CN107931602B - 一种粉末冶金棒材的成型装置及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉末冶金棒材的成型装置及成型方法，装置包括上阴模、下阴模、上模冲和下模冲，上阴模底部开设有上半圆型腔，下阴模顶部开设有下半圆型腔，上半圆型腔和下半圆型腔共同围合形成圆形型腔，上阴模上开设有与上半圆型腔顶部相通的上冲孔，下阴模上开设有与下半圆型腔底部相通的下冲孔，上模冲和下模冲分别穿设于上冲孔和下冲孔内。方法以下步骤：S1：送料；S2：压制；S3：出模；S4：烧结；S5：保持S1至S4循环进行。本发明具有构简单、操作方便、能减少后续磨削余量、无裂纹风险、可提高成型效率的优点。

Description

一种粉末冶金棒材的成型装置及成型方法

技术领域

本发明主要涉及粉末冶金技术，尤其涉及一种粉末冶金棒材的成型装置及成型方法。

背景技术

粉末冶金压制成型的棒材的生产方法，是将硬质合金粉末压制成型成高密度压坯，压坯再经过烧结致密成为棒材制品的过程。棒材径向结构决定其压坯密度分布不均，受到压机和工艺限制，模压棒材具有宽度不小于0.2mm，高度尺寸为接近产品高度10%的台，如φ12X75其台高度为1.42mm，甚至有些厂家棒材界面接近矩形；矩形结构虽然易于压制，但为后续磨削带来较大的余量；此外台结构的存在，压制应力集中明显，易出现裂纹，影响产品强度。

大长径比(.>8)棒材较小长径比需求更广泛。目前模压生产棒材界面形状不是圆形，类四边形或具有台的结构。需要研磨去除余量，该类型结构研磨余量大，长径比越大，研磨耗时、工具损耗越大，台结构越大，研磨耗费愈大。之所以造成此问题，是其模具设计方案所决定，原设计方案为一阴模、一上模冲、一下模冲。其中阴模为有台方向的最大截面尺寸构成的直腔模，上模冲、下模冲轮廓尺寸为该阴模型腔尺寸减去模具配合间隙的尺寸。上下模冲槽型为成型棒材圆截面尺寸，其宽度尺寸与棒材毛坯接近，仅相差0.01~0.02mm。此结构为保证上下模冲强度，避免上下模冲碰撞，要求毛坯必须设计一宽度不小于0.2mm，高度尺寸为接近产品高度10%的台，将带来0002所述缺陷。

挤塑或挤压成型方式虽然可生产无台棒材，但较模压方式，成型生产效率低，经过挤塑或挤压方式添加成型剂，后续需要增加脱蜡脱脂，首先脱脂脱蜡的工艺，对于尺寸超过10mm的棒材，内部会出现裂纹、孔洞等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、能减少后续磨削余量、无裂纹风险、可提高成型效率的粉末冶金棒材的成型装置及成型方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种粉末冶金棒材的成型装置，包括上阴模、下阴模、上模冲和下模冲，所述上阴模底部开设有上半圆型腔，所述下阴模顶部开设有下半圆型腔，所述上半圆型腔和下半圆型腔共同围合形成圆形型腔，所述上阴模上开设有与上半圆型腔顶部相通的上冲孔，所述下阴模上开设有与下半圆型腔底部相通的下冲孔，所述上模冲和下模冲分别穿设于上冲孔和下冲孔内。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述上模冲包括上限位台和设于上限位台底部的上冲板，所述上冲板穿设于上冲孔内，所述下模冲包括下限位台和设于下限位台顶部的下冲板，所述下冲板穿设于下冲孔内。

所述上冲板和下冲板的底面宽度均设置为圆形型腔直径的1/3。

所述上模冲上设有连接板，所述连接板与上阴模之间安装有弹性体。

所述弹性体与上阴模之间设有导向部件。

所述导向部件包括导向杆和导向套，所述导向杆穿设于上阴模和弹性体上并与下阴模固接，所述导向套固装在上阴模内并套设在导向杆上。

所述下半圆型腔的两端面倾斜布置形成V型结构。

所述下半圆型腔的两端面的倾斜角度为1°。

一种粉末冶金棒材的成型方法，用上述的粉末冶金棒材的成型装置进行，包括以下步骤：

S1：送料：上模冲和下模冲分别上下移至初始位置，粉末由上冲孔送入圆形型腔内填满；

S2：压制：上模冲和上阴模下行，当上阴模到达下阴模且两者接触后；上模冲继续下行，下模冲上行，上模冲和下模冲共同对圆形型腔的粉末进行压制成型；

S3：出模：上模冲上行离开，下模冲继续上行顶出产品，此时捡出生坯；随后上模冲和下模冲分别上下移至初始位置；

S4：烧结：将压制后的产品进行烧结成型；

S5：保持S1至S4循环进行。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的粉末冶金棒材的成型装置，使用时，上模冲和下模冲分别上下移至初始位置，粉末由上冲孔送入圆形型腔内填满，然后上模冲和上阴模下行，当上阴模到达下阴模且两者接触后；上模冲继续下行，下模冲上行，上模冲和下模冲共同对圆形型腔的粉末进行压制成型，再模冲上行离开，下模冲继续上行顶出产品，此时捡出生坯；随后上模冲和下模冲分别上下移至初始位置，最后将压制后的产品进行烧结成型。较传统的成型模具而言，该成型装置的圆形型腔分半设置在上阴模和下阴模上，即形成了上半圆型腔和下半圆型腔，出模时是利用上阴模和下阴模形成的分型面，即不是利用上模冲和下模冲进行分型出模，这使得，上模冲和下模冲在压制成型时不会直接接触，防止两者碰损；另一方面，也不会存在一个用于防止上模冲和下模冲直接接触防触台，使得成型后的产品为无台结构，减少后续磨削余量，无裂纹风险，其结构简单，大大提高了成型效率。本发明的粉末冶金棒材的成型方法，采用上述的粉末冶金棒材的成型装置进行，因此具备上述粉末冶金棒材的成型装置相应的技术效果。

附图说明

图1是本发明粉末冶金棒材的成型装置的主视结构示意图。

图2是本发明粉末冶金棒材的成型装置的侧视结构示意图。

图3是图2的A处放大结构示意图。

图4是本发明粉末冶金棒材的成型方法的流程图。

图中各标号表示：

1、上阴模；11、上半圆型腔；12、上冲孔；2、下阴模；21、下半圆型腔；22、下冲孔；3、上模冲；31、上限位台；32、上冲板；4、下模冲；41、下限位台；42、下冲板；5、圆形型腔；6、连接板；7、弹性体；8、导向部件；81、导向杆；82、导向套。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图3示出了本发明粉末冶金棒材的成型装置的一种实施例，该成型装置包括上阴模1、下阴模2、上模冲3和下模冲4，上阴模1底部开设有上半圆型腔11，下阴模2顶部开设有下半圆型腔21，上半圆型腔11和下半圆型腔21共同围合形成圆形型腔5，上阴模1上开设有与上半圆型腔11顶部相通的上冲孔12，下阴模2上开设有与下半圆型腔21底部相通的下冲孔22，上模冲3和下模冲4分别穿设于上冲孔12和下冲孔22内。使用时，上模冲3和下模冲4分别上下移至初始位置，粉末由上冲孔12送入圆形型腔5内填满，然后上模冲3和上阴模1下行，当上阴模1到达下阴模2且两者接触后；上模冲3继续下行，下模冲4上行，上模冲3和下模冲4共同对圆形型腔5的粉末进行压制成型，再模冲3上行离开，下模冲4继续上行顶出产品，此时捡出生坯；随后上模冲3和下模冲4分别上下移至初始位置，最后将压制后的产品进行烧结成型。较传统的成型模具而言，该成型装置的圆形型腔5分半设置在上阴模1和下阴模2上，即形成了上半圆型腔11和下半圆型腔21，出模时是利用上阴模1和下阴模2形成的分型面，即不是利用上模冲3和下模冲4进行分型出模，这使得，上模冲3和下模冲4在压制成型时不会直接接触，防止两者碰损；另一方面，也不会存在一个用于防止上模冲3和下模冲4直接接触防触台，使得成型后的产品为无台结构，减少后续磨削余量，无裂纹风险，其结构简单，大大提高了成型效率。

本实施例中，上模冲3包括上限位台31和设于上限位台31底部的上冲板32，上冲板32穿设于上冲孔12内，下模冲4包括下限位台41和设于下限位台41顶部的下冲板42，下冲板42穿设于下冲孔22内。该结构中，上限位台31和下限位台41分别用于控制上冲板32和下冲板42和行程，防止压制过量，而上冲板32和下冲板42分别在上冲孔12和下冲孔22内动作，配合圆形型腔5完成粉末压制。

本实施例中，上冲板32和下冲板42的底面宽度均设置为圆形型腔5直径的1/3。这样设置，使得上冲板32和下冲板42之间的间距拉大，不会接触，防止两者碰损。

本实施例中，上模冲3上设有连接板6，连接板6与上阴模1之间安装有弹性体7。该结构中，当送料完成后，上模冲3下行过程中会通过连接板6和弹性体7带动上阴模1与下阴模2接触，而弹性体7能保证上阴模1与下阴模2接触非常紧密。

本实施例中，弹性体7与上阴模1之间设有导向部件8。该导向部件8的设置一方面提高上模冲3和上阴模1上下行的顺畅性，另一方面保证上模冲3和上阴模1上下行的精准性。

本实施例中，导向部件8包括导向杆81和导向套82，导向杆81穿设于上阴模1和弹性体7上并与下阴模2固接，导向套82固装在上阴模1内并套设在导向杆81上。该结构中，上模冲3下行过程中会通过连接板6和弹性体7带动上阴模1下行，上阴模1通过导向套82沿导向杆81下行，其结构简单可靠。

本实施例中，下半圆型腔21的两端面倾斜布置形成V型结构。这样设置便于出模时产品从下半圆型腔21向上顶出。

本实施例中，下半圆型腔21的两端面的倾斜角度为1°。将倾斜角度设置为1°，一方面便于出模时产品从下半圆型腔21向上顶出，另一方面，使得产品两端面不会有太大的倾斜，减少后续磨削余量。

图1至图4示出本发明粉末冶金棒材的成型方法的一种实施例，用上述的粉末冶金棒材的成型装置进行，包括以下步骤：

S1：送料：上模冲3和下模冲4分别上下移至初始位置，粉末由上冲孔12送入圆形型腔5内填满；

S2：压制：上模冲3和上阴模1下行，当上阴模1到达下阴模2且两者接触后；上模冲3继续下行，下模冲4上行，上模冲3和下模冲4共同对圆形型腔5的粉末进行压制成型；

S3：出模：上模冲3上行离开，下模冲4继续上行顶出产品，此时捡出生坯；随后上模冲3和下模冲4分别上下移至初始位置；

S4：烧结：将压制后的产品进行烧结成型；

S5：保持S1至S4循环进行。

较传统的成型方法而言，该圆形型腔5分半设置在上阴模1和下阴模2上，即形成了上半圆型腔11和下半圆型腔21，出模时是利用上阴模1和下阴模2形成的分型面，即不是利用上模冲3和下模冲4进行分型出模，这使得，上模冲3和下模冲4在压制成型时不会直接接触，防止两者碰损；另一方面，也不会存在一个用于防止上模冲3和下模冲4直接接触防触台，使得成型后的产品为无台结构，减少后续磨削余量，无裂纹风险，其结构简单，操作方便，大大提高了成型效率。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种粉末冶金棒材的成型装置，其特征在于：包括上阴模(1)、下阴模(2)、上模冲(3)和下模冲(4)，所述上阴模(1)底部开设有上半圆型腔(11)，所述下阴模(2)顶部开设有下半圆型腔(21)，所述上半圆型腔(11)和下半圆型腔(21)共同围合形成圆形型腔(5)，所述上阴模(1)上开设有与上半圆型腔(11)顶部相通的上冲孔(12)，所述下阴模(2)上开设有与下半圆型腔(21)底部相通的下冲孔(22)，所述上模冲(3)和下模冲(4)分别穿设于上冲孔(12)和下冲孔(22)内，压制时，上模冲(3)和上阴模(1)下行，当上阴模(1)到达下阴模(2)且两者接触后，上模冲(3)继续下行，出模时，上阴模(1)和上模冲(3)上行离开，下模冲(4)继续上行顶出圆形型腔(5)内的产品，所述上模冲(3)上设有连接板(6)，所述连接板(6)与上阴模(1)之间安装有弹性体(7)，上模冲(3)下行过程中会通过连接板(6)和弹性体(7)带动上阴模(1)与下阴模(2)接触，所述弹性体(7)能保证上阴模(1)与下阴模(2)接触非常紧密。

2.根据权利要求1所述的粉末冶金棒材的成型装置，其特征在于：所述上模冲(3)包括上限位台(31)和设于上限位台(31)底部的上冲板(32)，所述上冲板(32)穿设于上冲孔(12)内，所述下模冲(4)包括下限位台(41)和设于下限位台(41)顶部的下冲板(42)，所述下冲板(42)穿设于下冲孔(22)内。

3.根据权利要求2所述的粉末冶金棒材的成型装置，其特征在于：所述上冲板(32)和下冲板(42)的底面宽度均设置为圆形型腔(5)直径的1/3。

4.根据权利要求1所述的粉末冶金棒材的成型装置，其特征在于：所述弹性体(7)与上阴模(1)之间设有导向部件(8)。

5.根据权利要求4所述的粉末冶金棒材的成型装置，其特征在于：所述导向部件(8)包括导向杆(81)和导向套(82)，所述导向杆(81)穿设于上阴模(1)和弹性体(7)上并与下阴模(2)固接，所述导向套(82)固装在上阴模(1)内并套设在导向杆(81)上。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的粉末冶金棒材的成型装置，其特征在于：所述下半圆型腔(21)的两端面倾斜布置形成V型结构。

7.根据权利要求6所述的粉末冶金棒材的成型装置，其特征在于：所述下半圆型腔(21)的两端面的倾斜角度为1°。

8.一种粉末冶金棒材的成型方法，其特征在于：用权利要求1至7中任一项所述的粉末冶金棒材的成型装置进行，包括以下步骤：

S1：送料：上模冲(3)和下模冲(4)分别上下移至初始位置，粉末由上冲孔(12)送入圆形型腔(5)内填满；

S2：压制：上模冲(3)和上阴模(1)下行，当上阴模(1)到达下阴模(2)且两者接触后；上模冲(3)继续下行，下模冲(4)上行，上模冲(3)和下模冲(4)共同对圆形型腔(5)的粉末进行压制成型；

S3：出模：上模冲(3)上行离开，下模冲(4)继续上行顶出产品，此时捡出生坯；随后上模冲(3)和下模冲(4)分别上下移至初始位置；

S4：烧结：将压制后的产品进行烧结成型；

S5：保持S1至S4循环进行。

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