【關鍵字】：粉末冶金;雙面齒輪;模架改造;光亮淬火
【摘要】：多台階、形狀複雜、表面光亮的粉末冶金雙面齒輪原為國外廠家生產。作者通過採用FeCuC材料,藉助於改造壓機模架和壓模結構,以及採用光亮淬火處理研製出這種零件,其硬度可達到或超過HRC30。
1 前言
粉末冶金方法可以成形近乎最終形狀的產品。但是,對於台階較多,形狀較為複雜的零件,通常需要通過多功能的壓機和模架來完成產品的成形工序。如何對現有的普通壓機和模架進行技術改造,使之能夠壓制異形多台階零件,從而達到既提高原有設備水平,又可以節省投資和降低產品成本的目的,這是很多廠家所企盼解決的問題。同時,用戶現在對產品性能和表面質量的要求也越來越高,如何選擇適當的熱處理工藝,使產品達到既有高的性能,又有良好的表面質量,這也是實際生產中需要解決的問題。實踐證明,通過採用適當的方法,這些問題都是可以解決的[1,2]。
粉末冶金雙面齒輪,是一國外客戶要求提供的產品,產品形狀如圖1所示。該零件兩端為對稱的齒輪,中間是一環形帶,兩端面還各有一內凹小台階,環形帶鑽兩M8螺孔。要求材質為FeCuC,密度大於6.4g/cm3,零件經熱處理後表面硬度達到HB286(HRC30)。該齒輪的特點是多台階、形狀複雜,熱處理後要求表面光亮。此零件原為國外廠家生產。經試製,我們成功製造出該產品。本文介紹該齒輪的研製過程。
2 試製工藝過程
試製工藝過程:
混料—成形—燒結—鑽孔、攻牙—熱處理—浸油—成品
混料於V型混粉機中進行;在YA79125型液壓機上壓制;在推進式燒結爐中燒結,燒結溫度為1100℃,時間為90min,分解氨氣氛保護。樣品燒結後進行鑽孔,攻牙,淬火和低溫回火。最後在真空浸油機中浸油。
3 試製結果
3.1 成形該產品的難點在成形上。因該產品形狀為上、下各3個台階,也就是說,成形時必須採用上、下各3個模沖。現有的YA79125型液壓機為單一上、下油缸,一般模架只配上、下各1個模沖,缺少成形多台階件的功能。通過分析,我們把模具簡化為上、下各兩個模沖的結構,即將成形內凹小台階與端面合為1個模沖。同時,對原有的普通模架進行改造,使其具有雙下沖結構。對上沖結構也進行了改造,使其能安裝兩個模沖,並在外上沖附加了彈簧浮動結構,保證壓制時粉料分布均勻,壓縮比一致。此外,在內上沖增加了一脫模頂出機構。壓制時,外上沖先進入陰模,進入深度約兩倍於台階的高度,內上沖也跟著進入陰模。隨後,外上沖相對內上沖向上浮動,而外下沖和陰模則向下浮動,最後完成壓制。脫模時,採用保護式脫模:兩上沖頂住壓坯,先拉下(脫出)陰模、外下沖和芯桿;然後,兩上衝上升,內上沖在上升過程中依靠頂出機構把壓坯從外上沖中頂出。
3.2 燒結燒結是控制產品性能的關鍵工序。為了使產品達到所要求的性能,必須控制好燒結質量。一是控制變形,保證所要求的尺寸精度。主要保證燒結盒平整,排放產品時要排列整齊並留有間隙,防止升溫時膨脹和盒變形擠壓,控制升溫速度和降溫速度。二是控制化合碳含量,以使熱處理後產品達到所要求的組織和性能。因為採用分解氨氣氛,脫碳傾向較大,且脫碳不均勻,所以燒結時必須予以適當的保護。採用在燒結盒內加蓋和炭封的辦法得到了較滿意的效果。
炭封有效地減少了脫碳,使產品的組織和性能較為均勻。
3.3 熱處理
該產品表面質量要求高,一般熱處理方法難以保證。所以我們採用網帶式連續光亮淬火爐進行光亮淬火。加熱溫度為860℃,網速50mm/min,分解氨氣氛保護。加熱後自動淬入光亮油中,然後在200℃回火2h。處理後表面光亮,硬度均勻,變形小。結果示於表2。從表2可看出,熱處理後尺寸均略有變化,主要為脹大,這可能是淬火後相變的緣故,但可控制在允許公差範圍內。同時,也可以看出,只要密度大於6.4g/cm3,就能保證熱處理硬度大於HRC30。
4 結論
(1)採用FeCuC材料,壓制密度≥6.4g/cm3,所製造的粉末冶金雙面齒輪,經光亮淬火處理後硬度可達到或超過HRC30。
(2)通過對YA79125型液壓機的模架和上模沖結構的改造,成功地實現了壓制異型多台階零件。
(3)對粉末冶金結構零件進行光亮淬火處理,既達到所要求的性能,又得到了理想的表面質量。
【摘要】：多台階、形狀複雜、表面光亮的粉末冶金雙面齒輪原為國外廠家生產。作者通過採用FeCuC材料,藉助於改造壓機模架和壓模結構,以及採用光亮淬火處理研製出這種零件,其硬度可達到或超過HRC30。
1 前言
粉末冶金方法可以成形近乎最終形狀的產品。但是,對於台階較多,形狀較為複雜的零件,通常需要通過多功能的壓機和模架來完成產品的成形工序。如何對現有的普通壓機和模架進行技術改造,使之能夠壓制異形多台階零件,從而達到既提高原有設備水平,又可以節省投資和降低產品成本的目的,這是很多廠家所企盼解決的問題。同時,用戶現在對產品性能和表面質量的要求也越來越高,如何選擇適當的熱處理工藝,使產品達到既有高的性能,又有良好的表面質量,這也是實際生產中需要解決的問題。實踐證明,通過採用適當的方法,這些問題都是可以解決的[1,2]。
粉末冶金雙面齒輪,是一國外客戶要求提供的產品,產品形狀如圖1所示。該零件兩端為對稱的齒輪,中間是一環形帶,兩端面還各有一內凹小台階,環形帶鑽兩M8螺孔。要求材質為FeCuC,密度大於6.4g/cm3,零件經熱處理後表面硬度達到HB286(HRC30)。該齒輪的特點是多台階、形狀複雜,熱處理後要求表面光亮。此零件原為國外廠家生產。經試製,我們成功製造出該產品。本文介紹該齒輪的研製過程。
2 試製工藝過程
試製工藝過程:
混料—成形—燒結—鑽孔、攻牙—熱處理—浸油—成品
混料於V型混粉機中進行;在YA79125型液壓機上壓制;在推進式燒結爐中燒結,燒結溫度為1100℃,時間為90min,分解氨氣氛保護。樣品燒結後進行鑽孔,攻牙,淬火和低溫回火。最後在真空浸油機中浸油。
3 試製結果
3.1 成形該產品的難點在成形上。因該產品形狀為上、下各3個台階,也就是說,成形時必須採用上、下各3個模沖。現有的YA79125型液壓機為單一上、下油缸,一般模架只配上、下各1個模沖,缺少成形多台階件的功能。通過分析,我們把模具簡化為上、下各兩個模沖的結構,即將成形內凹小台階與端面合為1個模沖。同時,對原有的普通模架進行改造,使其具有雙下沖結構。對上沖結構也進行了改造,使其能安裝兩個模沖,並在外上沖附加了彈簧浮動結構,保證壓制時粉料分布均勻,壓縮比一致。此外,在內上沖增加了一脫模頂出機構。壓制時,外上沖先進入陰模,進入深度約兩倍於台階的高度,內上沖也跟著進入陰模。隨後,外上沖相對內上沖向上浮動,而外下沖和陰模則向下浮動,最後完成壓制。脫模時,採用保護式脫模:兩上沖頂住壓坯,先拉下(脫出)陰模、外下沖和芯桿;然後,兩上衝上升,內上沖在上升過程中依靠頂出機構把壓坯從外上沖中頂出。
3.2 燒結燒結是控制產品性能的關鍵工序。為了使產品達到所要求的性能,必須控制好燒結質量。一是控制變形,保證所要求的尺寸精度。主要保證燒結盒平整,排放產品時要排列整齊並留有間隙,防止升溫時膨脹和盒變形擠壓,控制升溫速度和降溫速度。二是控制化合碳含量,以使熱處理後產品達到所要求的組織和性能。因為採用分解氨氣氛,脫碳傾向較大,且脫碳不均勻,所以燒結時必須予以適當的保護。採用在燒結盒內加蓋和炭封的辦法得到了較滿意的效果。
炭封有效地減少了脫碳,使產品的組織和性能較為均勻。
3.3 熱處理
該產品表面質量要求高,一般熱處理方法難以保證。所以我們採用網帶式連續光亮淬火爐進行光亮淬火。加熱溫度為860℃,網速50mm/min,分解氨氣氛保護。加熱後自動淬入光亮油中,然後在200℃回火2h。處理後表面光亮,硬度均勻,變形小。結果示於表2。從表2可看出,熱處理後尺寸均略有變化,主要為脹大,這可能是淬火後相變的緣故,但可控制在允許公差範圍內。同時,也可以看出,只要密度大於6.4g/cm3,就能保證熱處理硬度大於HRC30。
4 結論
(1)採用FeCuC材料,壓制密度≥6.4g/cm3,所製造的粉末冶金雙面齒輪,經光亮淬火處理後硬度可達到或超過HRC30。
(2)通過對YA79125型液壓機的模架和上模沖結構的改造,成功地實現了壓制異型多台階零件。
(3)對粉末冶金結構零件進行光亮淬火處理,既達到所要求的性能,又得到了理想的表面質量。
