CN115338404A - 一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的方法及装置 - Google Patents

一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的方法，将待成形粉末置于套筒内；将套筒置于螺线管的中心腔内，且套筒轴向两端各有一个冲头；将冲头后方的平板线圈通电，使其产生的电磁力作用于驱动片，驱动片将力传导给套筒轴向两端的冲头，对套筒内粉末进行轴向快速加压；将螺线管线圈通入一定频率的电流，在套筒内生产感应电流，通过电流产生的热效应对套筒内粉末进行持续径向加热并使其烧结；反复执行轴向双向加压与径向持续加热，直至完成套筒内粉末的压制。本发明采用将轴向双向压制与径向加热相结合，重点在于利用电磁力将粉末轴向双向脉冲压实，压实后对粉末进行径向高频放电使其烧结，在保证精度的同时，能有效的提高压制粉末的致密度，对于放电参数的要求也相对不高。本发明还同时提供了一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的装置。

Description

一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的方法及装置
技术领域
本发明属于粉末压制领域，具体为粉末的电磁脉冲压制，特别涉及一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的方法及装置。
背景技术
传统的粉末压制成型工艺是将金属粉末放入模具内，然后施加压力将粉末体加工成具有一定尺寸，形状以及一定密度和强度的零件或待烧结的坯件。传统粉末压制过程中为提高粉末致密度则需要加大压力，容易造成模具的损坏，增加压制的成本。且传统粉末压制中，需要在粉末中添加润滑剂与粘结剂环保性差。
粉末电磁压制是利用强脉冲电磁力作用于粉末体使其致密。其作用力大、压制时间短能够得到很高的压制速度，高速压制过程中材料加工硬化作用减小，使得粉末致密度提高。较短的压制时间还能够提高生产效率。且其压制过程不使用润滑剂与粘接剂，有利于环境保护。电磁压制过程可实现精准控制，易于实现生产的自动化。
在专利“一种径向和轴向电磁力实现粉末压制的方法和装置”，崔晓辉等提出了利用螺线管线圈和平板线圈共同作用，对粉体进行轴向和径向的压制方法和装置。但该专利中，并未提及粉末的轴向双向压制，且该专利中螺线管线圈既要保证脉冲压实，又要发生烧结，成品粉末尺寸难以保证，同时对于放电参数也有较高的要求。
发明内容
为了克服传统粉末电脉冲压制中成品粉末尺寸难以保证、放电参数要求较高等缺点。本发明提出了一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的方法；本发明同时提供了一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的装置。本发明重点在于利用电磁力将粉末轴向双向脉冲压实，压实后对粉末进行径向高频放电使其烧结。粉末的轴向压制，由轴向两端冲头以及冲头后方的平板线圈，以及驱动片完成。粉末的径向加热方法是，螺线管线圈通入一定频率的电流，螺线管腔内产生一定磁场同时套筒内部粉末产生感应电流，感应电流的热效应使得粉末加热烧结，提高粉末致密度。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的方法，包括如下步骤：
步骤1：将待成形粉末置于粉末套筒内；
步骤2：将粉末套筒置于螺线管线圈的中心腔内，且粉末套筒轴向两端各有一个冲头；
步骤3：将冲头后方的平板线圈通电，使其产生的电磁力作用于驱动片，驱动片将力传导给套筒轴向两端的冲头，对粉末套筒内粉末进行轴向快速加压；
步骤4：将螺线管线圈通入一定频率的电流，在粉末套筒内生产感应电流，通过电流产生的热效应对套筒内粉末进行持续径向加热并使其烧结；
步骤5：反复执行步骤3至步骤4，直至完成粉末套筒内粉末的压制。
本发明还同时提供了一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的装置，包括粉末套筒、螺线管线圈、隔热层、螺线圈固定套筒、螺线圈固定板、冲头、冲头固定壳、复位弹簧、驱动片、上板、平板线圈、冲头壳固定板、下板以及两个独立的电控系统；
优选的，所述冲头位于粉末套筒轴向两端且与粉末套筒内径匹配，保证粉末双向压制。
优选的，所述电控系统分别控制平板线圈和螺线管线圈，保证粉末先压制后加热。
优选的，所述驱动片为铜片。
优选的，所述隔热层材料为绝缘陶瓷。
本发明具有如下有益效果：
1、将电磁力作为粉末轴向的压制力，能够实现粉末的高速压制，减小粉末的加工硬化。
2、采用螺线圈径向加热粉末，起到烧结作用，提高粉末的致密度。
3、采用轴向双向压制，有利于提高粉末压实后的均匀性。
4、采用先轴向双向压实后径向加热烧结，能保证粉末压制时的尺寸，同时对于放电参数要求较低。
附图说明
图1为轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型装置示意图；
图中各零部件的标号说明：
1：粉末套筒 2：螺线管线圈 3：隔热层 4：螺线圈固定套筒
5：螺线圈固定板 6：冲头 7：冲头固定壳 8：复位弹簧
9：驱动片 10：上板 11：平板线圈 12：冲头壳固定板 13：下板
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示为轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型装置，包括粉末套筒1、螺线管线圈2、隔热层3、螺线圈固定套筒4、螺线圈固定板5、冲头6、冲头固定壳7、复位弹簧8、驱动片9、上板10、平板线圈11、冲头壳固定板12、下板13以及两个独立的电控系统；套筒1内径与冲头6相匹配；驱动片9与平板线圈11置于冲头6后方，用于提供粉末轴向压制驱动力；螺线圈2与螺线圈固定套筒4之间设有隔热层3；螺线圈固定套筒4、螺线圈固定板5、上板10、下板13之间通过螺钉安装固定；冲头6径向设有复位弹簧8；冲头6、复位弹簧8、驱动片9、平板线圈11安装于冲头固定壳7内；冲头固定壳7、冲头壳固定板12、上板10、下板13之间通过螺钉安装固定。
采用上述轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型装置进行粉末压制的方法具体包括：
首先将待成形粉末置于粉末套筒1内；将粉末套筒1置于螺线管线圈2的中心腔内；将冲头6后方的平板线圈11通电，使其产生的电磁力作用于驱动片9，驱动片9将力传导给粉末套筒1轴向两端的冲头6，对粉末套筒1内粉末进行轴向快速加压；将螺线管线圈2通入一定频率的电流，在粉末套筒1内生产感应电流，通过电流产生的热效应对粉末套筒1内粉末进行持续径向加热并使其烧结；反复执行加压与烧结直至完成粉末套筒1内粉末的压制。

Claims (7)

1.一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的方法，包括如下步骤：
步骤1：将待成形粉末置于粉末套筒(1)内；
步骤2：将粉末套筒(1)置于螺线管线圈(2)的中心腔内，且粉末套筒(1)轴向两端各有一个冲头(6)；
步骤3：将冲头(6)后方的平板线圈(11)通电，使其产生的电磁力作用于驱动片(9)，驱动片(9)将力传导给粉末套筒(1)轴向两端的冲头(6)，对粉末套筒(1)内粉末进行轴向快速加压；
步骤4：将螺线管线圈(2)通入一定频率的电流，在粉末套筒(1)内生产感应电流，通过电流产生的热效应对粉末套筒(1)内粉末进行持续径向加热并使其烧结；
步骤5：反复执行步骤3至步骤4，直至完成粉末套筒(1)内粉末的压制。
2.根据权利要求1所述的一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的方法，其特征在于，压制时先对粉末套筒(1)内粉末进行轴向双向持续加压，再对粉末径向高频放电使其烧结，步骤2中所述冲头(6)与粉末套筒(1)内径轴向匹配。
3.一种轴向双向电磁脉冲压制径向高频加热成型的装置，包括套筒(1)、螺线管线圈(2)、隔热层(3)、螺线圈固定套筒(4)、螺线圈固定板(5)、冲头(6)、冲头固定壳(7)、复位弹簧(8)、驱动片(9)、上板(10)、平板线圈(11)、冲头壳固定板(12)、下板(13)以及两个独立的电控系统。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述冲头(6)与套筒(1)内径轴向匹配。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动片(9)为铜片。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述隔热层(3)材料为绝缘陶瓷。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述两个独立电控系统一个与两个平板线圈(11)相连，一个与螺线管线圈(2)相连，用于分别控制冲头的轴向快速加压和螺线管线圈的径向持续加热烧结。
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