一种具有致密化表面的铁基粉末冶金零件的制备方法

摘要

本发明涉及一种具有致密化表面的铁基粉末冶金零件的制备方法，本发明专门设计了用于挤压零件外表面的挤压阴模和挤压零件内表面的挤压芯棒，并辅以能将零件进行夹紧的上冲模具及下冲模具，使用时，零件固定不动，移动相应的挤压模具完成挤压，这样的方式可以避免挤压完毕出模后零件以出现裂缝的缺陷；与现有技术中在烧结步骤后进行表面塑性致密化处理时所需要的能量相比，本发明可以以较小的挤压余量得到较大的变形深度,且显著降低了能量需求，降低了生产成本，提高了致密化程度，挤压后产品整体密度可超过7.60g/cm³，产品表面相对密度可以达到99％以上，致密层覆盖率高，从而使铁基粉末冶金零件具有精度高、强度好的优点。

主权项

一种具有致密化表面的铁基粉末冶金零件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)设计材料组成：按重量百分比计，所使用材料包含碳0～1％，铜0～4％，镍0～25％，锌0～30％，铬0～6％，磷0～1％，锰0～20％，不超过2％的不可避免杂质，以及余量的铁；(2)混料：按照步骤(1)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0.1～1％的润滑剂；(3)压制：将步骤(2)所得混料在大于400MPa的压力下，压制成密度为6.4～7.4g/cm³的零件生坯；(4)烧结：将步骤(3)所得零件生坯在非氧化性气氛中进行烧结，烧结温度为1000℃～1350℃，烧结时间为5～180min；(5)挤压：该步骤中使用的挤压阴模具有上下贯通的挤压腔，且该挤压腔的内表面至少成型有自上而下依次衔接的第一导向段、第一挤压段及第一定径段；该步骤中使用的挤压芯棒的外表面成型有自上而下依次衔接的第三导向段、第三挤压段及第二定径段；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0.05～0.2mm，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0.1～0.5mm，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，挤压阴模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完全进入定径段后，下拉或继续上移挤压阴模，移动相应的上冲模具或下冲模具，取出零件，完成挤压致密化；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0.05～0.2mm，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0.1～0.5mm，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。