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【关键词】：粉末冶金;双面齿轮;模架改造;光亮淬火
【摘要】：多台阶、形状复杂、表面光亮的粉末冶金双面齿轮原为国外厂家生产。作者通过采用ＦｅＣｕＣ材料,借助于改造压机模架和压模结构,以及采用光亮淬火处理研制出这种零件,其硬度可达到或超过ＨＲＣ30。
1 前言
粉末冶金方法可以成形近乎最终形状的产品。但是,对于台阶较多,形状较为复杂的零件,通常需要通过多功能的压机和模架来完成产品的成形工序。如何对现有的普通压机和模架进行技术改造,使之能够压制异形多台阶零件,从而达到既提高原有设备水平,又可以节省投资和降低产品成本的目的,这是很多厂家所企盼解决的问题。同时,用户现在对产品性能和表面质量的要求也越来越高,如何选择适当的热处理工艺,使产品达到既有高的性能,又有良好的表面质量,这也是实际生产中需要解决的问题。实践证明,通过采用适当的方法,这些问题都是可以解决的[1,2]。
粉末冶金双面齿轮,是一国外客户要求提供的产品,产品形状如图1所示。该零件两端为对称的齿轮,中间是一环形带,两端面还各有一内凹小台阶,环形带钻两Ｍ8螺孔。要求材质为ＦｅＣｕＣ,密度大于6.4ｇ/ｃｍ3,零件经热处理后表面硬度达到ＨＢ286(ＨＲＣ30)。该齿轮的特点是多台阶、形状复杂,热处理后要求表面光亮。此零件原为国外厂家生产。经试制,我们成功制造出该产品。本文介绍该齿轮的研制过程。
2 试制工艺过程
试制工艺过程:
混料—成形—烧结—钻孔、攻牙—热处理—浸油—成品
混料于Ｖ型混粉机中进行;在ＹＡ79125型液压机上压制;在推进式烧结炉中烧结,烧结温度为1100℃,时间为90ｍｉｎ,分解氨气氛保护。样品烧结后进行钻孔,攻牙,淬火和低温回火。最后在真空浸油机中浸油。
3 试制结果
3.1 成形该产品的难点在成形上。因该产品形状为上、下各3个台阶,也就是说,成形时必须采用上、下各3个模冲。现有的ＹＡ79125型液压机为单一上、下油缸,一般模架只配上、下各1个模冲,缺少成形多台阶件的功能。通过分析,我们把模具简化为上、下各两个模冲的结构,即将成形内凹小台阶与端面合为1个模冲。同时,对原有的普通模架进行改造,使其具有双下冲结构。对上冲结构也进行了改造,使其能安装两个模冲,并在外上冲附加了弹簧浮动结构,保证压制时粉料分布均匀,压缩比一致。此外,在内上冲增加了一脱模顶出机构。压制时,外上冲先进入阴模,进入深度约两倍于台阶的高度,内上冲也跟着进入阴模。随后,外上冲相对内上冲向上浮动,而外下冲和阴模则向下浮动,最后完成压制。脱模时,采用保护式脱模:两上冲顶住压坯,先拉下(脱出)阴模、外下冲和芯杆;然后,两上冲上升,内上冲在上升过程中依靠顶出机构把压坯从外上冲中顶出。压制过程示意图见图2。
4 结论
(1)采用ＦｅＣｕＣ材料,压制密度≥6.4ｇ/ｃｍ3,所制造的粉末冶金双面齿轮,经光亮淬火处理后硬度可达到或超过ＨＲＣ30。
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