缸壓頭、右成形油缸、右成形油缸支架組成右向強(qiáng)力壓制致密作業(yè)單元，所有液壓元器件均通過液壓油管相互連通。當(dāng)粉末輸送裝置完成向粉末填裝腔裝填所需全部鑰基稀土合金粉末、填料活塞到達(dá)限定位置完全封閉堵嚴(yán)粉末貯存加熱筒出料口、粉末填裝腔內(nèi)的鑰基稀土合金粉末全部加熱到115?120°C溫度以后，開始實(shí)施液壓強(qiáng)力壓制致密近凈成形作業(yè):同時(shí)啟動(dòng)左右兩向強(qiáng)力壓制致密作業(yè)單元，使左右成形油缸都能以3mm/min的穩(wěn)定均勻作業(yè)速度和600Mpa的強(qiáng)大柔性壓制致密作業(yè)壓力，從左右兩個(gè)方向以等量均衡的速度和壓力，均勻穩(wěn)定地推動(dòng)左右模具胎體對(duì)裝填在粉末填裝腔內(nèi)的鑰基稀土合金粉末實(shí)施液壓柔性溫壓近凈成形作業(yè)壓力。在此作業(yè)過程中，出料口封閉堵塞在強(qiáng)大對(duì)接閉合移動(dòng)壓力，逐漸被向下擠出左右模具胎體留有的頂頭成形坯體出料口，使左右內(nèi)胎體實(shí)現(xiàn)完全對(duì)接閉合，形成頂頭近凈成形坯體的最終定形模腔；在此作業(yè)過程中，加熱到115?120°C的粉末顆粒內(nèi)產(chǎn)生出一種激活能，使粉末顆粒之間的機(jī)械嚙合力、表面原子吸引力、粉末顆粒流動(dòng)性都得到了極大提高；承受600 Mpa強(qiáng)大壓力的粉末顆粒，在左右模具胎體逐漸移動(dòng)對(duì)接閉合過程中都產(chǎn)生了大幅度位移、重排和形變，陸續(xù)發(fā)生從彈性變形向塑性形變演進(jìn)并最終完成脆性斷裂；在多種因素綜合作用下，粉末顆粒之間的聯(lián)結(jié)力逐步增強(qiáng)，體積逐漸縮緊，最終在左右內(nèi)胎體完成對(duì)接閉合后形成的坯體膜型腔體內(nèi)，鑰基稀土合金粉末被強(qiáng)力壓制致密為頂頭近凈成形坯體。左右內(nèi)胎體實(shí)現(xiàn)完全對(duì)接閉合后，雖然左右成形油缸不能繼續(xù)推進(jìn)，但依然保持有600Mpa作業(yè)壓力繼續(xù)施加頂頭近凈成形坯體上；為使頂頭近凈成形坯體內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)能得到更好穩(wěn)定，實(shí)施長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)壓分階段逐漸解壓降壓作業(yè):左右成形油缸保持600Mpa作業(yè)壓力下穩(wěn)壓1min后，開始分階段逐漸解壓；第一階段以25Mpa/min的卸壓速率,減壓到400Mpa后，穩(wěn)壓5min ;第二階段以40Mpa/min的卸壓速率,減壓到240Mpa后，穩(wěn)壓3min ;第三階段以60Mpa/min的卸壓速率，再減壓到120Mpa后，穩(wěn)壓3min ;第四階段以60Mpa/min的卸壓速率直接解除全部壓力。
[0032]操縱控制裝置，設(shè)計(jì)成操縱控制柜形式，安裝固定在機(jī)床床身左端；在操縱控制柜內(nèi)安裝布置有加熱溫度調(diào)控器、換向閥等調(diào)整控制器件，在操作面板上安裝布置有監(jiān)測(cè)儀表、操縱桿、控制開關(guān)按鈕等操縱監(jiān)測(cè)器件。
[0033]所述的連續(xù)逐次燒結(jié)定型工藝技術(shù)單元，是根據(jù)生產(chǎn)制造粉冶溫壓近凈成形鑰基稀土合金頂頭技術(shù)要求條件，對(duì)頂頭近凈成形坯體依次進(jìn)行低溫烘烤、中溫預(yù)燒結(jié)、中頻高溫?zé)Y(jié)定型作業(yè)，制成粉冶溫壓近凈成形鑰基稀土合金頂頭，選擇使用有氫氣氣氛的低溫烘烤爐、中溫?zé)Y(jié)爐、中頻高溫?zé)Y(jié)爐等通用技術(shù)裝備完成。
[0034]低溫烘烤，在配置的氫氣氣氛低溫烘烤爐中完成；使用較低溫度進(jìn)行低溫烘烤作業(yè)，能使成形坯體內(nèi)粉末顆粒間聯(lián)結(jié)強(qiáng)度增大，聯(lián)結(jié)面上的原子引力增加，使粉末顆粒間發(fā)生吸引、粘結(jié)、固化反應(yīng)；在低溫烘烤作業(yè)中，粉末顆粒原子雖未發(fā)生明顯位移，但部分原子發(fā)生了排列改變或位置調(diào)整；雖然成形坯體體積無明顯收縮，密度基本未變，但成形坯體內(nèi)彈性內(nèi)應(yīng)力得到部分消除，產(chǎn)生吸附的部分氣體和水份得到揮發(fā)排除，為后續(xù)進(jìn)行的中溫預(yù)燒結(jié)、高溫?zé)Y(jié)定型奠定良好基礎(chǔ)。低溫烘烤技術(shù)作業(yè)參數(shù)是:烘烤起始溫度為室溫，升溫速率:25°C /min ;烘烤最高溫度:700°C ;達(dá)溫后烘烤時(shí)間:60min ;氫氣流量:0.8m3/h ;冷卻方式:斷電靠爐內(nèi)自然降溫冷卻至180°C時(shí)出爐轉(zhuǎn)序。
[0035]中溫預(yù)燒結(jié)，在配置的氫氣氣氛中溫?zé)Y(jié)爐中完成；使用足夠溫度進(jìn)行中溫預(yù)燒結(jié)作業(yè)，能使成形坯體內(nèi)產(chǎn)生較大激活能，使粉末顆粒的原子振動(dòng)振幅加大，有足夠多的原子進(jìn)入原子作用范圍，促使原子通過蒸發(fā)、擴(kuò)散、流動(dòng)、凝聚等遷移形式在顆粒間形成晶粒界面，并使晶粒界面向顆粒內(nèi)部移動(dòng)，導(dǎo)致晶粒長(zhǎng)大或借助晶界移動(dòng)使晶粒合并。在中溫預(yù)燒結(jié)作業(yè)中，粉末顆粒間的距離縮短，孔隙度縮小，密度增大，坯體體積收縮，成形坯體吸附的氣體和水份被全部排除揮發(fā)，內(nèi)應(yīng)力得到徹底消解。中溫預(yù)燒結(jié)工藝作業(yè)參數(shù)是:中溫預(yù)燒結(jié)起始溫度:180°C ;升溫速率:40°C /min ;預(yù)燒結(jié)最高溫度:1150°C ;達(dá)溫后燒結(jié)時(shí)間:120min ;氫氣流量:1.2m3/h ;冷卻方式:斷電靠爐內(nèi)自然降溫冷卻到270°C后出爐轉(zhuǎn)序。
[0036]中頻高溫?zé)Y(jié)定型，在配置的氫氣氣氛中頻高溫?zé)Y(jié)爐中完成；使用較高溫度進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間中頻高溫?zé)Y(jié)定型作業(yè)，能使成形坯體內(nèi)的原子擴(kuò)散和遷移流動(dòng)得到充分進(jìn)行，孔隙數(shù)量和尺寸得到充分減少，密度得到最大量增加，機(jī)械物理性能得到充分穩(wěn)定提高。中頻高溫?zé)Y(jié)定型工藝作業(yè)參數(shù)是:中頻高溫?zé)Y(jié)起始溫度:270°C;升溫速率分成三個(gè)階段:30°C /minX 1min ；40°C /minX 15min ；25°C /minX27min ;高溫?zé)Y(jié)定型最高溫度:1845°C ;達(dá)溫后燒結(jié)時(shí)間:180min ;氫氣流量:1.5m3/h ;冷卻方式:斷電靠爐內(nèi)自然降溫冷卻至常溫出爐。
[0037]所述的商品整理標(biāo)志包裝工藝技術(shù)單元，是根據(jù)生產(chǎn)制造粉冶溫壓近凈成形鑰基稀土合金頂頭技術(shù)要求條件，對(duì)燒結(jié)定型的粉冶溫壓近凈成形鑰基稀土合金頂頭制品進(jìn)行商品化整理標(biāo)志包裝處理。主要技術(shù)作業(yè)內(nèi)容包括。
[0038]噴丸清理，通過配置的噴丸清理機(jī)清除燒結(jié)定型頂頭表面存在的粘料、毛刺、燒皮、模痕等粘帶物，提高表面光潔度和硬度。
[0039]標(biāo)志包裝，根據(jù)產(chǎn)品出廠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)行商品的標(biāo)志、防腐、防碰撞包裝等商品化處理，便于產(chǎn)品安全存儲(chǔ)運(yùn)輸和使用識(shí)別。
[0040]本發(fā)明專利具有的優(yōu)點(diǎn)及達(dá)到的效果。
[0041]1、本發(fā)明專利研究設(shè)計(jì)出選擇使用2種大小不同粒度的純鑰粉做基體原料、選擇使用4種單質(zhì)稀土粉末做大比例摻混原料的多元組料科學(xué)配比創(chuàng)新技術(shù)，利用大小不同粒度顆粒，提高了粉末顆粒在壓制成形時(shí)的流動(dòng)性，增加了材料材質(zhì)密度和強(qiáng)度；利用稀土元素對(duì)金屬鑰特有的彌散強(qiáng)化作用和包埋效應(yīng)，提高了金屬鑰的再結(jié)晶溫度，從根本上改善了鑰基稀土合金材料的材質(zhì)和機(jī)械物理性能，為提高鑰基稀土合金頂頭的使用壽命、作業(yè)質(zhì)量提供了一種優(yōu)良原料。
[0042]2、本發(fā)明專利選擇使用了一種能將功率超聲分散均質(zhì)技術(shù)與機(jī)械霧化噴射攪拌混合技術(shù)相結(jié)合的超聲均質(zhì)固相混合專用技術(shù)裝備，有效地提高了生產(chǎn)制造鑰基稀土合金頂頭所需要的鑰基稀土合金粉末的分散均質(zhì)程度，破壞消解了粉末微粒固相團(tuán)聚能量，保證了粉末混配質(zhì)量，簡(jiǎn)化了制備工藝過程，減少了設(shè)備配置數(shù)量，降低了生產(chǎn)成本費(fèi)用。
[0043]3、本發(fā)明專利應(yīng)用粉末冶金溫壓成形技術(shù)理論，獨(dú)創(chuàng)設(shè)計(jì)出具有精密模具近凈成形、有效調(diào)控模具和粉末加熱溫度、液壓雙向柔性溫壓強(qiáng)力壓制致密、匹配銜接連續(xù)運(yùn)行參數(shù)等多種作業(yè)功能的粉末冶金用液壓柔性溫壓近凈成機(jī)床專用技術(shù)裝備，能獨(dú)立完成將鑰基稀土合金粉末壓制致密成頂頭近凈成形坯體的工藝技術(shù)作業(yè)全過程，在不添加任何粘接劑、潤(rùn)滑劑的前提下，較好地解決了精密近凈成形模具設(shè)計(jì)、粉末加熱間歇輸送、強(qiáng)力壓制致密動(dòng)力運(yùn)行實(shí)施、連續(xù)運(yùn)行匹配銜接等技術(shù)難題，有效地保證了頂頭近凈成形坯體制造質(zhì)量。
[0044]4、本發(fā)明專利針對(duì)我國(guó)鑰基合金頂頭普遍存在使用壽命短、損壞率高等技術(shù)難題，研究設(shè)計(jì)出包括多元組料科學(xué)配比、超聲均質(zhì)固相混合、柔性溫壓近凈成形、連續(xù)逐次燒結(jié)定型、商品整理標(biāo)志包裝在內(nèi)的粉冶溫壓近凈成形鑰基稀土合金頂頭及制備技術(shù)，內(nèi)容系統(tǒng)全面，技術(shù)先進(jìn)可靠，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)，具有較高的新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性、取得了實(shí)質(zhì)性技術(shù)進(jìn)步和突出效益。
【附圖說明】
[0045]附圖1:粉冶溫壓近凈成形鑰基稀土合金頂頭制備技術(shù)路線示意圖。
[0046]附圖2:多元金屬粉末超聲均質(zhì)混配器結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0047]附圖3:粉末冶金用液壓柔性溫壓近凈成形機(jī)床結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0048]附圖中的標(biāo)注名稱:1-多元組料科學(xué)配比工藝技術(shù)單元；I1-超聲均質(zhì)固相混合工藝技術(shù)單元；111 -柔性溫壓近凈成形工藝技術(shù)單元；ιν -連續(xù)逐次燒結(jié)定型工藝技術(shù)單元；V -商品整理標(biāo)志包裝工藝技術(shù)單元。1-操縱控制裝置；2_導(dǎo)線束；3_總接線盒；4-攪拌分散器；5_板式超聲波換能器；6_真空抽氣泵；7_金屬粉末霧化加料器；8_安全排氣閥；9_穹頂形混合罐罐蓋；10_連接法蘭盤；11_錐體形混合罐罐體；12_氫氣注氣泵；13-出料口 ； 14-安裝支架；15-機(jī)床床身；16-出料口封閉堵塞；17-右(左)下密封連接蓋板；18-右(左)成形油缸；19-右(左)外胎體；20_模具頂蓋；21_粉末貯存加熱筒；22_填料油缸；23_粉末填料管；24_填料活塞；25_頂頭連接口成形芯棒；26_粉末填裝腔；27_左(右)移動(dòng)壓板；28_左(右)內(nèi)胎體；29_模具底座；30_操縱控制裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0049]結(jié)構(gòu)布置【具體實(shí)施方式】。
[0050]如附圖1所示，本發(fā)明專利研究設(shè)計(jì)的粉冶溫壓近凈成形鑰基稀土合金頂頭及制備技術(shù)，包括多元組料科學(xué)配比(I )、超聲均質(zhì)固相混合(II )、柔性溫壓近凈成形(III)、連續(xù)逐次燒結(jié)定型(IV)、商品整理標(biāo)志包裝(V )5個(gè)相對(duì)獨(dú)立工藝技術(shù)單元，及與其配套應(yīng)用的專用技術(shù)裝備、操作運(yùn)行工藝程序和技術(shù)參數(shù)。
[0051]如附圖1所示，所述的多元組料科學(xué)配比工藝技術(shù)單元(I )，由費(fèi)氐平均粒度6?1um鑰粉、粒度0.5?Ium鑰粉組成基體原料，由費(fèi)氐平均粒度3?5um鑭粉、鈰粉、釹粉、釤粉4種鑭系稀土組成摻混原料；各組料組元的配比份額以批次生產(chǎn)制造粉冶溫壓近凈成形鑰基稀土合金頂頭總重量為基數(shù)，各組料組元配比份額按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì):基體原料【94】份，其中粒度6?1um鑰粉(Mo) [81.25?83.75】份，粒度0.5?Ium鑰粉(Mo)[12.75?10.25】份；摻混原料【6】份，其中鑭粉(La)【2.2?2.4】份，鈰粉(Ce)【L 6?1.4】份，釹粉(Nd)【1.4?1.2】份，釤粉(Sm)【0.8?1.0】份；各組料組元的純度、雜質(zhì)總含量技術(shù)性能指標(biāo)，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)品要求。
[0052]如附圖1、附圖2所示，所述的超聲均質(zhì)固相混合工藝技術(shù)單元(II )，由選擇使用的專利產(chǎn)品《多元金屬粉末超聲均質(zhì)混配器》(專利號(hào):ZL201120490224.7)獨(dú)立完成。專利授權(quán)產(chǎn)品多元金屬粉末超聲均質(zhì)混配器，由混配罐、板式超聲波換能器(5)、真空抽氣泵
(6)、氫氣注氣泵(12)、金屬粉末霧化加料器(7)、攪拌分散器(4)、操縱控制裝置(I)等作業(yè)功能部件組成。
[0053]混合罐，整體設(shè)計(jì)成全封閉錐體形罐狀結(jié)構(gòu)，由安裝支架(14)、錐體形混合罐罐體(11 )、穹頂形混合罐罐蓋(9 )組成，通過連接法蘭盤(10 )實(shí)現(xiàn)快速開啟或封閉固定；在混合罐罐蓋(9)上，安裝固定有金屬粉末霧化加料器(7)、攪拌分散器(4)、安全排氣閥(8)等作業(yè)部件；在混合罐罐體(11)上，安裝固定有板式超聲波換能器(5)、真空抽氣泵(6)、總接線盒(3)、氫氣注氣泵(12)、出料口(13)。
[0054]板式超聲波換能器(5)，設(shè)計(jì)有3組，沿混合罐罐體(11)的外壁以