CN109365820A - 金属粉末连续挤压成型方法及装置 - Google Patents

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赵方
赵清秀
胡晓峰
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/20Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding

Abstract

本发明公开了一种金属粉末连续挤压成型方法,包括以下步骤:对金属粉末进行挤压,制成金属料块;使用第一连续挤压机对所述金属料块进行初级成型挤压,挤压为初级型材;使用第二连续挤压机对初级型材进行挤压,形成产品件。本发明还公开一种连续挤压成型装置,包括制块机、块料输送装置、第一连续挤压机、第二连续挤压机和产品收集装置。本发明所述的金属粉末连续挤压成型方法及装置具实现从金属粉末到连续挤压到成品的连续生产,尤其对于大长度连续的金属产品,实现了以金属粉末连续制取,极大提高了生产效率,降低了生产成本;制块过程无需高温烧结,相比传统制作颗粒料或杆料的工艺,更加节能,保证了材料的性能。

Description

金属粉末连续挤压成型方法及装置
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域,具体涉及一种金属粉末连续挤压成型方法及装置。
背景技术
传统的金属粉末冶金是以各种金属粉末为原材料,通过压制成形、烧结和必要的后续处理来制造成品和金属材料的工艺。20世纪30年代时,金属粉末冶金工艺成功制造出多孔含油轴承,随着廉价铁粉的运用,粉末冶金工艺开始大规模在汽车、纺织等工业领域应用。近些年来,金属粉末冶金逐渐成为制造新材料的加工方法。粉末冶金的具体流程为:第一步制取和准备原料粉末,此粉末可以是纯金属、非金属、金属化合物以及其他化合物;第二步根据产品设计模具,将粉末压制成成品所需形状;最后是烧结、成型。连续挤压是有色金属、钢铁材料生产与零件生产、零件成型加工的主要生产方法之一,也是各种复合材料、粉末材料等先进材料制备与加工的重要方法。连续挤压以颗粒料或杆料为坯料,巧妙地利用了变形金属与工具之间的摩擦力。由旋转的挤压轮上的矩形断面槽和固定模座所组成的环形通道起到普通挤压法中挤压筒的作用,当挤压轮旋转时,借助于槽壁上的摩擦力不断地将杆状坯料送入而实现连续挤压。连续挤压时坯料与工具表面的摩擦发热较为显著,因此,对于低熔点金属,如铝及铝合金,不需进行外部加热即可使变形区的温度上升400~500℃而实现热挤压。虽然传统工艺解决很多生产需要,得到广泛应用。但是随着工业突飞猛进的发展,对原材料的要求也越来越高,传统制作工艺已经不能满足现代化工业的要求。由于颗粒料或杆料为坯料,现有技术无法以粉末为原料直接进行连续挤压生产。
发明内容
本发明针对以上问题的提出,而研究设计一种金属粉末连续挤压成型方法及装置。本发明采用的技术手段如下:
一种金属粉末连续挤压成型方法,包括以下步骤:
a.对金属粉末进行挤压,制成金属料块;
b.使用第一连续挤压机对所述金属料块进行初级成型挤压,挤压为初级型材;
c.使用第二连续挤压机对初级型材进行挤压,形成产品件。
进一步地,步骤a中,挤压压力为400-600MPa。
进一步地,在步骤b和步骤c之间,将所述初级型材进行防氧化加热。
一种金属粉末连续挤压成型装置,包括制块机、块料输送装置、第一连续挤压机、第二连续挤压机和产品收集装置,所述块料输送装置设置于制块机和第一连续挤压机之间,用于将制块机制得的金属块料输送至第一连续挤压机,所述第一连续挤压机产出的物料进入第二连续挤压机,所述第二连续挤压机产出的物料进入产品收集机进行收集,所述制块机包括相互配合的冲头和模具。
进一步地,所述第一连续挤压机和第二连续挤压机之间设有防氧化加热装置。
进一步地,所述制块机包括冲头、模具、进料斗、第一滑板、第二滑板和底板,所述冲头与模具相配合,所述模具上设有上下贯穿模具的内孔,所述模具固定于第一滑板上,所述第一滑板能在底板上滑动使模具能在进料斗下方和冲头下方往复移动,所述第二滑板设置于第一滑板的下方,位置与冲头对应,所述第二滑板上设有料块掉落通道,所述第二滑板能在底板上滑动带动料块掉落通道移动进而控制所述内孔的底部打开与封闭,所述块料输送装置位于第二滑板的下方。
进一步地,所述制块机包括第一进料斗、第二进料斗、第一模具和第二模具,所述第一模具与第一进料斗位置对应时,第二模具与冲头的位置对应,所述第二模具与第二进料斗位置对应时,第一模具与冲头的位置对应。
进一步地,所述第一滑板与第二滑板的滑动方向相互垂直。
与现有技术比较,本发明所述的金属粉末连续挤压成型方法及装置具有以下优点:
1、实现了从金属粉末到连续挤压到成品的连续生产,尤其对于大长度连续的金属产品,实现了以金属粉末连续制取,兼具了粉末冶金和连续挤压技术的优点,极大提高了生产效率,降低了生产成本;
2、制块过程无需高温烧结,为物理变化过程,相比传统制作颗粒料或杆料的工艺,更加节能,并且制块过程中材料不会氧化,保证了材料的性能。
附图说明
图1是本发明实施例所述的连续挤压成型装置的结构示意图。
图2是图1的俯视图(不含物料输送管道和金属粉末料仓)。
图3是本发明实施例所述的制块机的结构示意图(局部剖视)。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是图3的俯视图。
具体实施方式
一种金属粉末连续挤压成型方法,包括以下步骤:
a.对金属粉末进行挤压,制成金属料块,挤压力没有特殊要求,只要能把金属粉末挤压成块即可;
b.使用第一连续挤压机对所述金属料块进行初级成型挤压,挤压为初级型材;
c.使用第二连续挤压机对初级型材进行挤压,形成产品件。
步骤a中,挤压压力为400-600MPa,挤压成块后将金属料块输送至第一连续挤压机,第一连续挤压机挤压得到的初级型材输送至第二连续挤压机进行进一步挤压,在第一连续挤压机和第二连续挤压机之间将所述初级型材进行防氧化加热。
如图1和图2所示,一种金属粉末连续挤压成型装置,包括制块机1、块料输送装置2、第一连续挤压机3、第二连续挤压机4和产品收集装置5,所述块料输送装置2设置于制块机1和第一连续挤压机3之间,用于将制块机1制得的金属块料输送至第一连续挤压机3,所述第一连续挤压机3产出的物料进入第二连续挤压机4,所述第二连续挤压机4产出的物料进入产品收集机5进行收集,所述制块机1包括相互配合的冲头和模具。本实施例使用的连续挤压机为SGJY350-00-00连续挤压机,为现有技术中的成熟机型。所述第一连续挤压机3和第二连续挤压机4之间设有防氧化加热装置6,防氧化加热装置6为电加热装置,为现有技术。本实施例所述的金属粉末连续挤压成型装置包括两个并联的制块机1,同步进行制块,两个制块机的原料均来自金属粉末料仓7,两个制块机均通过物料输送管道8与金属粉末料仓7相连。
如图3至图5所示,所述制块机1包括冲头101、模具102、进料斗103、第一滑板104、第二滑板105和底板106,所述冲头101与模具102相配合,所述模具102上设有上下贯穿模具的内孔107,所述内孔107根据所需料块的形状进行设置,所述模具102固定于第一滑板104上,所述第一滑板104能在底板106上滑动使模具102能在进料斗103下方和冲头101下方往复移动,所述第二滑板105设置于第一滑板104的下方,位置与冲头101对应,所述第二滑板105上设有料块掉落通道108,所述第二滑板105能在底板106上滑动进而控制块料掉落通道108与所述内孔107的连通与否,所述块料输送装置2的履带位于第二滑板105的下方。所述冲头101、第一滑板104和第二滑板105均配备有各自的驱动装置,本实施例中,所述冲头101由第一液压缸109驱动,五个冲头101呈一列固定在滑块110上,所述滑块110能沿竖直的导向杆111滑动,所述导向杆111固定在顶板112上,所述顶板112通过支撑柱113支撑在底板106上。所述底板106上设有第一滑道114,所述第一滑板104由第二液压缸115驱动在第一滑道114上做往复运动,所述第一滑板104的运动方向垂直于冲头101的排列方向。所述底板106上还设有第二滑道116,所述第二滑板105由第三液压缸117驱动在第二滑道116上做往复运动,本实施例中,第二滑道116为设置在底板106上的条状开口,使得块料掉落通道108与模具102的内孔107连通,使块料能够掉落到下方的块料输送装置2上。所述第二滑板105的滑动方向与冲头101的排列方向平行。也就是说,所述第一滑板104与第二滑板105的滑动方向相互垂直,使设备更加紧凑,节省了生产所需空间。
所述制块机1包括两个进料斗103,分别为第一进料斗103’、第二进料斗103”,相应地,包括两个模具102,分别为第一模具102’和第二模具102”,所述第一模具102’与第一进料斗103’位置对应时,第二模具102”与冲头101的位置对应,此时第一模具102’进行金属粉末物料装载,第二模具102”进行挤压制块,此时第二滑板105封住内孔107的底部,第一液压缸109驱动冲头下移进行冲压,冲压到时,压力继电器动作,停止冲压,这时,第二滑板105移动,使料块掉落通道108与内孔107连通,打开内孔107的底部,这时第一液压缸109收到信号,开始第二次冲压,将料块冲压出模具,通过料块掉落通道108掉落到下方的履带上被输送走。所述第二模具102”与第二进料斗103”位置对应时,第一模具102’与冲头的位置对应,此时第二模具102”进行金属粉末物料装载,第一模具102’进行挤压制块,具体过程同上所述。第一模具102’和第二模具102”交替配合,实现制块过程的连续操作,将金属料块源源不断地输送至第一连续挤压机3,实现连续挤压,提高制块效率。
本实施例所述的装置可自动控制,送料速度、加热温度与连续挤压设备的运行速度同步,并且联动。避免了生产线的不同步性,简化了生产线的操作,生产线自动连续生产,节省人工成本,同时优化了产品质量。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种金属粉末连续挤压成型方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.对金属粉末进行挤压,制成金属料块;
b.使用第一连续挤压机对所述金属料块进行初级成型挤压,挤压为初级型材;
c.使用第二连续挤压机对初级型材进行挤压,形成产品件。
2.根据权利要求1所述的属粉末合金连续挤压成型方法,其特征在于,步骤a中,挤压压力为400-600MPa。
3.根据权利要求1所述的属粉末合金连续挤压成型方法,其特征在于,在步骤b和步骤c之间,将所述初级型材进行防氧化加热。
4.一种金属粉末连续挤压成型装置,其特征在于,包括制块机、块料输送装置、第一连续挤压机、第二连续挤压机和产品收集装置,所述块料输送装置设置于制块机和第一连续挤压机之间,用于将制块机制得的金属块料输送至第一连续挤压机,所述第一连续挤压机产出的物料进入第二连续挤压机,所述第二连续挤压机产出的物料进入产品收集机进行收集,所述制块机包括相互配合的冲头和模具。
5.根据权利要求4所述的金属粉末连续挤压成型装置,其特征在于,所述第一连续挤压机和第二连续挤压机之间设有防氧化加热装置。
6.根据权利要求4或5所述的金属粉末连续挤压成型装置,其特征在于,所述制块机包括冲头、模具、进料斗、第一滑板、第二滑板和底板,所述冲头与模具相配合,所述模具上设有上下贯穿模具的内孔,所述模具固定于第一滑板上,所述第一滑板能在底板上滑动使模具能在进料斗下方和冲头下方往复移动,所述第二滑板设置于第一滑板的下方,位置与冲头对应,所述第二滑板上设有料块掉落通道,所述第二滑板能在底板上滑动带动料块掉落通道移动进而控制所述内孔的底部打开与封闭,所述块料输送装置位于第二滑板的下方。
7.根据权利要求6所述的金属粉末连续挤压成型装置,其特征在于,所述制块机包括第一进料斗、第二进料斗、第一模具和第二模具,所述第一模具与第一进料斗位置对应时,第二模具与冲头的位置对应,所述第二模具与第二进料斗位置对应时,第一模具与冲头的位置对应。
8.根据权利要求7所述的金属粉末连续挤压成型装置,其特征在于,所述第一滑板与第二滑板的滑动方向相互垂直。
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