[发明专利]一种粉末冶金表面致密化零件的制备方法

说明书

本发明提供一种粉末冶金表面致密化零件的制备方法，包括如下步骤：提供粉末冶金零件毛坯；将粉末冶金零件毛坯置于氨气分解气氛下进行烧结，形成预成型品；将预成型品置于两滚压模具之间，并与两滚压模具接触；两滚压模具自转并带动预成型品旋转，且两滚压模具向预成型品移动，逐渐减小两滚压模具的中心距至设定值，进而滚压预成型品在预成型品表面形成一致密层，进而形成粉末冶金表面致密化零件。本发明优点，工艺简单，效率较高；操作难度低，设备简单易得；该方法制备零件与传统方式相比，不需要进行切削，无原材料浪费；可直接制备出粉末冶金零件，滚压致密化后表面粗糙度低，不需要再次进行加工；力学性能优异，零件硬度、耐磨性均较好。

技术领域

本发明涉及粉末冶金领域，尤其涉及一种粉末冶金表面致密化零件的制备方法。

背景技术

近年来，由于技术、经济等因素，铁基粉末烧结材料逐渐取代部分铸钢、锻钢材料，在机械、航空，特别是汽车、摩托车工业上广泛应用。根据中国机械通用零部件协会粉末冶金分会会员单位统计，2015年粉末冶金机械零件生产应用情况如下。产品产量：铁基类146153t，铜基类12457t，总计158610t。应用领域比例：运输机械(汽车、摩托车)63％，工业机械(农机)2％，电工机械(家电、电动工具)24％，其他(工程机械、其他)11％。

铁基粉末冶金工艺，是在铁粉中加入合金元素活化烧结，形成球化孔隙，固溶强化，提高淬透性。经过热处理，充分发挥合金化的作用。同时，铁基粉末冶金工艺能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约材料，降低产品成本，具有能耗低、材料利用率和生产效率高等显著特点。铁基粉末冶金还具有材质等可变更、密度可调、重量减轻、孔隙的阻尼作用使振动和噪声降低、实现耐热和耐磨性、模具化的批量生产、达到性能和尺寸的一致性等特性，可满足不同用途结构零件的性能要求。

与此同时，传统粉末冶金铁基材料一般残留的孔隙度约为5％-15％，虽然能满足很多方面的要求，但其表面及内部存在大量的空隙，大大制约了其强度指标和机械性能，其抗疲劳性能大大降低，影响了其在高强度零件上的应用，目前很多应用中不能使用粉末冶金零件的重要原因之一就是其承载能力不够，无法达到重载工况的机械性能要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种粉末冶金表面致密化零件的制备方法，其能够具有效率高、不需再次加工、力学性能优异的优点。

为了解决上述问题，本发明提供了一种粉末冶金表面致密化零件的制备方法，包括如下步骤：提供一粉末冶金零件毛坯；将所述粉末冶金零件毛坯置于氨气分解气氛下进行烧结，形成一预成型品；将所述预成型品置于两滚压模具之间，并与所述两滚压模具接触；两滚压模具自转并带动预成型品旋转，且两滚压模具向所述预成型品移动，逐渐减小两滚压模具的中心距至设定值，进而滚压所述预成型品，在所述预成型品表面形成一致密层，进而形成成型的粉末冶金表面致密化零件。

在一实施例中，所述粉末冶金表面致密化零件毛坯的制备方法包括如下步骤：提供一模具，所述模具包括上模、阴模及下模；在模具内填充粉末，使所述粉末充满模具；压制，在压制过程中采用阴模浮动的方法压制，进而实现双向压制；脱模，在脱模的过程中，以下模具为基准点，将阴模下拉，进而使产品从阴模中脱离出来。

在一实施例中，所述粉末冶金表面致密化零件毛坯的尺寸大于所述成型的粉末冶金零件的尺寸。

在一实施例中，所述粉末冶金表面致密化零件毛坯的尺寸与所述成型的粉末冶金零件的尺寸的差值范围为0.5～1.5mm。

在一实施例中，所述烧结的温度为1120±10摄氏度。

在一实施例中，所述烧结的时间为25-40分钟。

在一实施例中，烧结后，所述预成型品的密度大于7.10g/cm3，硬度大于130HV10。