多金属复合结构的精密喷射热压成形工艺的制作方法

文档序号:9571719阅读:365来源:国知局
多金属复合结构的精密喷射热压成形工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及喷射成形领域,特别是生产多金属复合结构构件的精密喷射热压成形 金属件领域。
【背景技术】
[0002] 如刀具、乳辑、耐磨件等构件,其工作部的特定机械性能要求较高,需要用硬度、抗 腐蚀、耐磨等机械性能良好的材料,而工作部所附着的本体往往只是起到支承、连接的作 用,故本体只需要普通的材料便可达到使用要求。同时,多数情况下工作部的尺寸却较小, 而本体则较大,故制作本体所需的材料较工作部的多。
[0003] 所以为了应付一些要求较高的工作场合,对应的零部件的制作方法则包括这两 种: 1、整体都采用具有特定性能特别高材料制作,即本体也沿用工作部的材料。但这会导 致构件成本造价较高。况且有时候工作部和本体所需材料对机械性能的要求也可能不一 样。比如乳辊,其工作部需要较硬的材料,其本体则需要具有一定的韧性,而较硬材料的韧 性往往不足。
[0004] 2、用相对廉价的材料制作本体并加工出装配部位,以及采用高性能材料单独制作 工作部,再用嵌合、焊接、烧结等方式固定在所述装配部位上。这样一般能实现降低成本以 及令本体和工作部均具有各自需要的机械性能。但由于分属两个不同材料的部位,本体和 工作部的连接强度很难确认,品质难以管控。
[0005] 而近10年来,金属精密喷射成形逐渐发展成熟的金属制备和成形新工艺,其原理 为在喷射室中充入高压惰性气体,喷射室内设有竖直的可旋转升降机构,旋转升降机构上 端设有工作台,在喷射室的上部设有金属雾化装置,金属雾化装置包括雾化喷嘴,金属溶液 被雾化喷嘴喷出并被惰性气体雾化成颗粒度极小的金属高速射流,喷射沉积至工作台上, 细小金属液质点在惰性气体中的超高速冷凝,得到显微组织细小均匀,机械性能也大幅度 提高的金属材料。工作台通过旋转、升降可塑造出不同形状的金属件。如果采用该工艺,应 当可解决现有技术中难以克服的既希望降低生产成本,而又希望材料结合紧密、生产精度 高、生产出来的工件寿命长的矛盾。

【发明内容】

[0006] 本发明要解决的技术问题是:提供一种多金属复合结构的精密喷射热压成形工 〇
[0007] 本发明解决其技术问题的解决方案是: 多金属复合结构的精密喷射热压成形工艺,包括以下步骤: a) 根据设计要求,选用金属材料A制作本体; b) 根据设计要求,利用金属精密喷射成形设备,以金属材料B作为喷射原料制成工作 部; C)将工作部复合到本体上,整体进行热等静压,使工作部与本体冶金结合成一整体。
[0008] 作为上述技术方案的进一步改进,所述工作部包括功能部及原还,功能部的材质 为金属材料B,步骤b)中的制作工作部包括以下步骤: bl)事先制作好原坯,其为热膨胀系数介乎于功能部与本体之间的金属薄壁件,材质为 金属材料C ; b2)在金属精密喷射成形设备的喷射室内装好原坯,通过金属精密喷射成形设备的金 属雾化装置注入熔融的金属材料B使其雾化成微细金属液高速射流,在原坯上沉积,逐渐 成形出功能部并最终成形出所述工作部; 将工作部复合到本体上后,原坯处于本体与功能部之间。
[0009] 作为上述技术方案的进一步改进,所述本体为棒状或管状物,原坯为大小与本体 外径适配的薄壁管状构件;步骤c)中的将工作部复合到本体上的动作,是指在制作出工作 部之后,将原坯连同功能部整体紧密套在本体上,功能部在外层。
[0010] 另外由于制作本体和工作部时没有规定孰先孰后,故所述步骤a)和步骤b)的顺 序可以互换。
[0011] 本发明的有益效果是:本发明的工作部和本体使用不同材料制成,在降低材料成 本的同时令工作部和本体均获得它们各自需要的机械性能,避免出于对连接强度的考虑, 而令本体使用与工作部同样的材料的情况。本发明可以让人们选择相对廉价的金属材料制 作本体性能,而用高性能金属材料制作工作部,以达到提高工件使用性能和寿命、节省生产 成本的目的。而工作部复合到本体后,整体进行热等静压,使得工作部与本体冶金结合成一 整体,令工作部和本体密不可分,连接非常牢固。同时由于工作部是通过金属精密喷射成形 制作而成,本身已经具有金属精密喷射成形工件所具备的各种优良性能,再经热等静压处 理后,其材料致密度将极高,材料性能可得到进一步提升。本发明用于多金属复合结构构件 的生产。
【附图说明】
[0012] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单说明。显然,所描述的附图只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施 例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他设计 方案和附图。
[0013] 图1是步骤b)中原坯在设备上精密喷射成形功能部时的示意图; 图2是完成步骤b)时原坯与功能部连接的示意图; 图3是步骤c)中本体与原坯连接的示意图; 图4是完成步骤d)后功能部与本体利用原坯作为过渡连接在一起的多金属复合结构 构件的剖视示意图; 图5是多金属复合齿轮切削刀具(齿轮滚刀)坯的结构示意图; 图6是多金属复合车床切削刀具的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014] 以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清 楚、完整的描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发 明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出 创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。另外,文中所提到的 所有联接/连接关系,并非单指构件直接相接,而是指可根据具体实施情况,通过添加或减 少联接辅件,来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征,在不互相矛盾冲突的 前提下可以交互组合。
[0015] 参照图1~图4,本实施例介绍了本发明制作乳辊的加工工艺: 先制成薄壁管状的原坯1和圆棒状的本体3,而本体3的外径略小于或等于原坯1的孔 径。为了提高原坯1的内孔的精度,以及保证原坯1具有较高的材料致密度,原坯1由
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