[发明专利]一种金属件挤压成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料制备加工领域，特别涉及一种金属件挤压成形方法。

背景技术

以铜为基体的耐磨铜合金中，锡青铜因具有良好的耐磨耐蚀性、优异的机械强度和加工性能，广泛应用于制造轴套、轴瓦、泵体、蜗轮等汽车船舶工业关键耐磨零件。工业用锡青铜的锡含量一般在3%～14%之间，合金中Sn、Pb起着提高合金强度和耐磨性的作用，但锡含量过高会导致合金塑性变形能力降低。

对于锡含量在8%～14%的锡青铜合金，传统的制备工艺为熔炼铸造，但由于该合金具有结晶温度范围大，凝固区域宽，糊状凝固特性等结晶特征，易产生疏松、偏析、组织致密性差等缺陷，难以满足实际使用工况对合金致密度及力学性能的要求，因此，需要进一步通过塑性变形来提高合金性能，如利用挤压成形方式加工相应金属件。但是，在挤压加工过程中，如锡青铜等金属件由于合金材质塑形差，且脆而硬，易出现挤压裂纹，成形效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属件挤压成形方法，以解决现有技术中塑形较差的金属件在挤压成形时易出现挤压裂纹的问题。

为实现上述目的，本发明所提供的金属件挤压成形方法的技术方案1是：一种金属件挤压成形方法，包括如下步骤：

（1）在金属坯体外包裹金属保护套，形成待加工坯体，其中，金属保护套塑形优于金属坯体的塑形；

（2）加热待加工坯体，保温处理；

（3）将待加工坯体挤压成形预制件，预制件包括外层的由所述金属保护套形成的金属保护层以及内部的由金属坯体形成的金属件；

（4）机加工去除所述金属保护层，得到金属件。

本发明的有益效果是：本发明所提供的金属件挤压成形方法中，先是在金属坯体外包裹金属保护套以形成待加工坯体，金属保护套的塑形优于金属坯体的塑形，然后加热并进行保温处理，在挤压成形预制件后，再利用机加工去除外层的由金属保护套挤压形成的金属保护层，即可得到相应的铜合金件。这种采用塑形较好的金属材料包套再挤压的处理工艺中，利用塑形较好的金属保护套在挤压过程中形成的三向压应力，有效改善了内部金属坯体的挤压变形质量，可大幅提高铜合金致密度，有效避免挤压塑形变形过程中出现裂纹，特别适合难变形、低塑形金属材料成形。

在金属件挤压成形方法技术方案1的基础上改进得到金属件挤压成形方法的技术方案2：步骤1中，金属保护套包括同一材质的套筒本体及对应封装在套筒本体两端的封盖结构。

在金属件挤压成形方法技术方案2的基础上改进得到金属件挤压成形方法的技术方案3：所述金属坯体为锡青铜合金坯体，所述套筒本体和封盖结构均为紫铜材质。

在金属件挤压成形方法技术方案3的基础上改进得到金属件挤压成形方法的技术方案4：步骤2中的加热温度为850-950℃，保温处理时间为1-3小时。

在金属件挤压成形方法技术方案4的基础上改进得到金属件挤压成形方法的技术方案5：步骤2中的加热温度为900℃，保温处理时间为2小时。

在金属件挤压成形方法技术方案2的基础上改进得到金属件挤压成形方法的技术方案6：步骤1中，所述金属坯体与套筒本体的内壁间隙为单边1-2mm。

在金属件挤压成形方法技术方案3的基础上改进得到金属件挤压成形方法的技术方案7：步骤1中，所述金属坯体为铸锭结构。

在金属件挤压成形方法技术方案1至7任意一项的基础上改进得到金属件挤压成形方法的技术方案8：步骤3中，利用反挤压模具将加工坯体挤压成形预制件。

在金属件挤压成形方法技术方案8的基础上改进得到金属件挤压成形方法的技术方案9：所述预制件为轴杆件。

在金属件挤压成形方法技术方案1的基础上改进得到金属件挤压成形方法的技术方案10：步骤1中，金属坯体材质为铜合金。

在金属件挤压成形方法技术方案10的基础上改进得到金属件挤压成形方法的技术方案11：所述铜合金为锡青铜合金、锡磷青铜、铅黄铜或弥散强化铜合金。

在金属件挤压成形方法技术方案1至7任意一项的基础上改进得到金属件挤压成形方法的技术方案12：步骤4中的机加工方式为车削加工。

附图说明

图1为本发明所提供的金属件挤压成形方法中铸锭外包金属保护套时的结构示意图；

图2为本发明所提供的金属件挤压成形方法中挤压模具挤压锡青铜合金件时的结构示意图；

图3为本发明所提供的金属件挤压成形方法得到的锡青铜合金件放大100倍的挤压态微观组织图；