粉末冶金銅端環(huán)工藝的改進

【摘要】 本文結(jié)合實際生產(chǎn)討論了粉末冶金銅端環(huán)的制作工藝并研究采用全整形方式從而達到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

【關(guān)鍵詞】 粉末冶金；銅端環(huán)；工藝；整形

【中圖號】 TF121 【文獻標示碼】 A 【文章編號】 1005-1074(2008)12-0247-02

1 前言

銅端環(huán)是潛水電機轉(zhuǎn)子中的重要零件，它位于電機轉(zhuǎn)子的兩端，用于連接轉(zhuǎn)子槽中銅條的末端，使鼠籠轉(zhuǎn)子形成電回路。在材料上要求銅端環(huán)具備良好的導電性，而在工藝性能上則要求其具有較好的可焊性。銅端環(huán)常用的加工工藝是鑄造和棒材加工，采用粉末冶金方法生產(chǎn)銅端環(huán)可以彌補前述加工方法的不足，能極大地提高材料利用率和制品質(zhì)量，具備了生產(chǎn)效率高、工藝成本低、適應(yīng)大批量生產(chǎn)的特點。但是在其粉末冶金生產(chǎn)中，由于燒結(jié)工序的不可測因素時常導致產(chǎn)品尺寸一致性很差，影響了制品的質(zhì)量，最終將造成產(chǎn)品的輸出減少。因此，本文結(jié)合實際，從產(chǎn)品工藝及模具設(shè)計過程進行分析并制定出解決方法，有效地提高了銅端環(huán)的質(zhì)量，從而贏得了效益。

2 工藝

2.1 混料 采用電解銅粉制備，混料配比（質(zhì)量百分數(shù)）Cu：100，硬脂酸鋅：0.5（外加）。混料機充分混合，時間約40min。多年實踐表明，本配比能滿足制品的性能要求。

2.2 壓制 壓制時要嚴格控制壓坯高度，故要求裝粉均勻，壓制要壓到位。因該制品槽數(shù)較多，在模具設(shè)計中將多個小芯桿用定位銷固定在芯桿板上。這樣大大方便了成形和脫模操作。手工操作時要求二次脫模，即先將小芯桿脫下再脫出陰模見圖1。

2.3 燒結(jié) 燒結(jié)時采用氨分解氣氛保護，燒結(jié)溫度為950～970℃，保溫1.5h。

2.4 后續(xù)處理 在燒結(jié)過程中由于制品產(chǎn)生收縮的同時伴隨有不同程度的變形，結(jié)果達不到尺寸公差的要求。為提高尺寸精度，研究采用整形工藝。這樣一來可以矯正大部分燒結(jié)變形，并改善制品的光潔度，而且制品的密度也有所提高。

3 模具設(shè)計

由表1可以看出，壓坯尺寸一致性很好，這說明銅端環(huán)成形模具設(shè)計能很好的實現(xiàn)壓坯壓制要求，故整形模具設(shè)計是解決問題的關(guān)鍵。

3.1 手動整形 主要是對中心孔整形實現(xiàn)內(nèi)脹外的方式使根圓發(fā)生變化，然后手動壓平以使表面平整。測量結(jié)果見表2。

根據(jù)銅端環(huán)尺寸要求：根園的公差：φ55.9±0.3，高度公差：15±0.2。分析根圓的尺寸仍然超差，用簡單的壓平方式不能保證高度的一致性，整內(nèi)孔達不到規(guī)范根圓尺寸的目的。

3.2 半自動整形模式1 采用半自動整形模架對槽型及高度進行整形如圖2所示，整形芯桿對毛坯孔進行精整，而毛坯外徑則暴露于外。整形后，由于整形芯桿的外脹作用，使槽型滿足設(shè)計要求，毛坯外徑則隨內(nèi)部的向外擴大而增加。此種整形方式適用于對外徑無公差要求的零件，整形結(jié)果見表3。

由表3說明，經(jīng)過整形后槽型和高度滿足要求。但在實際的生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)燒坯的收縮不一致，尺寸大小不一，造成整形余量或大或小，極不利于整形模式1的實施。故考慮將其進行全整形。

3.3 半自動整形模式2 設(shè)計半自動全整形模架對中心孔，外徑，槽型及高度進行全整形見圖3。該模式在模式1基礎(chǔ)上另設(shè)計了整形陰模，對毛坯外徑進行外箍，對毛坯槽形及內(nèi)徑進行內(nèi)脹，使零件在整形后完成高度及徑向尺寸的全部精整。整形后的零件尺寸一致，外觀平整，適用于尺寸精度要求高的毛坯整形。整形后尺寸見表4，尺寸要求：根園：φ76.2±0.3；高度：23±0.2；中心孔：φ63.8±0.2；外徑：φ106±0.3。全整形相關(guān)尺寸見表4。

顯而易見，經(jīng)過全整形后銅端環(huán)的尺寸精度明顯提高。

4 結(jié)論

采用全整形工藝后，銅端環(huán)的需求量明顯增加見圖4。圖4表明質(zhì)量第一是我們的生存之本。