CN104227001B - 一种割草机平衡块的粉末冶金加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种割草机平衡块的粉末冶金加工工艺，具体步骤如下：首先在铁粉内加入石墨、生胚强化剂和润滑剂混合均匀后，将混合粉通过压制形成生胚，在将预先准备的铜片叠放在生胚上放入六段式推舟炉在保护气氛下经脱脂、熔渗和烧结后再经振动研磨抛光去除产品上多余的毛刺，最后清洗后制成成品。以上述工艺生产的平衡块尺寸精度高，表面质量好，产品密度高机械性能优良。并且由于成品率高，降低了成本，增加了企业的竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，具体的涉及一种割草机平衡块的粉末冶金加工工艺。
背景技术
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。粉末冶金技术可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。粉末冶金技术制造机械零件是一种少切屑、无切屑的新工艺，可以大量减少机加工量，节约金属材料，提高劳动生产率，同时还能保证产品的高精度。因此粉末冶金技术在国民经济中的应用日益广泛。割草机中的平衡块是一种典型的可以用粉末冶金技术代替传统机械加工方法生产的零件。但是普通的粉末冶金工艺方法生产的前述平衡块存在产品密度低，尺寸不稳定，表面缺陷较多，且无法修复等缺点，使得其生产效率不高，报废率较高，造成生产成本上升，企业竞争力下降。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供下面的工艺步骤：
（1）混料步骤：取待混铁粉总质量的90%-94%的铁粉、取待混铁粉总质量的0.6%-0.7%的石墨，将两者混合，得到混合粉料A；取待混铁粉总质量6%-10%的铁粉、取待混铁粉总质量0.5%-0.6%的生胚强化剂B9、取待混铁粉总质量0.2%-0.3%的润滑剂B10，将三者混合，得到混合粉料B；将混合粉料A与混合粉料B混合，得到混合粉料C。
其中，所述生胚强化剂B9为酰胺蜡、油酸酰胺、复合蜡的混合物，且三组分的质量百分比为酰胺蜡19%-21%、油酸酰胺19%-21%、复合蜡59%-62%。
其中，所述润滑剂B10为生胚强化剂B9与芥酸酰胺的混合物，且两组分的质量百分比为生胚强化剂B9 93%-96%、芥酸酰胺4%-7%。
（2）压制步骤:在粉末冶金压机中将混料C压制成零件生胚，生胚的密度控制在6.95g/cm3至7.05g/cm3。
（3）烧结熔渗：将预先冲裁好的纯度≥97%的铜片叠放在压制好的生胚上，放入烧结炉中进行四段烧结熔渗。烧结炉中温度依次为545℃-555℃、675℃-685℃、845℃-855℃、1115℃-1130℃，前三段烧结时间为25-35分钟，第四段烧结时间为27-30分钟，烧结熔渗过程中使用氮气与氢气的混合气体进行保护。
以上述工艺生产的平衡块尺寸精度高，表面质量好，产品密度高达到7.6g/cm3机械性能优良，其屈服强度达330MPa，极限强度达580MPa，抗弯强度达1123MPa，硬度达HRB89至95度。并且由于成品率高，降低了成本，增加了企业的竞争力。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例,对本发明的具体实施方式作详细说明，图1为本发明具体实施方式的工艺流程图。
实施例1。
混粉步骤：第一步从待混铁粉的总质量中取90%再加入待混铁粉总质量0.6%的石墨在双锥形混料机中以正反转各10分钟交替循环的方式混合40分钟，使两种粉料充分混合得到混合粉料A；第二步在剩余的占待混铁粉总质量10%的待混铁粉中加入待混铁粉总质量0.5%的生胚强化剂B9和待混铁粉总质量0.2%的润滑剂B10在另一双锥形混料机中混合5分钟,得到混合粉料B；所述生胚强化剂B9为酰胺蜡、油酸酰胺、复合蜡的混合物，三种组分的质量百分比为酰胺蜡19%、油酸酰胺19%、复合蜡62%的混合物；润滑剂B10为B9与芥酸酰胺的混合物，两种组分的质量百分比为93%B9、7%芥酸酰胺。第三步在第一步中得到的混合粉料A冷却10分钟后，将前两步分别得到的混合粉料A、B合在一起再在双锥形混料机中混合20分钟后完成混粉步骤,得到混合粉料C。 使得混合粉料C用霍尔流速计测得的流动性为26s/50g至29s/50g。
压制步骤：在粉末冶金压机中将前一步的混合粉料C压制成零件生胚；从生胚中抽取部分，用分析天平称量出其精确的质量，从而得到生胚的密度。要求将生胚密度控制在6.95g/cm3 至 7.05g/cm3从而即能保证最终产品的密度，同时又保证生胚内部有一定的连通的空隙保证下一步熔渗的质量。同时用专用压机将纯度大于等于97%的铜板冲裁成与平衡块截面形状相同的铜片，备用。冲好的铜片存放时要注意防潮防尘，且铜片的存放时间不得超过8小时。
烧结熔渗：将预先冲裁好的铜片叠放在压制好的生胚上，放入六段式推舟炉中，在氮氢保护气的保护下进行烧结，所述氮氢保护气中氮气与氢气的质量比是5:1，所述六段式推舟炉温度设置分别为545℃、675℃、845℃、1115℃、1120℃、1125℃。前三段完成脱脂，时间控制在25至35分钟，后三段完成熔渗及烧结，时间控制在27至30分钟。
去毛刺：通过振动研磨抛光去除产品上多余的毛刺。
清洗：清洗去除产品表面的油污。
由上述的生产工艺得到的最终产品其平均密度在7.2g/cm3。
实施例2。
混粉步骤：第一步取待混铁粉总质量94%的铁粉再加入待混铁粉总质量0.7%的石墨在双锥形混料机中以正反转各10分钟交替循环的方式混合40分钟，使两种粉料充分混合得到混合粉料A；第二步在剩余的占待混铁粉总质量6%的待混铁粉中加入待混铁粉总质量0.6%的生胚强化剂B9和待混铁粉总质量0.3%的润滑剂B10在另一双锥形混料机中混合5分钟,得到混合粉料B；所述生胚强化剂B9为酰胺蜡、油酸酰胺、复合蜡的混合物，三种组分的质量百分比为酰胺蜡20%、油酸酰胺21%、复合蜡59%；润滑剂B10为B9与芥酸酰胺的混合物，两种组分的质量百分比为96%B9、4%芥酸酰胺；第三步在第一步中得到的混合粉料A冷却10分钟后，将前两步分别得到的混合粉料A、B合在一起再在双锥形混料机中混合20分钟后完成混粉步骤,得到混合粉料C。 使得混合粉料C用霍尔流速计测得的流动性为26s/50g至29s/50g。
压制步骤：在粉末冶金压机中将上一步得到的混合粉料C压制成零件生胚；从生胚中抽取部分，用分析天平称量出其精确的质量，从而得到生胚的密度。要求将生胚密度控制在6.95g3/cm至7.05g/cm3从而即能保证最终产品的密度，同时又保证生胚内部有一定的连通的空隙保证下一步熔渗的质量。同时用专用压机将纯度大于等于97%的铜板冲裁成与平衡块截面形状相同的铜片备用。冲好的铜片存放时要注意防潮防尘，且铜片的存放时间不得超过8小时。
烧结熔渗：将预先冲裁好的铜片叠放在压制好的生胚上，放入六段式推舟炉中，在氮氢保护气的保护下进行烧结，所述氮氢保护气中氮气与氢气的质量比是5:1，所述六段式推舟炉温度设置分别为555℃、685℃、855℃、1120℃、1125℃、1130℃。前三段完成脱脂，时间控制在25至35分钟，后三段完成熔渗及烧结，时间控制在27至30分钟。
去毛刺：通过振动研磨抛光去除产品上多余的毛刺。
清洗：清洗去除产品表面的油污。
由上述的生产工艺得到的最终产品其平均密度在7.4g/cm3。
实施例3。
混粉步骤：第一步取待混的铁粉的总质量92%的待混铁粉再加入待混铁粉总质量0.68%的石墨在双锥形混料机中以正反转各10分钟交替循环的方式混合40分钟，使两种粉料充分混合得到混合粉料A；第二步在剩余的占待混铁粉总质量8%的待混铁粉中加入待混铁粉总质量0.6%的生胚强化剂B9和待混铁粉总质量0.25%的润滑剂B10在另一双锥形混料机中混合5分钟,得到混合粉料B；所述生胚强化剂B9为酰胺蜡、油酸酰胺、复合蜡的混合物，其三种组分的质量百分比为酰胺蜡20%、油酸酰胺20%、复合蜡60%；润滑剂B10为B9与芥酸酰胺的混合物，其两种组分的质量百分比为95%B9与5%芥酸酰胺；第三步在第一步中得到的混合粉料A冷却10分钟后，将前两步分别得到的混合粉料A、B合在一起再在双锥形混料机中混合20分钟后完成混粉步骤,得到混合粉料C。 使得混合粉料C用霍尔流速计测得的流动性为26s/50g至29s/50g。
压制步骤：在粉末冶金压机中将前一步的混合粉料C压制成零件生胚；从生胚中抽取部分，用分析天平称量出其精确的质量，从而得到生胚的密度。要求将生胚密度控制在6.95g/cm3至7.05g/cm3从而即能保证最终产品的密度，同时又保证生胚内部有一定的连通的空隙保证下一步熔渗的质量。同时用专用压机将纯度大于等于97%的铜板冲裁成与平衡块截面形状相同的铜片，备用。冲好的铜片存放时要注意防潮防尘，且铜片的存放时间不得超过8小时。
烧结熔渗：将预先冲裁好的铜片叠放在压制好的生胚上，放入六段式推舟炉中，在氮氢保护气的保护下进行烧结，所述氮氢保护气中氮气与氢气的质量比是5:1，所述六段式推舟炉温度设置分别为550℃、680℃、850℃、1120℃、1125℃、1125℃。前三段完成脱脂，时间控制在25至35分钟，后三段完成熔渗及烧结，时间控制在27至30分钟。
去毛刺：通过振动研磨抛光去除产品上多余的毛刺。
清洗：清洗去除产品表面的油污。
由上述的生产工艺得到的最终产品其平均密度在7.6g/cm3。
以上已对本发明进行了详细描述，但本发明并不局限于本文所描述具体实施方式。本领域技术人员理解，在不背离本发明范围的情况下，可以作出其他更改和变化。本发明的保护范围由所附权利要求限定。
Claims (6)
1.一种割草机平衡块的粉末冶金加工工艺，其特征在于,所述工艺包括如下步骤：
（1）混料步骤：取待混铁粉总质量的90%-94%的铁粉、取待混铁粉总质量的0.6%-0.7%的石墨，将两者混合，得到混料A；取待混铁粉总质量的6%-10%的铁粉、取待混铁粉总质量的0.5%-0.6%的生胚强化剂B9、取待混铁粉总质量的0.2%-0.3%的润滑剂B10，将三者混合，得到混料B；将混料A与混料B混合，得到混料C；
其中，所述生胚强化剂B9为酰胺蜡、油酸酰胺、复合蜡的混合物，且三组分的质量百分比为酰胺蜡19%-21%、油酸酰胺19%-21%、复合蜡59%-62%；
其中，所述润滑剂B10为生胚强化剂B9与芥酸酰胺的混合物，且两组分的质量百分比为生胚强化剂B9 93%-96%、芥酸酰胺4%-7%；
（2）压制步骤：在粉末冶金压机中将混料C压制成零件生胚；
（3）烧结熔渗：将预先冲裁好的铜片叠放在压制好的生胚上，进行烧结熔渗。
2.根据权利要求1所述的一种割草机平衡块的粉末冶金加工工艺，其特征在于，所述步骤（3）中烧结熔渗阶段采用四段式烧结，所述四段式烧结的温度依次为545℃-555℃、675℃-685℃、845℃-855℃、1115℃-1130℃，前三段总的烧结时间为25-35分钟，第四段烧结时间为27-30分钟，烧结熔渗过程中使用氮气与氢气的混合气体进行保护。
3.根据权利要求2所述的一种割草机平衡块的粉末冶金加工工艺，其特征在于，氮氢保护气中氮气与氢气的质量比为5:1。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种割草机平衡块的粉末冶金加工工艺，其特征在于，所述步骤（2）中生胚的密度为6.95g/cm3至7.05g/cm3。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的一种割草机平衡块的粉末冶金加工工艺，其特征在于，所述铜片的纯度≥97%。
6.根据权利要求4所述的一种割草机平衡块的粉末冶金加工工艺，其特征在于，所述铜片的纯度≥97%。
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