專利名稱：一種用于制備高密度粉末冶金零件的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于制備高密度粉末冶金零件的設(shè)備， 適用于粉末冶金零件成形，也可以用于粉末冶金燒結(jié)制品的精整。
背景技術(shù)：
2001年在美國(guó)金屬粉末聯(lián)合會(huì)上，瑞典H6ganas AB公司的SkoglundPaul提出了高速壓 制技術(shù)(High Velocity Compaction,簡(jiǎn)稱HVC)，它與傳統(tǒng)壓制技術(shù)在生產(chǎn)工藝上有許多相似 性，如充填模具、壓制及制品脫模，但是該技術(shù)較傳統(tǒng)壓制具有以下優(yōu)點(diǎn)①高的壓坯密度， 且密度分布均勻；②低徑向彈性后效、低脫模力；③綜合性能優(yōu)異；④高生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)地成 形大零件。就制備高密度粉末冶金制品而言，該技術(shù)由于具有良好的性價(jià)比而備受關(guān)注。
瑞典Hydropulsor AB公司制造并出售其獨(dú)創(chuàng)的液壓沖擊機(jī)后，解決了長(zhǎng)期以來(lái)限制高速 壓制技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用的設(shè)備問題，使得該技術(shù)得到了極大的推廣。與傳統(tǒng)壓制技術(shù)相比，高 速壓制技術(shù)制備的零件密度提高了0.3g/cn^以上，達(dá)至U 7.2~7.4g/cm3，而高速壓制技術(shù)結(jié)合模 壁潤(rùn)滑技術(shù)可將零件密度進(jìn)一步提高，達(dá)到7.4~7.6g/cm3。高速壓制技術(shù)制備的零件密度較高， 粉末內(nèi)潤(rùn)滑使得潤(rùn)滑劑在燒結(jié)中不易全部脫出，而且易造成環(huán)境污染，因此靜電模壁潤(rùn)滑技 術(shù)顯得尤為重要。但目前尚未有高速壓制技術(shù)與靜電模壁潤(rùn)滑技術(shù)相結(jié)合的設(shè)備，原因主要 有①高速壓制技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，國(guó)外主要集中于鐵粉、不銹鋼粉、鐵 基合金零件的制備，國(guó)內(nèi)僅北京科技大學(xué)開展了此項(xiàng)技術(shù)的研究；②國(guó)內(nèi)外目前采用的模壁 潤(rùn)滑技術(shù)主要是將潤(rùn)滑劑溶于酒精或丙酮中，然后手動(dòng)涂于模壁上進(jìn)行的；③國(guó)內(nèi)外已有靜 電模壁潤(rùn)滑裝置的專利技術(shù)，但其主要應(yīng)用于溫壓工藝制備粉末冶金制品。國(guó)內(nèi)曹順華教授 發(fā)明的一種用于溫壓的模壁潤(rùn)滑模具，它是通過模具陰模徑向的一空心圓盤實(shí)現(xiàn)的，而高速 壓制過程中，由于壓制能量高、壓制速度快，產(chǎn)生的壓制力較傳統(tǒng)壓制大很多，因此將上述 發(fā)明應(yīng)用于高速壓制技術(shù)會(huì)降低模具壽命，而且模具制作成本增加，從而導(dǎo)致所制備的粉末 冶金零件成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備高密度粉末冶金零件的設(shè)備，以降低生產(chǎn)成本、滿 足工業(yè)化批量生成的需要。
一種用于制備高密度粉末冶金零件的設(shè)備，由沖擊單元l、側(cè)板2、底座3、模架4、液 壓系統(tǒng)5、模壁潤(rùn)滑裝置6、模壁潤(rùn)滑系統(tǒng)7、控制系統(tǒng)8組成，其結(jié)構(gòu)見圖l。液壓系統(tǒng)5由油箱9、電動(dòng)機(jī)10、液壓泵11、過濾器12、伺服閥13、油管14、油路板 單元15組成電動(dòng)機(jī)10將油箱9中的液壓油經(jīng)液壓泵11、過濾器12、油管14運(yùn)送至油路 板單元15;伺服閥13控制油路方向，油路板單元15用于控制模架中各油缸的運(yùn)動(dòng)。
模壁潤(rùn)滑系統(tǒng)7由上油缸16、下油缸17、上支架18、 T支架19、電器柜20、噴頭21、 輸粉管22、導(dǎo)線23、油管24、位置傳感器25組成；上支架18、下支架19置于高速壓制設(shè) 備左側(cè)板左側(cè)面上，上油缸16、電器柜20、位置傳感器25置于上支架18上表面，噴頭21 置于上油缸16前端面且置于模架4上表面，輸粉管22 —端置于噴頭21上表面，另一端與模 壁潤(rùn)滑裝置6相連；導(dǎo)線23—端與電器柜20相連，另一端既與模壁潤(rùn)滑裝置6相連，又與 控制系統(tǒng)8相連；油管24—端與上油缸16、下油缸17相連，另一端與液壓系統(tǒng)5相連。
控制系統(tǒng)8由計(jì)算機(jī)26、可編程控制器(PLC) 27組成，二者由以太網(wǎng)相連；計(jì)算機(jī)26 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)界面顯示，通過計(jì)算機(jī)輸入不同的裝粉高度、沖程高度、壓制次數(shù)等來(lái)制備所需粉 末冶金零件。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1、 將高速壓制設(shè)備與靜電模壁潤(rùn)滑裝置相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在高速壓制過程中進(jìn)行自動(dòng)模壁 潤(rùn)滑而粉末內(nèi)不添加潤(rùn)滑劑來(lái)制備高密度粉末冶金零件(密度高于7.4g/cm3)，該設(shè)備可保證 產(chǎn)品精度，減少產(chǎn)品收縮，減少環(huán)境污染，降低了粉末冶金零件的生產(chǎn)成本。
2、 該設(shè)備各步驟的運(yùn)行和配合均由可編程控制器(PLC)控制，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
3、 該設(shè)備為實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)提供了可能。


圖1是本發(fā)明設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)圖。其中沖擊單元l、側(cè)板2、底座3、模架4、液壓系統(tǒng) 5、模壁潤(rùn)滑裝置6、模壁潤(rùn)滑系統(tǒng)7、控制系統(tǒng)8。
圖2是液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。其中油箱9、電動(dòng)機(jī)10、液壓泵11、過濾器12、伺服閥13、 油管14、油路板單元15。
圖3是模壁潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。其中上油缸16、下油缸17、上支架18、下支架19、電器 柜20、噴頭21、輸粉管22、導(dǎo)線23、油管24、位置傳感器25。
圖4是控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。其中計(jì)算機(jī)26、可編程控制器(PLC) 27。
具體實(shí)施例方式
首先將控制系統(tǒng)8(見圖4)開啟，然后開啟液壓系統(tǒng)5(見圖2)，將液壓油預(yù)熱10 20min， 使油溫達(dá)到30 40'C。同時(shí)，將裝粉高度、沖程高度、壓制次數(shù)等相關(guān)參數(shù)輸入控制系統(tǒng)8 (見圖4)，然后運(yùn)行設(shè)備。首先，上油缸16 (見圖3)推動(dòng)噴頭21 (見圖3)運(yùn)行到模具上 表面，然后凹模板開始上升到預(yù)設(shè)高度，同時(shí)噴頭21 (見圖3)開始噴粉，潤(rùn)滑粉在氣壓作
4用下吸附在模腔內(nèi)表面。待潤(rùn)滑完畢，凹模板下降到原始位置，同時(shí)噴頭21 (見圖3)在下 油缸17 (見圖3)的作用下上升到超過上模沖一定高度并開始對(duì)上模沖側(cè)面進(jìn)行模壁潤(rùn)滑， 待潤(rùn)滑結(jié)束后，噴頭21 (見圖3)在下油缸17 (見圖3)的作用下下降到凹模板上表面，同 時(shí)退回到原始位置。然后，裝料靴運(yùn)行到模具上表面開始吸附裝粉，待裝粉完畢，裝料靴運(yùn) 行到原始位置。接著，凹模板上升大約10mm的距離，同時(shí)上模板和綞頭同時(shí)下降，然后錘 頭對(duì)粉末進(jìn)行預(yù)壓、壓制，從而獲得高密度粉末冶金零件。
權(quán)利要求
1、一種用于制備高密度粉末冶金零件的設(shè)備，其特征在于由沖擊單元(1)、側(cè)板(2)、底座、(3)、模架(4)、液壓系統(tǒng)(5)、模壁潤(rùn)滑裝置(6)、模壁潤(rùn)滑系統(tǒng)(7)、控制系統(tǒng)(8)組成；液壓系統(tǒng)(5)由油箱(9)、電動(dòng)機(jī)(10)、液壓泵(11)、過濾器(12)、伺服閥(13)、油管(14)、油路板單元(15)組成；電動(dòng)機(jī)(10)將油箱(9)中的液壓油經(jīng)液壓泵(11)、過濾器(12)、油管(14)運(yùn)送至油路板單元(15)；伺服閥(13)控制油路方向，油路板單元(15)用于控制模架中各油缸的運(yùn)動(dòng)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于模壁潤(rùn)滑系統(tǒng)(7)由上油缸(16)、下油 缸(17)、上支架(18)、下支架(19)、電器柜(20)、噴頭(21)、輸粉管(22)、導(dǎo)線(23)、 油管(24)、位置傳感器(25)組成；上支架(18)、下支架(19)置于高速壓制設(shè)備左側(cè)板 左側(cè)面上，上油缸(16)、電器柜(20)、位置傳感器(25)置于上支架(18)上表面，噴頭(21)置于上油缸(16)前端面且置于模架(4)上表面，輸粉管(22) —端置于噴頭(21) 上表面，另一端與模壁潤(rùn)滑裝置(6)相連；導(dǎo)線(23) —端與電器柜(20)相連，另一端既 與模壁潤(rùn)滑裝置(6)相連，又與控制系統(tǒng)(8)相連；油管(24) —端與上油缸(16)、下油 缸(17)相連，另一端與液壓系統(tǒng)(5)相連。
3、 按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于控制系統(tǒng)(8)由計(jì)算機(jī)(26)、可編程控 制器PLC (27)組成，計(jì)算機(jī)(26)和可編程控制器PLC由以太網(wǎng)相連；計(jì)算機(jī)(26)實(shí)現(xiàn) 實(shí)時(shí)界面顯示，通過計(jì)算機(jī)輸入不同的裝粉高度、沖程高度、壓制次數(shù)來(lái)制備所需粉末冶金 零件。
全文摘要
一種用于制備高密度粉末冶金零件的設(shè)備，屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域。該設(shè)備包括沖擊單元(1)、側(cè)板(2)、底座、(3)、模架(4)、液壓系統(tǒng)(5)、模壁潤(rùn)滑裝置(6)、模壁潤(rùn)滑系統(tǒng)(7)、控制系統(tǒng)(8)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于將高速壓制設(shè)備與靜電模壁潤(rùn)滑裝置相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在高速壓制過程中進(jìn)行自動(dòng)模壁潤(rùn)滑而粉末內(nèi)不添加潤(rùn)滑劑來(lái)制備高密度粉末冶金零件(密度高于7.4g/cm³)，保證產(chǎn)品精度，減少產(chǎn)品收縮，減少環(huán)境污染，降低了粉末冶金零件的生產(chǎn)成本。同時(shí)，該設(shè)備各步驟的運(yùn)行和配合均由可編程控制器(PLC)進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B22F3/03GK101590526SQ20091008765
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者尹海清, 張曉晗, 曲選輝, 霞 楊, 果世駒, 王建忠 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)