一种具有致密化表面的铜基粉末冶金零件的制备方法_2

文档序号:9462628阅读:来源:国知局
,挤压后的零件致密层深,有效提高了产品的密度,增加了铜基粉末冶金零件硬度和强度;另外,本发明的制备的毛坯零件形状较为接近最终产品的形状,因此挤压余量小,对模具的损耗小,在一定程度上延长了模具的寿命。
【附图说明】
[0027]图1为本发明实施例中挤压阴模的结构示意图;
[0028]图2为本发明实施例中挤压芯棒的结构示意图;
[0029]图3为本发明实施例1、2、3、7、8、9中零件毛坯的结构示意图;
[0030]图4为本发明实施例4、5、6、10、11中零件毛坯的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0032]实施例1:
[0033]本实施例中具有致密化表面的铜基粉末冶金零件的制备方法包括以下步骤:
[0034](I)设计材料组成:按重量百分比计,所使用材料包含0.15%碳、15%锡,不超过2%的不可避免杂质以及余量的铜;
[0035](2)混料:按照步骤(I)的材料组成,将各组分进行混合得到混合粉,并向该混合粉中加入占混料总质量0.5%的润滑剂;
[0036](3)压制:将步骤⑵所得混料在400MPa的压力下,压制成密度为6.0g/cm3的零件生坯,如图3所示;
[0037](4)烧结:将步骤(3)所得零件生坯在真空炉中进行烧结,烧结温度为700°C,烧结时间为180min ;
[0038](5)挤压:如图1所示,该步骤中使用的挤压阴模A具有上下贯通的挤压腔,且该挤压腔的内表面成型有自上而下依次衔接的第一导向段al、第一挤压段a2、第一定径段a3、第二挤压段a4、第二导向段a5,第一导向段al的内径Dl大于第一定径段a3的内径D2,且第一导向段al的侧边与第一挤压段a2的侧边之间所成锐角为α,且α =2。,第二导向段a5的内径D3大于第一定径段a3的内径D2,且第二导向段a5的侧边与第二挤压段a4的侧边之间所成锐角为β,β = 5°,第一定径段a3的高度为h,h = 3mm ;
[0039]对零件进行挤压前先将零件预热至500°C ;采用挤压阴模对零件的外表面进行挤压,挤压时,先调整挤压模具至初始状态,使下冲模具的端面高于挤压阴模第一导向段最低面0.05mm,将零件放入挤压阴模的第一导向段al,使上冲模具下压、下冲模具保持静止,零件在上冲模具的推动下向下挤压0.1mm,调整上冲模具与下冲模具位置对零件夹紧并保压且保持相对静止,挤压阴模A向上运动对零件进行挤压致密,零件通过挤压阴模第一挤压段a2完全进入第一定径段a3后,下拉挤压阴模A,向上移动上冲模具,取出零件,完成挤压致密化,挤压量为0.03mm。
[0040]实施例2:
[0041]本实施例中具有致密化表面的铜基粉末冶金零件的制备方法包括以下步骤:
[0042](I)设计材料组成:按重量百分比计,所使用材料包含不超过2%的不可避免杂质以及余量的铜;
[0043](2)混料:按照步骤(I)的材料组成,将各组分进行混合得到混合粉,并向该混合粉中加入占混料总质量0.1 %的润滑剂;
[0044](3)压制:将步骤⑵所得混料在500MPa的压力下,压制成密度为6.8g/cm3的零件生坯,如图3所示;
[0045](4)烧结:将步骤(3)所得零件生坯在含氢20vol%的氮氢气氛中进行烧结,烧结温度为1090°C,烧结时间为5min ;
[0046](5)挤压:如图2所示,该步骤中使用的挤压芯棒B的外表面成型有自上而下依次衔接的第三导向段bl、第三挤压段b2及第二定径段b3,第三导向段bl的外径D4小于第二定径段b3的外径D5,且第二定径段b3的侧边与第三挤压段b2的侧边之间所成锐角为δ,δ =15°,第二定径段b3的高度为L2,L2 = 0.5mm ;
[0047]对零件进行挤压前先将零件预热至500°C ;采用挤压芯棒对零件的内表面进行挤压,挤压时,先调整挤压模具至初始状态,使下冲模具的端面高于挤压阴模第一导向段最低面0.05mm,将零件放入挤压阴模的第一导向段,使上冲模具下压、下冲模具保持静止,零件在上冲模具的推动下向下挤压0.5mm,调整上冲模具与下冲模具位置对零件夹紧并保压且保持相对静止,挤压芯棒向上运动对零件进行挤压致密,零件通过挤压芯棒的第三挤压段完全进入第二定径段后,下拉挤压芯棒,使上冲模具向上运动,取出零件,完成挤压致密化,挤压量为0.5mm。
[0048]实施例3:
[0049]本实施例中具有致密化表面的铜基粉末冶金零件的制备方法包括以下步骤:
[0050](I)设计材料组成:按重量百分比计,所使用材料包含0.8%碳、4%锡、25%镍、5%锌、3%铋,不超过2%的不可避免杂质以及余量的铜;
[0051](2)混料:按照步骤(I)的材料组成,将各组分进行混合得到混合粉,并向该混合粉中加入占混料总质量I%的润滑剂;
[0052](3)压制:将步骤(2)所得混料在450MPa的压力下,压制成密度为6.8g/cm3的零件生坯,如图3所示;
[0053](4)烧结:将步骤(3)所得零件生坯在含氢1vol%的氮氢气氛中进行烧结,烧结温度为850°C,烧结时间为45min ;
[0054](5)挤压:如图1所示,该步骤中使用的挤压阴模A具有上下贯通的挤压腔,且该挤压腔的内表面成型有自上而下依次衔接的第一导向段al、第一挤压段a2、第一定径段a3、第二挤压段a4、第二导向段a5,第一导向段al的内径Dl大于第一定径段的内径D2,且第一导向段al的侧边与第一挤压段a2的侧边之间所成锐角为α,且α = 10°,第二导向段a5的内径D3大于第一定径段的内径D2,且第二导向段a5的侧边与第二挤压段a4的侧边之间所成锐角为β,β = 10°,第一定径段a3的高度为h,h = 5mm ;
[0055]如图2所示,该步骤中使用的挤压芯棒B的外表面成型有自上而下依次衔接的第三导向段bl、第三挤压段b2及第二定径段b3,第三导向段bl的外径小于第二定径段b3的外径,且第二定径段b3的侧边与第三挤压段b2的侧边之间所成锐角为δ,δ = 8°,第二定径段b3的高度为L2,L2 = 6mm ;
[0056]对零件进行挤压前先将零件预热至300°C ;采用挤压阴模、挤压芯棒同时对零件的外表面及内表面进行挤压,挤压时,先调整挤压模具至初始状态,使下冲模具的端面高于挤压阴模第一导向段最低面0.1mm,将零件放入挤压阴模的第一导向段,使上冲模具下压、下冲模具保持静止,零件在上冲模具的推动下向下挤压0.2mm,调整上冲模具与下冲模具位置对零件夹紧并保压且保持相对静止,挤压阴模、挤压芯棒同时向上运动对零件进行挤压致密,零件通过挤压阴模第一挤压段进入第一定径段,通过挤压芯棒的第三挤压段进入第二定径段后,下拉挤压阴模、挤压芯棒,移动上冲模具取出零件,完成挤压致密化,内外挤压量分别为 0.5mm、0.6mm。
[0057]实施例4:
[0058]本实施例中具有致密化表面的铜基粉末冶金零件的制备方法包括以下步骤:
[0059](I)设计材料组成:按重量百分比计,所使用材料包含25%镍、15%锌,不超过2%的不可避免杂质以及余量的铜;
[0060](2)混料:按照步骤(I)的材料组成,将各组分进行混合得到混合粉,并向该混合粉中加入占混料总质量0.5%的润滑剂;
[0061](3)压制:将步骤⑵所得混料在600MPa的压力下,压制成密度为7.2g/cm3的零件生坯,如图3所示;
[0062](4)烧结:将步骤(3)所得零件生坯在含氢1vol%的氮氢气氛中进行烧结,烧结温度为900°C,烧结时间为60min ;
[0063](5)挤压:如图1所示,该步骤中使用的挤压阴模A具有上下贯通的挤压腔,且该挤压腔的内表面成型有自上而下依次衔接的第一导向段al、第一挤压段a2、第一定径段a3、第二挤压段a4、第二导向段a5,第一导向段al的内径Dl大于第一定径段的内径D2,且第一导向段al的侧边与第一挤压段a2的侧边之间所成锐角为α,且α = 10°,第二导向段a5的内径D3大于第一定径段的内径D2,且第二导向段a5的侧边与第二挤压段a4的侧边之间所成锐角为β,β = 3°,第一定径段a3的高度为h,h = 5mm ;
[0064]对零件进行挤压前先将零件预热至900°C ;采用挤压阴模对零件的外表面进行挤压,挤压时,先调整挤压模具至初始状态,使下冲模具的端
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