一種粉末冶金缸體的制造方法技術(shù)

一種粉末冶金缸體的制造方法，步驟：將鐵、鉻、鉬、錳、鎳、碳及銅按質(zhì)量百分比混合成混合粉；將上述混合粉在壓機(jī)上壓制成密度為6.2～7.2g/cm3的支座生坯；在溫度1000℃～1350℃中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的時(shí)間為5～180分鐘，在非氧化性氣氛中進(jìn)行退火；通過擠壓成型機(jī)或精整壓機(jī)改裝的壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，擠壓變形量在直徑方向上大于等于2％；根據(jù)尺寸要求選擇性加工，蒸汽處理。本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：制作工藝簡(jiǎn)單，精度高、表面光潔度好，有效消除了鍛造過程中由于在高溫下進(jìn)行而使模具易產(chǎn)生龜裂的難題，從而降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)粉末冶金工藝相比，產(chǎn)品的密度更高，基本實(shí)現(xiàn)表面致密化。

Method for manufacturing powder metallurgy cylinder body

Step method, manufacturing a powder metallurgy cylinder: iron, chromium, molybdenum, manganese, nickel, copper and carbon percentage by mass to be mixed powder; the mixed powder in the press pressed density is 6.2 to support green 7.2g/cm3; sintering at a temperature of 1000 DEG to 1350 DEG C, sintering time is 5 ~ 180 minutes, annealed in a non oxidizing atmosphere; through extrusion molding machine or finishing press modified press for extrusion, extrusion deformation is greater than or equal to 2% in diameter direction; according to the requirements of size selective processing, steam treatment. The invention has the advantages of simple manufacturing process, high precision, good surface smoothness, effectively eliminate the forging process because under high temperature and the mold is easy to crack the problem, thereby reducing the production cost, improve production efficiency. Compared with the traditional powder metallurgy process, the density of the product is higher, and the surface densification is achieved.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)粉末冶金缸體的制造方法，尤其指壓縮機(jī)缸體的制造方法。
技術(shù)介紹
目前在壓縮機(jī)行業(yè)，大功率的壓縮機(jī)采用鑄造毛坯進(jìn)行機(jī)加工。機(jī)加工的方法速度較慢，材料利用率低，產(chǎn)品一致性差。缸體與支座配合，一般壓縮機(jī)裝配，通過將缸體或支座焊接在壓縮機(jī)殼體上。加工完的產(chǎn)品在裝配時(shí)采用焊接方式裝配。對(duì)于鑄鐵的焊接，由于是常規(guī)材料，一般壓縮機(jī)廠均沒有大的工藝問題，焊接質(zhì)量及焊接強(qiáng)度均能夠較好的保證。但是對(duì)于粉末冶金零件，由于存在孔隙，孔隙的數(shù)量、形態(tài)和分布影響材料的物理性能如熱傳導(dǎo)率、熱膨脹率和淬硬性等，這些物理性能直接影響材料可焊性，使焊接較同成份的冶鑄材料相比難度加大。在普通焊接冷卻過程中焊縫收縮產(chǎn)生較大的張應(yīng)力。在張應(yīng)力的作用下由于粉末冶金材料的延伸率較低，往往產(chǎn)生裂紋，焊接強(qiáng)度降低，甚至無法完成焊接過程。焊接性的問題影響了粉末冶金缸體在壓縮機(jī)中的應(yīng)用，尤其是需要焊接裝配的大功率壓縮機(jī)。對(duì)于支座零件，ZL200810163887.0，ZL200810163886.6的專利，將支座分為兩個(gè)部分，外層為焊接性良好的材料，一般為低碳的材料或高密度的粉末冶金生坯，內(nèi)層為高碳的生坯，內(nèi)外層采用燒結(jié)釬焊或燒結(jié)后激光焊接的方式連接在一起。采用粉末冶金燒結(jié)釬焊方法而將過渡塊與支座基體實(shí)現(xiàn)焊接在一起，達(dá)到了支座基體位置高且定位精度準(zhǔn)確及連接強(qiáng)度好的要求；整個(gè)焊接過程簡(jiǎn)單并易于操作。但是存在著整體性較差，模具數(shù)量較多，零件較多，存在批量生產(chǎn)難以協(xié)調(diào)的問題。而缸體形狀簡(jiǎn)單，要求整體性好，難以通過分割方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。而對(duì)于缸體，囿于焊接問題，粉末冶金工藝只能生產(chǎn)功率較小且焊接缸體裝配的壓縮機(jī)，市場(chǎng)受到很大的限制。對(duì)于鐵基粉末冶金材料，提高產(chǎn)品密度是改善焊接性一個(gè)重要的方向。一般而言，密度大于7.3g/cm3的粉末冶金材料的焊接性與普通鋼材相當(dāng)。但是密度的提高，受制于產(chǎn)品的功能、化學(xué)成分、鐵粉性能、成形工藝、燒結(jié)工藝和后加工工藝(粉末熱鍛等)，因此，與鑄鐵制造的零件相比，產(chǎn)品的成本增加，粉末冶金工藝根本，沒有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種制作方便、工藝簡(jiǎn)單且生產(chǎn)成本低的粉末冶金缸體的制造方法。本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種粉末冶金缸體的制造方法，其特征在于依次包括如下步驟：1)設(shè)計(jì)材料組成:支座采用的材料為燒結(jié)鋼，成分為碳：0～1.2％，銅：0～5％，鎳：0～2％，鉬：0～2％，鉻：0～3％，錳：0～3％，不超過2％的不可避免的雜質(zhì)，鐵：余量，上述的百分比為質(zhì)量百分比；其中，鉻、鉬、銅、鎳、錳以鐵合金或母合金或元素粉的形式加入，碳以石墨形式加入，然后加入質(zhì)量百分比含量為0.1～1％的潤(rùn)滑劑；2)將上述混合粉在壓機(jī)上壓制成密度為6.2～7.2g/cm3的缸體生坯，壓制壓力大于400MPa；3)將支座生坯在溫度1000℃～1350℃中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的時(shí)間為5～180分鐘；4)在非氧化性氣氛中進(jìn)行退火，退火溫度為750～1080℃，退火保溫時(shí)間5～200分鐘退火，對(duì)于燒結(jié)后硬度低于HRB100的支座，退火工序可以作為選項(xiàng)；5)擠壓：通過擠壓成型機(jī)或精整壓機(jī)改裝的壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，其最大擠壓變形量在直徑方向上大于等于2％，擠壓模陰模和芯棒至少分為導(dǎo)向段和定徑段兩個(gè)部分；6)根據(jù)零件尺寸要求，加工端面和內(nèi)徑，并對(duì)加工后根據(jù)零件要求進(jìn)行蒸汽處理；蒸汽處理的溫度為550～570℃，保溫70～90分鐘，蒸汽處理步驟在支座氣密性滿足要求的條件下可以作為選項(xiàng)。作為改進(jìn)，所述步驟1)中的潤(rùn)滑劑及石墨采用粘接處理方式加入。作為改進(jìn)，所述步驟2)的壓制是采用溫壓成形或模具加熱成形。作為改進(jìn)，所述步驟3)的燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行或者是氮?dú)鉃榛A(chǔ)、氫氣的比例為1～90vol％的燒結(jié)爐中進(jìn)行。作為改進(jìn)，所述步驟4)退火后，從退火溫度到300℃之間的冷卻速度小于2℃/S。再改進(jìn)，所述步驟3)、步驟4)的燒結(jié)和退火兩道工序可以合二為一，在燒結(jié)結(jié)束后將溫度控制在退火溫度進(jìn)行保溫，按照退火的時(shí)間和冷卻要求降到室溫即可。再改進(jìn)，所述步驟5)的擠壓在精整壓機(jī)上進(jìn)行，擠壓為均勻擠壓或非均勻擠壓，再改進(jìn)，所述步驟6)的蒸汽處理的溫度為560℃，保溫80分鐘。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：制作工藝簡(jiǎn)單，具有精度高、內(nèi)外表面光潔度好的特點(diǎn)，有效地消除了燒結(jié)焊接或燒結(jié)后激光焊接零件過多的難題，減少焊料，從而降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)粉末冶金工藝相比，產(chǎn)品的密度更高，局部區(qū)域密度可以超過7.60g/cm3，接近鍛造鋼的水平，表面相對(duì)密度可以達(dá)到99％以上，基本實(shí)現(xiàn)表面致密化，這樣可以保證零件焊接時(shí)不需調(diào)整焊接工藝，按照普通鋼材進(jìn)行焊接組裝,與傳統(tǒng)的鑄造零件相比，強(qiáng)度更高，零件精度更高，減少了大量的機(jī)加工工序。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的雙耳型缸體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)的單耳型缸體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為擠壓陰模示意圖；圖4為擠壓后缸體外圓周的孔隙照片；圖5為密度與力學(xué)性能的關(guān)系曲線。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例一:1、準(zhǔn)備好原料，即鐵鉻鉬和碳的混合粉，其配比為：鐵合金(鉻為3.0％，鉬為0.5％，不可避免的其他物質(zhì)，小于1％，鐵為余量)為99.0％；碳為0.40％，然后加入含量為0.60％的潤(rùn)滑劑；其中，鉻、鉬以鐵合金或母合金或元素粉的形式加入，碳以石墨形式加入，然后加入潤(rùn)滑劑；潤(rùn)滑劑及石墨采用粘接處理方式加入；2、將上述混合粉在600MPa的壓力下壓制為密度6.65g/cm3的缸體生坯；壓制是采用溫壓成形或模具加熱成形；3、燒結(jié)，將該缸體零件在溫度1200℃中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的時(shí)間為20分鐘，燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行；4、退火：退火溫度為850℃；氣氛為氮?dú)猓嘶鸨貢r(shí)間為60分鐘，退火后從退火溫度到300℃之間的冷卻速度為0.1℃/S；5、擠壓(精整)：通過擠壓成型機(jī)或精整壓機(jī)改裝的壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，擠壓變形量在直徑方向上大于2％，即擠壓變形量(Φ燒結(jié)件-Φ擠壓件)/Φ燒結(jié)件×100％≥2％，；擠壓模陰模3和芯棒至少分為導(dǎo)向段31和定徑段32兩個(gè)部分；6、蒸汽處理：根據(jù)零件尺寸要求，加工端面和內(nèi)徑，并對(duì)加工后根據(jù)零件要求進(jìn)行蒸汽處理，蒸汽處理溫度為560℃，保溫80分鐘。將缸體1外圓周切割拋光，其孔隙照片見圖4，從圖4可以看出，缸體1外圓周基本實(shí)現(xiàn)致密化。7、測(cè)量外表面的粗糙度本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種粉末冶金缸體的制造方法，其特征在于依次包括如下步驟：?1)設(shè)計(jì)材料組成:支座采用的材料為燒結(jié)鋼，成分為碳：0～1.2％，銅：0～5％，鎳：0～2％，鉬：0～2％，鉻：0～3％，錳：0～3％，不超過2％的不可避免的雜質(zhì)，鐵：余量，上述的百分比為質(zhì)量百分比；?其中，鉻、鉬、銅、鎳、錳以鐵合金或母合金或元素粉的形式加入，碳以石墨形式加入，然后加入質(zhì)量百分比含量為0.1～1％的潤(rùn)滑劑；?2)將上述混合粉在壓機(jī)上壓制成密度為6.2～7.2g/cm3的缸體生坯，壓制壓力大于400MPa；?3)將支座生坯在溫度1000℃～1350℃中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的時(shí)間為5～180分鐘；?4)在非氧化性氣氛中進(jìn)行退火，退火溫度為750～1080℃，退火保溫時(shí)間5～200分鐘退火，對(duì)于燒結(jié)后硬度低于HRB100的支座，退火工序可以作為選項(xiàng)；?5)擠壓：通過擠壓成型機(jī)或精整壓機(jī)改裝的壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，其最大擠壓變形量在直徑方向上大于等于2％，擠壓模陰模和芯棒至少分為導(dǎo)向段和定徑段兩個(gè)部分；?6)根據(jù)零件尺寸要求，加工端面和內(nèi)徑，并對(duì)加工后根據(jù)零件要求進(jìn)行蒸汽處理；蒸汽處理的溫度為550～570℃，保溫70～90分鐘。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種粉末冶金缸體的制造方法，其特征在于依次包括如下步驟：
1)設(shè)計(jì)材料組成:支座采用的材料為燒結(jié)鋼，成分為碳：0～1.2％，銅：0～5％，鎳：0～2％，鉬：0～2％，鉻：0～3％，錳：0～3％，不超過2％的不可避免的雜質(zhì)，鐵：余量，上述的百分比為質(zhì)量百分比；
其中，鉻、鉬、銅、鎳、錳以鐵合金或母合金或元素粉的形式加入，碳以石墨形式加入，然后加入質(zhì)量百分比含量為0.1～1％的潤(rùn)滑劑；
2)將上述混合粉在壓機(jī)上壓制成密度為6.2～7.2g/cm3的缸體生坯，壓制壓力大于400MPa；
3)將支座生坯在溫度1000℃～1350℃中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的時(shí)間為5～180分鐘；
4)在非氧化性氣氛中進(jìn)行退火，退火溫度為750～1080℃，退火保溫時(shí)間5～200分鐘退火，對(duì)于燒結(jié)后硬度低于HRB100的支座，退火工序可以作為選項(xiàng)；
5)擠壓：通過擠壓成型機(jī)或精整壓機(jī)改裝的壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，其最大擠壓變形量在直徑方向上大于等于2％，擠壓模陰模和芯棒至少分為導(dǎo)向段和定徑段兩個(gè)部分；
6)根據(jù)零件尺寸要求，加工端面和內(nèi)徑，并對(duì)加工后根據(jù)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：包崇璽，詹學(xué)救，周國(guó)燕，毛增光，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：東睦新材料集團(tuán)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33