CN106270525B - 一种粉末冶金烧结件精整的润滑方法 - Google Patents
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Abstract
一种粉末冶金烧结件精整的润滑方法，步骤：选择易加热分解、润滑性能好的润滑剂粉末；将润滑剂粉末通过流化床呈沸腾状态，将温度高于润滑剂粉末软化温度的工件浸入润滑剂粉末中，在工件表面形成一层均匀连续的润滑剂膜，接着进行精整，采用清洗或加热分解的方法去除多余润滑剂。本发明较好地解决了传统润滑工件采用的冲压油不易分解，残留于工件内会对后续工序产生负面影响的问题，不仅可以良好地润滑工件和模具，降低摩擦，提高工件表面质量，延长模具使用寿命，而且残留润滑剂易清除，热分解后工件表面不会残留黑斑，产品表面质量好，且不影响后续的工序。
Description
技术领域
本发明属于粉末冶金技术领域，涉及一种粉末冶金烧结件精整的润滑方法。
背景技术
粉末冶金工艺为近净成形工艺，产品多为形状复杂、不易机械加工且尺寸公差要求高的零部件，一般工序为混料-成形-烧结-后处理。为了使烧结件获得需要的尺寸公差、表面粗糙度、特定的表面形状、改善局部密度或提高整体密度，通常在烧结后需要对烧结件进行精整(整形)。在精整(整形)过程中，需要对零件及模具的接触表面进行润滑，保证产品的表面粗糙度及延长模具的使用寿命。目前，烧结件精整(整形)时所采用的润滑方式大多为在工件表面浸/涂冲压油，冲压油具有良好的极压性和抗磨性，良好的润滑性，能够提高工件表面和模具的光洁度，但是残留在产品表面及孔隙内的冲压油难以清除，即使加热至600℃以上亦难以彻底分解，同时还会在产品的表面形成黑斑，对产品的后续工序，例如水蒸气处理、表面涂覆、浸树脂、焊接等造成负面影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种粉末冶金烧结件精整的润滑方法，既可以良好地润滑模具，又能方便地清除残留润滑剂。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种粉末冶金烧结件精整的润滑方法，其特征在于包括以下步骤：
1)根据工件变形量的大小，选择易加热分解、润滑性能好的润滑剂粉末；
2)将润滑剂粉末通过送粉系统进入流化床上部，在流化床下部充入压缩空气，在压缩空气的作用下，粉末润滑剂悬浮于空气气流中呈沸腾液体状的流态化固体颗粒层；
3)将热的工件置于旋转系统上送入流化床中，浸入步骤2)的润滑剂粉末中，在工件表面形成一层均匀、连续的润滑剂膜，通过控制工件的温度、工件旋转的速度、工件浸涂润滑剂的时间来调整润滑剂粉末的浸涂量，工件的温度高于润滑剂粉末软化温度；由于工件的温度高于润滑剂粉末的软化点，润滑剂粉末接触工件时部分熔化从而粘附于工件表面，工件在旋转系统的带动下慢速旋转，使工件表面形成一层均匀连续的润滑剂膜；浸涂时，对于结构简单、对称的零件，例如圆环类零件，可采用较快的工件旋转系统转速和较短的浸涂时间；对于结构复杂、但对称的零件，例如齿轮类零件，可采用较快的工件旋转系统转速，较长的浸涂时间；对于结构简单但不对称的零件，例如凸轮，则工件旋转系统需要较慢的转速，但浸涂时间可较短；对于结构复杂且不对称的零件，例如VVT转子，则需采用较慢的较快的工件旋转系统转速和较长的浸涂时间；对于变形量较大的零件，可提高工件温度，延长浸涂时间，来保证工件表面粘附有足够量的润滑剂；
4)将浸涂润滑剂后的工件取出，进行精整；
5)采用清洗或加热分解的方法去除工件表面残留的多余润滑剂。
作为改进，所述润滑剂粉末为硬脂酸、硬脂酸盐、石蜡粉、聚酰胺微蜡粉、乙烯基双硬质酸酰胺、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或聚四氟乙烯蜡中的一种或几种混合物。
作为改进，所述润滑剂粉末的软化温度≤200℃，热分解起始温度≤400℃，粒度范围为10～150μm。
作为改进，所述工件为铁基、铜基或铝基材质的粉末冶金烧结件。
再改进，所述步骤3)的工件的温度在40℃～200℃之间，工件可利用烧结余温直接进行润滑剂浸涂，亦可再次加热至40℃～200℃进行浸涂。
再改进，所述步骤3)的工件旋转的速度在5～30r/min，浸涂时间为10～25s。
进一步改进，所述步骤5)中加热分解的加热温度为100～700℃，加热时间为5～240分钟。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用流化浸涂润滑剂粉末的方法替代传统的浸油润滑，根据工件变形量的不同，选择不同种类的易加热分解的润滑剂粉末，并通过控制工件的温度、工件旋转的速度、工件浸涂润滑剂的时间来调整润滑剂粉末的浸涂量。由于工件的温度高于粉末润滑剂的软化点，粉末润滑剂接触工件时部分熔化从而粘附于工件表面，工件在旋转系统的带动下慢速旋转，使工件表面形成一层均匀连续的润滑剂膜，润滑工件与精整模具接触表面，降低摩擦，提高工件表面质量，延长模具使用寿命；由于采用易加热分解的润滑剂粉末，因此残留的润滑剂可采用清洗或通过加热分解除去。本发明工艺简单，不仅可以良好地润滑工件和模具，而且残留润滑剂易清除，热分解后工件表面不会残留黑斑，产品表面质量好，且不影响后续的工序。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图；
图2为本发明所用的浸涂装置的结构示意图；
图3为实施例1浸涂润滑剂后的工件表面形貌；
图4为实施例1经润滑精整(整形)超声清洗后的工件表面形貌；
图5为实施例2浸涂润滑剂后的工件表面形貌；
图6为实施例3浸涂润滑剂后的工件表面形貌；
图7为实施例4浸涂润滑剂后的工件表面形貌；
图8为实施例4经润滑精整(整形)加热去除多余润滑剂后的工件表面形貌。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
工件为铁基VVT转子，工件尺寸相对较大，结构不对称，变形量较小。所采用的润滑剂粉末为聚酰胺微蜡粉，软化温度120～150℃，其粒度如表1所示。设定工件加热温度为160℃，工件旋转系统转速为15r/min，浸涂时间为20s，浸涂后的产品表面形貌如图3所示，所有表面均粘附有润滑剂。压制过程中工件表面与模具表面形成良好润滑，整形后产品表面的多余润滑剂易于清除，精整(整形)、超声清洗后的表面状态如图4所示，产品表面光洁，无拉毛现象出现。
表1 聚酰胺微蜡粉的粒度分布
| X10(μm) | X50(μm) | X90(μm) | X99(μm) |
| 12 | 49 | 136 | 172 |
实施例2：
工件为铝基轴套，结构简单，变形量大。所采用的润滑剂粉末为石蜡粉与聚乙烯蜡的混合物，软化温度80～105℃。设定工件加热温度为120℃，工件旋转系统转速为25r/min，浸涂时间为12s，浸涂后的产品表面形貌如图5所示，所有表面均粘附有润滑剂。该工件在压制过程中会发生较大变形，但压制过程中工件与模具表面能形成良好润滑，整形后产品表面的多余润滑剂易于清除，精整(整形)、超声清洗后产品表面光洁，无拉毛现象出现。
实施例3
工件为铁基小齿轮，表面结构复杂但对称。所采用的润滑剂粉末为乙烯基双硬质酸酰胺，软化温度140～160℃，其粒度如表2所示。设定工件加热温度为175℃，工件旋转系统转速为20r/min，浸涂时间为10s，浸涂后的产品表面形貌如图6所示，所有表面均粘附有润滑剂。压制过程中工件表面与模具表面形成良好润滑，整形后产品表面的多余润滑剂易于清除，精整(整形)、超声清洗后产品表面光洁，无拉毛现象出现。
表2 乙烯基双硬质酸酰胺粉的粒度分布
| X10(μm) | X50(μm) | X90(μm) | X99(μm) |
| 10 | 35 | 102 | 138 |
实施例4
工件为铁基凸轮工件结构简单，但不对称，且变形量大。所采用的润滑剂粉末为聚丙烯与聚酰胺蜡的混合物，软化温度150～170℃。设定工件加热温度为180℃，工件旋转系统转速为8r/min，浸涂时间为24s，浸涂后的产品表面形貌如图7所示，所有表面均粘附有润滑剂。该工件在压制过程中发生较大变形，工件表面与模具表面可形成良好润滑。整形后经620℃保温1小时，清除工件表面的润滑剂，产品表面光洁，无拉毛现象出现，如图8所示。
Claims (7)
1.一种粉末冶金烧结件精整的润滑方法，其特征在于包括以下步骤：
1)根据工件变形量的大小，选择易加热分解、润滑性能好的润滑剂粉末；
2)将润滑剂粉末通过送粉系统进入流化床上部，在流化床下部充入压缩空气，在压缩空气的作用下，粉末润滑剂悬浮于空气气流中呈沸腾液体状的流态化固体颗粒层；
3)将热的工件置于旋转系统上送入流化床中，浸入步骤2)的润滑剂粉末中，在工件表面形成一层均匀、连续的润滑剂膜，通过控制工件的温度、工件旋转的速度、工件浸涂润滑剂的时间来调整润滑剂粉末的浸涂量，工件的温度高于润滑剂粉末软化温度；
4)将浸涂润滑剂后的工件取出，进行精整；
5)采用清洗或加热分解的方法去除工件表面残留的多余润滑剂。
2.根据权利要求1所述的润滑方法，其特征在于：所述润滑剂粉末为硬脂酸、硬脂酸盐、石蜡粉、聚酰胺微蜡粉、乙烯基双硬质酸酰胺、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或聚四氟乙烯蜡中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求2所述的润滑方法，其特征在于：所述润滑剂粉末的软化温度≤200℃，热分解起始温度≤400℃，粒度范围为10～150μm。
4.根据权利要求1所述的润滑方法，其特征在于：所述工件为铁基、铜基或铝基材质的粉末冶金烧结件。
5.根据权利要求1所述的润滑方法，其特征在于：所述步骤3)的工件的温度在40℃～200℃之间，工件利用烧结余温直接进行润滑剂浸涂，或再次加热至40℃～200℃进行浸涂。
6.根据权利要求1所述的润滑方法，其特征在于：所述步骤3)的工件旋转的速度在5～30r/min，浸涂时间为10～25s。
7.根据权利要求1所述的润滑方法，其特征在于：所述步骤5)中加热分解的加热温度为100～700℃，加热时间为5～240分钟。
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