專利名稱：粉末冶金體的壓制方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由“等壓”成型或“等壓”壓制技術(shù)來生產(chǎn)粉末金屬體，具體涉及到由一或多個(gè)沖頭于模具所設(shè)壓制室內(nèi)壓實(shí)其中的粉末團(tuán)粒，通過金屬粉末團(tuán)粒的軸向壓實(shí)而生產(chǎn)出旋轉(zhuǎn)對(duì)稱固實(shí)體。
由軸向壓實(shí)粉末團(tuán)粒來生產(chǎn)這種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱固實(shí)體如缸體等，常有難以將充分高而均勻的壓力傳遞給此整個(gè)固實(shí)體的問題。存在的傾向是，此軸向壓力在接近模具處高而隨著離沖頭距離的加大而減小。要是成功地以均勻方式加壓此整個(gè)固實(shí)體，則此固實(shí)體常會(huì)受到應(yīng)力的影響，這種應(yīng)力可能會(huì)大到使此固實(shí)體從模具中取出時(shí)開裂或產(chǎn)生裂痕。當(dāng)把此壓制件取出時(shí)則還需要用很大的力。
本發(fā)明的目的在于提供粉末金屬體的一種等壓成型方法來解決上述問題，而這是通過使此種成型方法具有所附權(quán)利要求書1的特點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的另一目的在于提供實(shí)施本發(fā)明上述方法的裝置，而這種裝置則由后附權(quán)利要求5所規(guī)定的特征來表征。
下面將參考附圖來進(jìn)一步描述本發(fā)明。


圖1～3以橫剖圖概示了由用于以等壓方式來成型粉末壓制件的裝置來實(shí)施本發(fā)明的方法時(shí)的三個(gè)連續(xù)步驟，用此方法可以避免上述問題。
圖4主要與圖2相對(duì)應(yīng)，示明了本發(fā)明的裝置的另一實(shí)施形式。
圖1～3所示的裝置包括模具1，它形成為一定厚度的模板且具有一位于中央的洞或完全貫穿此模板的通孔；上沖頭2與下沖頭3，它們與這種空心模具的上述通孔形成壓制室4，室4安排成可加入大量粉料4′。上沖頭2可基本上沿上述通孔的縱向運(yùn)動(dòng)，下沖頭3與上沖頭2和通孔準(zhǔn)直，或沿與上沖頭相同的方向運(yùn)動(dòng)，或固定于一基座上。
圖1中，上沖頭或第一沖頭2由虛線示明，可從模板1的通孔4中完全撤出，在此位置，壓制室4可以用任何可資應(yīng)用的適當(dāng)填料裝置充填以適當(dāng)預(yù)定量的粉料。此第一沖頭2于壓制開始時(shí)以連續(xù)的線條表示其初始位置。
模板1的外形基本上是圓形，如圖所示，此模板1形成為截頭的管錐形，它的外凸緣位于一基本平整的基座上，而它的居中的通孔則位于此外凸緣上方相分開的一個(gè)平面。由于模板1具有截頭的管錐形，此模板最接近通孔的底側(cè)在其不受到基本上沿錐體軸線方向作用的力影響時(shí)將不與上述基座接觸。但也可以采用一種例如初始為平面形式的料盤，此料盤通過加壓給予其預(yù)應(yīng)力，在此加壓中最好用壓入這種盤孔內(nèi)的或壓入一疊這種盤的孔內(nèi)的硬金屬筒來進(jìn)行。
上述空心模板于是是以能使其在上沖頭的運(yùn)動(dòng)方向中具有可撓性的方式制成。根據(jù)本發(fā)明一最佳實(shí)施形式，此模板1是以這樣的方式制成，即用一或多個(gè)基本上為圓的盤形彈簧1a、1b、1c，它們具有的封套壁部從外凸緣5朝向形成所述壓制室的居中設(shè)置的洞或通孔主要是以變細(xì)的形式延伸。在圖1～3概示的這一實(shí)施形式中，模板1包括三個(gè)基本上一致的部件1a、1b、1c，它們逐一碼垛，且最好疊置成可相互滑動(dòng)。
由于模板1或疊置的模板件1a、1b、1c所具的盤簧形式，當(dāng)它以其外凸緣定位于水平底座6之上時(shí)，將以它的中心區(qū)位于此底座上方，而從上方于通孔區(qū)域中作用于模板1中央的力將促使模板1彈性地下壓，且當(dāng)這一力松釋時(shí)，此模板1將重新取得其初始位置。
在圖1～3所示實(shí)施形式中，壓制室4是用來生產(chǎn)帶錐形部的柱狀旋轉(zhuǎn)體的。當(dāng)模板1不如上述由一中央力作用，則模具件1a與1b中的中央通孔基圓柱形，而第三模板件1c具備錐形并以最大直徑與第二模具板件1b中的通孔相鄰，且其尺寸與第二模板件1b中通孔的相對(duì)應(yīng)，其較小直徑端則背離第二模板件1b。
這樣的模板自然可以是單件式的，如圖4所示，但其強(qiáng)度則可通過取多層設(shè)計(jì)而加大，并可以利用這種多層設(shè)計(jì)的模板來簡(jiǎn)化形成這種非完全圓柱形的通孔。
但如圖4所示，模板1′可以是以盤簧形式形成的單件式模板，同時(shí)具備的彈性可使上沖頭2在壓制成型作用中促使此模板偏轉(zhuǎn)并以其中央部分受迫向下，這也促使所述通孔的直徑有某種“彎曲”而導(dǎo)致沿徑向進(jìn)一步的壓實(shí)作用。
從圖4可以看到此模板1′還可以裝配一例如由較硬材料制的獨(dú)立插件7。此插件構(gòu)成為用于模板通孔的部件。此插件7上設(shè)有一通孔，此通孔具有擬于此生產(chǎn)的粉料壓制件4″的形狀。
用于生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱粉末金屬體的這種方法包括a)將擬進(jìn)行壓制成形的預(yù)定量的粉料4′,4″引入設(shè)于空心模具1；1′,7中的壓制室4內(nèi)，壓制室4與擬生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱粉末金屬體具有基本相同的橫剖面形狀；b)用第一沖頭2，沿軸向于前進(jìn)或推入到所述壓制室入的方向運(yùn)動(dòng)，以在此壓制室內(nèi)主要沿軸向壓實(shí)上述粉料；c)進(jìn)一步將所述第一沖頭2推入此壓制室以由此進(jìn)一步壓實(shí)粉料，同時(shí)給橫板1以偏動(dòng)拉力，促致環(huán)圍橫板1中孔口的邊緣部分在加大的拉力作用下稍許沿第一沖頭2的推進(jìn)方向運(yùn)動(dòng)，由此使得此孔口的尺寸作徑向減縮；d)同時(shí)由設(shè)置成相對(duì)于此模具與第一沖頭2推進(jìn)運(yùn)動(dòng)方向作反向運(yùn)動(dòng)的第二沖頭3，產(chǎn)生沿與第一沖頭2造成的運(yùn)動(dòng)方向相反方向的軸向壓縮；e)沿軸向回撤第一沖頭2，由此使該空心模具從其偏動(dòng)狀態(tài)返回而重新取得它的初始形式，并在同時(shí)送出在壓制室中壓制完的這一致密的壓制體。
本方法能極其良好地適用于生產(chǎn)小或中等尺寸的粉末壓制體，但是對(duì)于大的壓制體，就必須長(zhǎng)時(shí)間地延緩第2沖頭3的推進(jìn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保持住第一或上沖頭2所施加的力，由此使壓制體內(nèi)的壓力達(dá)到均衡，而能在有限功率的壓力下生產(chǎn)大的壓制件。
第二沖頭3能夠由一種可動(dòng)的第二沖頭或由一種固定的沖頭形式來實(shí)現(xiàn)其相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在任一種情形下，模具和所述第二沖頭間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，都是由于在所述壓制作用的第一步驟中該第一沖頭2影響到模板，產(chǎn)生一朝向第二沖頭方向的運(yùn)動(dòng)而獲得的。
在本發(fā)明限于上述實(shí)施形式，而是可以在后附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．旋轉(zhuǎn)對(duì)稱粉末金屬體的生產(chǎn)方法，此方法組合地包括有a)將擬進(jìn)行壓制成形的預(yù)定量的粉料(4′,4″)引入設(shè)于空心模具(1；1′,7)中的壓制室(4)內(nèi)，壓制室(4)與擬生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱粉末金屬體具有基本相同的橫剖面形狀；b)用第一沖頭(2)，沿軸向于將其沿前進(jìn)方向推入所述壓制室內(nèi)，以在此壓制室內(nèi)主要沿軸向壓實(shí)上述粉料；c)進(jìn)一步將所述第一沖頭(2)推入此壓制室以由此進(jìn)一步壓實(shí)上述粉料；d)給模板(1；1′,7)以偏動(dòng)拉力，促致環(huán)圍模板(1；1′,7)中孔口的邊緣部分在加大的拉力作用下稍許沿第一沖頭(2)的推進(jìn)方向運(yùn)動(dòng)，由此使得此孔口的尺寸作徑向減縮；e)由設(shè)置成相對(duì)于模具(1；1′,7)與第一沖頭(2)推進(jìn)運(yùn)動(dòng)方向作反向運(yùn)動(dòng)的第二沖頭(3)，產(chǎn)生沿與第一沖頭(2)造成的運(yùn)動(dòng)方向相反的軸向壓縮；f)沿軸向回撤第一沖頭(2)，由此使該空心模具從其偏動(dòng)狀態(tài)返回而重新取得它的初始形式，并在同時(shí)送出在壓制室中壓制完的這一致密的壓制體。
2．權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，模具(1；1′,7)與第二沖頭(3)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是借助第一沖頭(2)的推進(jìn)運(yùn)動(dòng)，由傳遞給模具(1；1′,7)中央面積上的朝向第二沖頭(3)的運(yùn)動(dòng)而取得的，而此第二沖頭(3)則可以相對(duì)于基座是可動(dòng)的或是固定的。
3．權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第一沖頭(2)根據(jù)步驟(c)進(jìn)一步推入此壓制室內(nèi)時(shí)的第一沖頭(2)的運(yùn)動(dòng)，是用于依據(jù)步驟d)將偏動(dòng)拉力傳遞給模板(1；1′,7)。
4．權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將具有中央通孔的盤簧用作所述空心模具(1)。
5．用于依據(jù)權(quán)利要求1所述方法壓制旋轉(zhuǎn)對(duì)稱粉末金屬體的裝置，此裝置組合地包括有模具(1)，它具有形成為大致圓柱形壓制室的通孔；第一沖頭(2)，它可沿大致平行于所述通孔軸線的方向且在暴露出此通孔頂部的第一位置與此第一沖頭(2)本身位于該通孔內(nèi)的其他位置間運(yùn)動(dòng)；第二沖頭(3)，它設(shè)在所述通孔的與該第一沖頭相對(duì)的一端，其特征在于，所述模板(1)至少在其環(huán)繞此通孔的中央部分可沿與第一沖頭(2)推進(jìn)運(yùn)動(dòng)方向基本重合的方向作彈性運(yùn)動(dòng)，同時(shí)此模板(1)經(jīng)設(shè)置成沿第一沖頭(2)的推進(jìn)方向受到偏動(dòng)力的影響，以由此能進(jìn)一步偏動(dòng)和同時(shí)減小模具(1)孔口的徑向尺寸。
6．權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述模板(1；1′,7)是由初始時(shí)基本為平面狀的且具有中央通孔的盤件構(gòu)成，其中此通孔設(shè)有由硬金屬等制成的筒形插件(7)，通過加壓引入，使得此模具板彈性變形成截頭的管錐形。
7．權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述模板(1；1′,7)是由具有截頭管錐形的管狀件構(gòu)成。
8．權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述管狀模具板件具有凸緣(5)，布置成支承于基本平齊的水平基座(6)上，使凸緣(5)與基座(6)之間的接觸部位是在模具板(1；1′,7)中央部分之下一定距離的平面之上。
9．權(quán)利要求5～7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述模板(1；1′,7)是具有盤簧形狀與作用的截頭管錐形式。
10．權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述模板(1)是由許多管件(1a,1b,1c)形成，每個(gè)管件具有截頭管錐形狀，它們逐一疊置到一起。
全文摘要
生產(chǎn)粉末金屬體的方法與裝置,此方法包括將粉料(4′)引入空心模具(1)的壓制室(4)中,推迫第一沖頭(2)沿軸向進(jìn)入此壓制室(4)內(nèi),主要沿軸向來壓制此粉料;將第一沖頭(2)進(jìn)一步推入到所述壓制室內(nèi)以進(jìn)一步壓制粉料并傳遞給模板(1)一偏動(dòng)拉力,導(dǎo)致此模具孔口的邊緣部分在加大拉力的影響下沿與第一沖頭(2)相同的方向運(yùn)動(dòng),促使此孔口的徑向尺寸縮減;由設(shè)置成與第一沖頭(2)推進(jìn)方向作反向運(yùn)動(dòng)的第二沖頭(3)相對(duì)于此模具(1)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行軸向壓制,最后沿軸向回撤第一沖頭(2),解除此模具的偏動(dòng)而使其返回其初始形式,同時(shí)送出由此形成的壓制件。
文檔編號(hào)B22F3/03GK1314222SQ0013801
公開日2001年9月26日 申請(qǐng)日期2000年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月30日
發(fā)明者布·約蘭松 申請(qǐng)人:Skf諾瓦股份公司