[实用新型]一种利用超声波振动改善粉末冶金粉料薄壁填充的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于粉末冶金压制成形工艺，具体涉及一种利用超声波振动改善粉末冶金粉料薄壁填充的装置。

背景技术

粉末冶金是一种环保高效的材料制备和机械零件制造工艺，被誉为解决高性能新材料的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。粉末冶金拥有诸多优点，主要有：1)粉末冶金是一种净成形的工艺，只需少量甚至不需要机加工；2)烧结过程需要真空或者保护气体，没有污染；3)生产效率高；4)能够制造特殊的功能材料。随着粉末冶金技术在国民经济和国防建设中的地位越来越重要，研制高性能，高强度的粉末冶金制品也成为了各国学者和研究机构不断奋斗的目标，而提高粉末冶金制品性能和强度的关键技术即时提高粉末冶金制品的致密度。

粉末冶金制品性能与密度直接相关。由于粉料流动性的差异以及模壁摩擦的存在，粉末冶金粉料填充时会存在填充不均匀的情况，导致薄壁产品密度不均匀，质量不稳定。增加粉料薄壁填充效果和均匀性，有利于提高压制过程压力的利用率，提高产品密度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对薄壁件粉料填充不均匀，提供一种在阴模和粉料盒上装有超声波发生装置，在粉料填充过程中对阴模和粉料盒进行振动，提高粉料薄壁填充效果的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种利用超声波振动改善粉末冶金粉料薄壁填充效果的装置，

该装置包括上冲头，超声波发生装置，阴模，下冲头，粉料盒；所述的阴模的中心设有模腔，上冲头、下冲头设置在模腔内并在模腔内实现轴向移动，该粉料盒设置在阴模的顶端，且在阴模顶端对称固定超声波发生装置。

进一步的，设有控制超声波发生装置频率及功率的控制装置，且超声波发生装置与控制装置通过电源线连接。

进一步的，超声波发生装置与阴模通过螺纹连接固定。

进一步的，粉料盒与阴模通过螺纹连接固定。

进一步的，超声波发生装置、粉料盒及超声波发生装置分别设有控制开关。

进一步的，超声波发生装置中为压电式换能器，该压电式换能器采用压电陶瓷材料为PZT，超声波频率为20kHz-50kHz。

本实用新型与现有技术相比，具有以下显著优点：

1、本实用新型的超声波发生装置可以使粉末在填充模腔的过程中增加粉末的流动性，从而提高松装密度，提高零件的密度。2、本实用新型的装置结构简单，易于实现，为流动性差、难填充的粉料的填充和薄壁粉末冶金零件自动压制提供有效的解决方案，可广泛适用于粉末冶金压制成形工艺。

附图说明

图1为本实用新型改善粉末冶金压制成形粉料薄壁填充效果的装置结构示意图；其中，图1(a)为阴模超声装置图；图1(b)为粉料盒超声装置图。

图2为空心方形试样的示意图。

其中，1、上冲头；2、超声波发生装置；3、阴模；4、下冲头；5、粉料盒。

具体实施方式

本实用新型的主旨在于克服现有技术的不足。如图1所示粉末冶金成形粉料振动填充装置，该装置包括上冲头1，超声波发生装置2，阴模3，下冲头4，粉料盒5；所述的阴模3的中心设有模腔，上冲头1、下冲头4设置在模腔内并在模腔内实现轴向移动，该粉料盒5设置在阴模3的顶端，且在阴模顶端对称固定超声波发生装置2；超声波发生装置2与粉料盒5通过螺纹连接，粉料盒装 粉时，超声波发生器5发出超声波，使得粉料盒中的粉末振动，便于填充。阴模3上对称装有超声波发生装置2，在装粉时，开启超声波振动，阴模抖动，改善填充效果。

为了研究振动对薄壁填充的改善效果，设计了空心方形试样，四壁厚度不同，厚度分别为2mm、3mm、4mm和10mm。

实施例一：

首先在粉料盒内装入Fe-C-Cu粉料，超声波发生器(5)发出20KHz超声波，使得粉料盒中的粉末振动，便于填充。粉料盒往阴模装粉，同时启动阴模上对称安装的超声波发生装置，发出20kHz超声波，完成试样的填充。在700Mpa压力下进行压制。

对比例一：在粉料盒内装入Fe-C-Cu粉料，粉料盒往阴模装粉，完成试样的填充，并在700Mpa压力下进行压制。

下表为实施例和对比例的性能比较：

壁厚mm 实施案例一密度g/cm³对比案例一密度g/cm³2 6.81 6.75 3 6.83 6.78 4 6.86 6.83 10 6.91 6.89