、省工，適合于大批量生產。

粉末冶金是生產高強度和形狀復雜零件的有效工藝。目前，通過使用高性能的粉末、成型、燒結和特殊的后加工，粉末冶金工藝已經可以生產出密度超過7.4g/cm³的鐵基零件。復壓復燒技術可以大幅提升產品的密度。采用普通的霧化鐵粉經成形和燒結，鐵基粉末冶金零件的密度只能達到7.1g/cm³左右。如若進一步提高粉末冶金零件的密度，可采用成形-預燒結-復壓-二次燒結的復壓復燒工藝，其中，預燒結有兩個作用：其一，對成形時已經加工硬化的粉末進行退火，降低鐵粉顆粒的屈服強度，利于二次壓制時提高密度；其二，脫出產品中的有機潤滑劑，有機潤滑劑由于密度較低，在產品中占據較大的空間，成形時這些潤滑劑難以壓縮，密度的提高受到限制，預燒時95％以上的潤滑劑都能夠脫出，復壓時潤滑劑占據的位置就可以壓縮，利于提高密度。對于形狀復雜的零件，成形需要價格昂貴的CNC壓機，但復壓時就較為困難，難以每個臺階都致密或者難以選擇致密的部位。

對于其他材料的粉末冶金零件，大都采用制粉、混合、包套、擠壓(鍛造)、機械加工等方式生產，零件的性能較好，甚至超過直接鍛造的零件，但零件的流程較長，制造成本較高，零件的制造不是近凈成形工藝，粉末冶金工藝的優勢得不到充分的發揮。

作為機電應用零件，傳統的方法都是通過機械加工成形的。機械加工的零件目前的主要加工方法有鋼材直接通過機械加工的方法成形以及通過冷擠壓成形，其中，機械加工的方法工序較長，原材料利用率較低，大約在40～60％之間，產品成本較高，一致性較差，生產效率較低，難以滿足對大批量一致性好的要求。

而采用冷擠壓的方法成形，一般需要溫鍛制坯，然后冷擠壓成形。鍛件尺寸精度高、尺寸一致性好、表面光潔、內齒輪的齒形精度高、齒輪輪廓清晰，外表面機加工余量較少；材料利用率達到90％左右；由于變形量大，溫鍛模具(凹模)壽命5000～6000件，而冷擠壓模具(凸模)壽命8000～10000件；冷擠壓件的外表光潔，機械加工余量少，顯著減少后續機械加工工作量，生產周期短，生產效率高。但是冷擠壓的方法模具損耗較大，成本還難以滿足汽車、摩托車等工業的要求。

因此，需要開發新的制造方法，解決粉末冶金產品的精度、密度和強度等問題。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是針對上述現有技術的現狀，提供一種能對后續待擠壓零件均勻擠壓的用于粉末冶金零件內表面致密的擠壓棒。

本發明所要解決的第二個技術問題是針對上述現有技術的現狀，提供一種高密度和高強度的粉末冶金零件的制造方法。

本發明解決上述第一個技術問題所采用的技術方案為：一種用于粉末冶金零件內表面致密的擠壓棒，包括有