本發(fā)明屬于真空燒結(jié)成型
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種雙金屬管套真空燒結(jié)成型工藝及其制品。
背景技術(shù)：
：雙金屬管套是在內(nèi)孔包覆一層合金層，使零件獲得優(yōu)異的耐磨性和耐腐蝕性，從而滿足極端工況下的使用要求。目前市場上雙金屬管類產(chǎn)品，一般采用離心澆鑄的工藝成型，高端的則采用熱等靜壓燒結(jié)。離心澆鑄是將合金粉末裝入基材套內(nèi)孔，通過感應(yīng)加熱使合金熔化，然后高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下使合金熔液覆于基材套內(nèi)孔，凝固而得到雙金屬管。離心澆鑄對設(shè)備要求低而應(yīng)用廣乏，然而，針對離心澆鑄的工藝特點，存在不可避免的缺點，離心澆鑄對合合金熔液的流動性要求較高，為了獲得較好的流動性，往往會添加b、mn等潤濕劑，從而一定程度上改變了合金的成分，降低了合金的一些特殊性能；對于難熔金屬占比較高的合金，液相少流動性差，采用離心澆鑄不能達(dá)到理想的效果；離心澆鑄受工件尺寸的影響大，孔徑大的離心力較大，合金組織致密性較高，小孔徑工件離心力較小，合金的組織致密性較低；合金中各種元素或合金比重不同，在離心過程中容易發(fā)生偏析，導(dǎo)致合金均勻性變差，從而降低了合金的綜合性能。熱等靜壓燒結(jié)的雙金屬管套，組織致密性很高，可以獲得高質(zhì)量的合金層，然其工藝復(fù)雜，對設(shè)備、人員要求很高。熱等靜壓包套設(shè)計、焊接要求極高，否則在燒結(jié)時會發(fā)生漏氣而導(dǎo)致產(chǎn)品報廢；長徑比較大的工件變形大，校正的難度較高，校正時合金層易產(chǎn)生裂紋甚至斷裂；機(jī)加工難度較大，幾個成本高；因為熱等靜壓設(shè)備昂貴，工藝復(fù)雜，單爐生產(chǎn)成本很高。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述的不足，本發(fā)明目的之一在于，提供一種制造工藝簡單，易于實現(xiàn)的雙金屬管套真空燒結(jié)成型工藝。本發(fā)明目的之二在于，提供一種采用上述雙金屬管套真空燒結(jié)成型工藝制得的制品。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是：一種雙金屬管套真空燒結(jié)成型工藝，其包括以下步驟：（1）粉末制備：將合金粉末和粘結(jié)劑相混合均勻，待干燥后進(jìn)行破碎造粒，獲得具有一定的流動性的包覆粘結(jié)劑的合金粉末混合料；其中合金粉末的重量百分比為91～98.5%，粘結(jié)劑的重量百分比為1.5～9%；所述粘結(jié)劑為石蠟、聚乙二醇或橡膠中的一種或多種混合。所述合金粉末為鐵基合金粉末、鎳基合金粉末、鈷基合金粉末、mo2feb2和mo2nib2基金屬陶瓷粉末中的一種。此工藝也適用于添加碳化物(碳化物通常使用wc、tic、vc、crc等)的強(qiáng)化粉末。（2）基材管套準(zhǔn)備：基材套選用與合金熱膨脹系數(shù)相近的材料，基材套內(nèi)孔的尺寸取決于所要求合金的厚度，并預(yù)留后續(xù)的機(jī)加工余量；（3）冷等靜壓：將冷等靜壓套放置在基材套內(nèi)，并通過冶具定心使冷等靜壓套與基材套同軸心設(shè)置，該冷等靜壓套與基材套之間形成空腔；將合金粉末混合料裝入空腔，在震動平臺上將空腔內(nèi)的合金粉末混合料震實形成胚體，然后將冷等靜壓套密封并施加80～300mpa的冷等靜壓壓力將坯體壓密實；（4）燒結(jié)成型：其包括脫脂階段和燒結(jié)階段；其中脫脂階段采用氫氣、氬氣或氮氣脫脂，通過氣流把氣化的粘結(jié)劑帶出；若是采用氣化溫度低的粘結(jié)劑，亦可直接真空脫脂，脫脂溫度在100℃～600℃之間；燒結(jié)階段采用加熱方式使合金粉末產(chǎn)生50～90%的液相即可，然后利用金屬液相將難熔合金產(chǎn)生粘結(jié)結(jié)合，待冷卻后取出，獲得雙金屬管套半成品；（5）機(jī)加工：根據(jù)所需加工要求對燒結(jié)好的雙金屬管套半成品進(jìn)行機(jī)械加工，待加工完畢后，獲得合格的雙金屬管套制品。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述步驟（3）采用以下靜壓組件進(jìn)行加壓，該靜壓組件包括中心拉桿、脹軸、端蓋和密封圈，所述中心拉桿軸向貫穿冷等靜壓套，端蓋蓋合在基材套的兩端，并將基材套與冷等靜壓套之間所形成的空腔封閉，密封圈設(shè)置在端蓋與基材套之間，該端蓋的中端位置設(shè)有錐形孔，冷等靜壓套從錐形孔內(nèi)伸出，脹軸的外形呈與錐形孔相適配的圓錐形狀，脹軸的中部設(shè)有以利冷等靜壓介質(zhì)通過的方形通孔，拉桿鎖緊后，使端蓋、基材套、冷等靜壓套之間形成密閉空間，合金粉末混合料位于該密閉空間內(nèi)；將靜壓組件整體放入冷等靜壓機(jī)腔體，加壓使靜壓套均勻變形，進(jìn)而擠壓密閉空間內(nèi)的合金粉末混合料，實現(xiàn)將坯體壓密實的目的。一種上述雙金屬管套真空燒結(jié)成型工藝制得的雙金屬管套制品，其包括合金粉末內(nèi)套層和包覆在該合金粉末內(nèi)套層的基材外套層。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的工藝步驟易于實現(xiàn)，合理將冷等靜壓和真空燒結(jié)相結(jié)合，從而制得合金組織致密性較高，綜合性能好的雙金屬管套產(chǎn)品，適用于各種金屬合金粉末，如鐵基合金、鎳基合金、鈷基合金、mo2feb2和mo2nib2基金屬陶瓷的燒結(jié)，能獲得較高致密性的合金組織；相對于離心澆鑄，對粉末熔液的流動性無要求，適應(yīng)各種合金粉末，受工件尺寸影響較小，相對于熱等靜壓，工藝簡單，周期短，成本低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，利于廣泛推廣應(yīng)用。下面結(jié)合附圖與實施例，對本發(fā)明進(jìn)一步說明。附圖說明圖1是本發(fā)明的工程流程圖。圖2是本發(fā)明中靜壓組件的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式實施例1：本實施例提供的一種雙金屬管套真空燒結(jié)成型工藝，其包括以下步驟：一種雙金屬管套真空燒結(jié)成型工藝，其包括以下步驟：（1）粉末制備：將合金粉末和粘結(jié)劑相混合均勻，可以通過濕式球磨攪拌或機(jī)械攪拌使其均勻化。待干燥后進(jìn)行破碎造粒，獲得具有一定的流動性的包覆粘結(jié)劑的合金粉末混合料；其中合金粉末的重量百分比為91～98.5%，粘結(jié)劑的重量百分比為1.5～9%；通常粘結(jié)劑為石蠟、聚乙二醇、橡膠等等。合金粉末通常采用鐵基合金粉末、鎳基合金粉末、鈷基合金粉末、以及mo2feb2和mo2nib2基金屬陶瓷粉末等，具體成分見表1。此工藝也適用于添加碳化物(碳化物通常使用wc、tic、vc、crc等)的強(qiáng)化粉末。表1：合金粉末元素成分。鈷基合金鎳基合金鐵基合金mo2feb2mo2nib2c0.1-30.1-20.1-30.2-0.80.2-0.8b0.5-30.5-30.6-33.0-6.03.0-6.0cr10-352-155-405.0-20.1.0-8.0w4-150-15——0.3-8.00.5-5.0si1-31.5-4.50.1-5————fe1-32-5余量余量——mo0.5-2——1.5-528-6035-55mn0.2-1.50.1-0.50.2-1.21.0-3.01.0-3.0ni1-3余量5-203.0-10.余量co余量————————v——————0.5-4.00.5-4.0（2）基材管套準(zhǔn)備：基材套選用與合金熱膨脹系數(shù)相近的材料，基材套內(nèi)孔的尺寸取決于所要求合金的厚度，并預(yù)留后續(xù)的機(jī)加工余量；（3）冷等靜壓：將冷等靜壓套放置在基材套內(nèi)，并通過冶具定心使冷等靜壓套與基材套同軸心設(shè)置，該冷等靜壓套與基材套之間形成空腔；將合金粉末混合料裝入空腔，在震動平臺上將空腔內(nèi)的合金粉末混合料震實形成胚體，然后將冷等靜壓套密封并施加80～300mpa的冷等靜壓壓力將坯體壓密實；（4）燒結(jié)成型：其包括脫脂階段和燒結(jié)階段；其中脫脂階段采用氫氣、氬氣或氮氣脫脂。根據(jù)粘結(jié)劑的物理性能制定相應(yīng)的脫脂工藝，粘結(jié)劑一般都熔點低，易氣化，采用氫氣、氬氣或氮氣脫脂，通過氣流把氣化的粘結(jié)劑帶出，若是采用氣化溫度低的粘結(jié)劑，亦可直接真空脫脂，脫脂溫度在100～600℃之間；燒結(jié)階段采用加熱方式使合金粉末產(chǎn)生50～90%的液相即可，然后利用金屬液相將難熔合金產(chǎn)生粘結(jié)結(jié)合，待冷卻后取出，獲得雙金屬管套半成品；具體的，真空燒結(jié)的溫度根據(jù)粉末的特性而定，升溫使合金產(chǎn)生50～90%的液相即可，液相太少則燒結(jié)不完全，組織疏松，易產(chǎn)生氣孔等缺陷，液相過多則會發(fā)生延流，產(chǎn)品發(fā)生變形開裂等缺陷。鐵基合金的燒結(jié)溫度約是1100～1280℃；鎳基合金的燒結(jié)溫度約是980～1150℃；鈷基合金的燒結(jié)溫度約是1100～300℃；mo2feb2基金屬陶瓷的燒結(jié)溫度約是1150～1300℃；mo2nib2基金屬陶瓷的燒結(jié)溫度約是1150～1380℃（5）機(jī)加工：根據(jù)所需加工要求對燒結(jié)好的雙金屬管套半成品進(jìn)行機(jī)械加工，待加工完畢后，獲得合格的雙金屬管套制品。具體的，所述步驟（3）采用以下靜壓組件進(jìn)行加壓，該靜壓組件包括中心拉桿4、脹軸5、端蓋6和密封圈7，所述中心拉桿4軸向貫穿冷等靜壓套3，端蓋6蓋合在基材套1的兩端，并將基材套1與冷等靜壓套3之間所形成的空腔封閉，密封圈7設(shè)置在端蓋6與基材套1之間，該端蓋6的中端位置設(shè)有錐形孔，冷等靜壓套3從錐形孔內(nèi)伸出，脹軸5的外形呈與錐形孔相適配的圓錐形狀，脹軸5的中部設(shè)有以利冷等靜壓介質(zhì)通過的方形通孔，拉桿鎖緊后，使端蓋6、基材套1、冷等靜壓套3之間形成密閉空間，合金粉末混合料2位于該密閉空間內(nèi)；將靜壓組件整體放入冷等靜壓機(jī)腔體，加壓使靜壓套均勻變形，進(jìn)而擠壓密閉空間內(nèi)的合金粉末混合料2，實現(xiàn)將坯體壓密實的目的。一種上述雙金屬管套真空燒結(jié)成型工藝制得的雙金屬管套制品，其包括合金粉末內(nèi)套層和包覆在該合金粉末內(nèi)套層的基材外套層。上述實施例僅為本發(fā)明較好的實施方式，本發(fā)明不能一一列舉出全部的實施方式，凡采用上述實施例之一的技術(shù)方案，或根據(jù)上述實施例所做的等同變化，均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明的工藝步驟易于實現(xiàn)，合理將冷等靜壓和真空燒結(jié)相結(jié)合。通過本發(fā)明工藝生產(chǎn)的雙金屬管套制品應(yīng)用于注塑機(jī)料管、混煉造粒機(jī)料管，在注射金屬粉末料(mim)、陶瓷粉末料(cim)以及無鹵加纖的塑膠料時，其耐磨耐腐蝕性能明顯優(yōu)于其它同類產(chǎn)品，綜合性能好；相對于離心澆鑄，對粉末熔液的流動性無要求，適應(yīng)各種合金粉末，受工件尺寸影響較??；相對于熱等靜壓，工藝簡單，周期短，成本低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。如本發(fā)明上述實施例所述，采用與其相同或相似工藝及組分而得到的其它金屬管套成型工藝及制品，均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12