CN101590526B - 一种用于制备高密度粉末冶金零件的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于制备高密度粉末冶金零件的设备，属于粉末冶金技术领域。该设备包括：冲击单元(1)、侧板(2)、底座、(3)、模架(4)、液压系统(5)、模壁润滑装置(6)、模壁润滑系统(7)、控制系统(8)。本发明的优点在于将高速压制设备与静电模壁润滑装置相结合，实现了在高速压制过程中进行自动模壁润滑而粉末内不添加润滑剂来制备高密度粉末冶金零件(密度高于7.4g/cm3)，保证产品精度，减少产品收缩，减少环境污染，降低了粉末冶金零件的生产成本。同时，该设备各步骤的运行和配合均由可编程控制器(PLC)进行控制，可实现自动化生产。

Description

一种用于制备高密度粉末冶金零件的设备
技术领域：
本发明属于粉末冶金技术领域，特别是涉及一种用于制备高密度粉末冶金零件的设备，适用于粉末冶金零件成形，也可以用于粉末冶金烧结制品的精整。
背景技术
2001年在美国金属粉末联合会上，瑞典
Figure G2009100876518D00011
AB公司的Skoglund Paul提出了高速压制技术(High Velocity Compaction，简称HVC)，它与传统压制技术在生产工艺上有许多相似性，如充填模具、压制及制品脱模，但是该技术较传统压制具有以下优点：①高的压坯密度，且密度分布均匀；②低径向弹性后效、低脱模力；③综合性能优异；④高生产率、经济地成形大零件。就制备高密度粉末冶金制品而言，该技术由于具有良好的性价比而备受关注。
瑞典Hydropulsor AB公司制造并出售其独创的液压冲击机后，解决了长期以来限制高速压制技术工业化应用的设备问题，使得该技术得到了极大的推广。与传统压制技术相比，高速压制技术制备的零件密度提高了0.3g/cm3以上，达到7.2～7.4g/cm3，而高速压制技术结合模壁润滑技术可将零件密度进一步提高，达到7.4～7.6g/cm3。高速压制技术制备的零件密度较高，粉末内润滑使得润滑剂在烧结中不易全部脱出，而且易造成环境污染，因此静电模壁润滑技术显得尤为重要。但目前尚未有高速压制技术与静电模壁润滑技术相结合的设备，原因主要有：①高速压制技术是近几年发展起来的一项新技术，国外主要集中于铁粉、不锈钢粉、铁基合金零件的制备，国内仅北京科技大学开展了此项技术的研究；②国内外目前采用的模壁润滑技术主要是将润滑剂溶于酒精或丙酮中，然后手动涂于模壁上进行的；③国内外已有静电模壁润滑装置的专利技术，但其主要应用于温压工艺制备粉末冶金制品。国内曹顺华教授发明的一种用于温压的模壁润滑模具，它是通过模具阴模径向的一空心圆盘实现的，而高速压制过程中，由于压制能量高、压制速度快，产生的压制力较传统压制大很多，因此将上述发明应用于高速压制技术会降低模具寿命，而且模具制作成本增加，从而导致所制备的粉末冶金零件成本增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于制备高密度粉末冶金零件的设备，以降低生产成本、满足工业化批量生成的需要。
一种用于制备高密度粉末冶金零件的设备，由冲击单元1、侧板2、底座3、模架4、液压系统5、模壁润滑装置6、模壁润滑系统7、控制系统8组成，其结构见图1。
液压系统5由油箱9、电动机10、液压泵11、过滤器12、伺服阀13、油管14、油路板单元15组成；电动机10将油箱9中的液压油经液压泵11、过滤器12、油管14运送至油路板单元15；伺服阀13控制油路方向，油路板单元15用于控制模架中各油缸的运动。
模壁润滑系统7由上油缸16、下油缸17、上支架18、下支架19、电器柜20、喷头21、输粉管22、导线23、油管24、位置传感器25组成；上支架18、下支架19置于高速压制设备左侧板左侧面上，上油缸16、电器柜20、位置传感器25置于上支架18上表面，喷头21置于上油缸16前端面且置于模架4上表面，输粉管22一端置于喷头21上表面，另一端与模壁润滑装置6相连；导线23一端与电器柜20相连，另一端既与模壁润滑装置6相连，又与控制系统8相连；油管24一端与上油缸16、下油缸17相连，另一端与液压系统5相连。
控制系统8由计算机26、可编程控制器(PLC)27组成，二者由以太网相连；计算机26实现实时界面显示，通过计算机输入不同的装粉高度、冲程高度、压制次数等来制备所需粉末冶金零件。
本发明的优点在于：
1、将高速压制设备与静电模壁润滑装置相结合，实现了在高速压制过程中进行自动模壁润滑而粉末内不添加润滑剂来制备高密度粉末冶金零件(密度高于7.4g/cm3)，该设备可保证产品精度，减少产品收缩，减少环境污染，降低了粉末冶金零件的生产成本。
2、该设备各步骤的运行和配合均由可编程控制器(PLC)控制，可实现自动化。
3、该设备为实现工业化批量生产提供了可能。
附图说明
图1是本发明设备的总体结构图。其中冲击单元1、侧板2、底座3、模架4、液压系统5、模壁润滑装置6、模壁润滑系统7、控制系统8。
图2是液压系统结构图。其中油箱9、电动机10、液压泵11、过滤器12、伺服阀13、油管14、油路板单元15。
图3是模壁润滑系统结构图。其中上油缸16、下油缸17、上支架18、下支架19、电器柜20、喷头21、输粉管22、导线23、油管24、位置传感器25。
图4是控制系统结构图。其中计算机26、可编程控制器(PLC)27。
具体实施方式
首先将控制系统8(见图4)开启，然后开启液压系统5(见图2)，将液压油预热10～20min，使油温达到30～40℃。同时，将装粉高度、冲程高度、压制次数等相关参数输入控制系统8(见图4)，然后运行设备。首先，上油缸16(见图3)推动喷头21(见图3)运行到模具上表面，然后凹模板开始上升到预设高度，同时喷头21(见图3)开始喷粉，润滑粉在气压作用下吸附在模腔内表面。待润滑完毕，凹模板下降到原始位置，同时喷头21(见图3)在下油缸17(见图3)的作用下上升到超过上模冲一定高度并开始对上模冲侧面进行模壁润滑，待润滑结束后，喷头21(见图3)在下油缸17(见图3)的作用下下降到凹模板上表面，同时退回到原始位置。然后，装料靴运行到模具上表面开始吸附装粉，待装粉完毕，装料靴运行到原始位置。接着，凹模板上升大约10mm的距离，同时上模板和锤头同时下降，然后锤头对粉末进行预压、压制，从而获得高密度粉末冶金零件。

Claims (2)

1.一种用于制备高密度粉末冶金零件的设备，其特征在于：由冲击单元(1)、侧板(2)、底座(3)、模架(4)、液压系统(5)、模壁润滑装置(6)、模壁润滑系统(7)、控制系统(8)组成；液压系统(5)由油箱(9)、电动机(10)、液压泵(11)、过滤器(12)、伺服阀(13)、油管(14)、油路板单元(15)组成；电动机(10)将油箱(9)中的液压油经液压泵(11)、过滤器(12)、油管(14)运送至油路板单元(15)；伺服阀(13)控制油路方向，油路板单元(15)用于控制模架中各油缸的运动；模壁润滑系统(7)由上油缸(16)、下油缸(17)、上支架(18)、下支架(19)、电器柜(20)、喷头(21)、输粉管(22)、导线(23)、油管(24)、位置传感器(25)组成；上支架(18)、下支架(19)置于高速压制设备左侧板左侧面上，上油缸(16)、电器柜(20)、位置传感器(25)置于上支架(18)上表面，喷头(21)置于上油缸(16)前端面且置于模架(4)上表面，输粉管(22)一端置于喷头(21)上表面，另一端与模壁润滑装置(6)相连；导线(23)一端与电器柜(20)相连，另一端既与模壁润滑装置(6)相连，又与控制系统(8)相连；油管(24)一端与上油缸(16)、下油缸(17)相连，另一端与液压系统(5)相连。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于：控制系统(8)由计算机(26)、可编程控制器PLC(27)组成，计算机(26)和可编程控制器PLC由以太网相连；计算机(26)实现实时界面显示，通过计算机输入不同的装粉高度、冲程高度、压制次数来制备所需粉末冶金零件。 
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