Методы порошковой металлургии позволяют получать изделия, близкие к своей окончательной форме. Однако для деталей, состоящих из нескольких этапов и более сложной формы, процесс формования обычно требует многофункциональных прессов и штампов. Как технически модифицировать существующие прессы и штампы общего назначения, чтобы они могли прессовать многоступенчатые детали неправильной формы, тем самым одновременно повышая уровень существующего оборудования и экономя инвестиции при одновременном снижении себестоимости продукции, - проблема, которую надеются решить многие производители.
В то же время пользователи предъявляют все более высокие требования к характеристикам продукции и качеству поверхности. Как выбрать подходящий процесс термообработки, чтобы продукт достигал как высоких характеристик, так и хорошего качества поверхности, также является проблемой, которую необходимо решать в реальном производстве. Практика показала, что, приняв подходящие методы, эти проблемы действительно можно решить.
Порошок смешивали в порошковом смесителе V-типа; прессован на гидравлическом прессе Я79125; и спекали в печи для спекания челночного типа при температуре 1100℃ в течение 90 минут в атмосфере разложенного аммиака. После спекания образцы сверлили, нарезали резьбу, закаливали и подвергали низкотемпературному отпуску. Наконец, они были пропитаны маслом в вакуумной смазочной машине. Трудность формирования этого продукта заключается в процессе его формования. Изделие имеет три ступени сверху и снизу, а это означает, что для процесса формования требуется три верхних и три нижних пуансона.
Существующий гидравлический пресс YA79125 имеет один верхний и нижний цилиндр, а типичный комплект штампов оснащен только одним верхним и одним нижним пуансоном, что не позволяет формовать многоступенчатые детали. В результате анализа мы упростили конструкцию матрицы, включив в нее два верхних и два нижних пуансона, объединив внутренние вогнутые небольшие ступеньки с торцевой поверхностью в один пуансон. Кроме того, исходный стандартный набор штампов был модифицирован и теперь имеет структуру с двумя нижними пуансонами. Конструкция верхнего пуансона также была модифицирована для размещения двух пуансонов, а к внешнему верхнему пуансону был добавлен подпружиненный плавающий механизм, обеспечивающий равномерное распределение порошка и постоянное сжатие. Кроме того, к внутреннему верхнему пуансону был добавлен механизм выброса. Во время прессования внешний верхний пуансон сначала входит в охватывающую матрицу на глубину, примерно в два раза превышающую высоту ступеньки, а затем внутренний верхний пуансон входит в охватывающую матрицу. Затем внешний верхний пуансон перемещается вверх относительно внутреннего верхнего пуансона, в то время как внешний нижний пуансон и охватывающая матрица плавают вниз, завершая процесс прессования. Для распалубки применяют метод защитной распалубки: прессованную заготовку удерживают оба верхних пуансона, затем вниз сначала вытягивают охватывающую матрицу, внешний нижний пуансон и стержень; впоследствии два верхних пуансона поднимаются, а внутренний верхний пуансон использует механизм выталкивания во время своего движения вверх, чтобы вытолкнуть прессованную заготовку из внешнего верхнего пуансона.
Изделие требует высокого качества поверхности, которое сложно обеспечить традиционными методами термообработки. Поэтому для яркой закалки мы используем сетчато-ленточную печь непрерывного действия яркой закалки. Температура нагрева 1200°С, скорость ленты 50 мм/мин, для защиты используется атмосфера разложенного аммиака. После нагрева материал автоматически закаливается в светлое масло, а затем закаляется при температуре 200°C в течение 2 часов. После обработки поверхность блестящая, твердость равномерная, деформация минимальна. Результаты представлены в таблице 2. Из таблицы 2 видно, что размеры после термообработки незначительно изменяются, преимущественно расширяясь, что может быть связано с фазовым превращением при закалке, но этим можно управлять в пределах допустимого допуска. В то же время также можно видеть, что пока плотность превышает 6,4 г/см³, твердость при термообработке может быть гарантирована на уровне выше HRC30.
