偽合金預(yù)制件專用模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于制作偽合金預(yù)制件的模具，涉及的偽合金預(yù)制件預(yù)作為活塞第一環(huán)槽增強耐磨環(huán)使用。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，高功率密度發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和最高燃燒壓力的大幅度提高，使得活塞第一環(huán)槽部位所受的機械載荷急劇增加，現(xiàn)有的柴油機用活塞通常在第一環(huán)槽部位采用高鎳鑄鐵鑲?cè)υ鰪娀駻1203短纖維復(fù)合材料增強，高鎳鑄鐵鑲環(huán)與鋁基體結(jié)合強度低，只有20?40MPa，從而導(dǎo)致活塞使用壽命短、使用可靠性差。
[0003]高鎳鑄鐵鑲?cè)νǔ２捎秒x心鑄造成筒狀毛坯，再通過機械加工的方式加工成，材料的利用率比較低。
[0004]A1203短纖維預(yù)制件采用抽真空壓濾成型預(yù)制件，如申請?zhí)枮?00910099094.1的中國發(fā)明專利申請公開《一種A1203短纖維預(yù)制件的制備方法》(公開號為CN101575687B)，該方法制作的預(yù)制件前處理工序繁瑣，效率較低，制作的纖維預(yù)制件上下面容易聚集硅溶膠，影響后續(xù)的擠壓滲透過程，擠壓鑄造后形成的復(fù)合材料與鋁合金界面容易存在滲透不良的界面效應(yīng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述的技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種強度大且制作簡單偽合金預(yù)制件專用模具。
[0006]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種偽合金預(yù)制件專用模具，其特征在于包括
[0007]底模；
[0008]下模，中空并設(shè)于前述底模上端面；
[0009]內(nèi)模，設(shè)于前述底模的上端面，該內(nèi)模位于前述下模的中部并向上伸出前述下模；
[0010]墊塊，設(shè)于前述底模的上端面；
[0011]外模，位于前述墊塊的上方并套設(shè)于前述下模的外周且向上伸出前述下模；以及
[0012]上模:中空并套設(shè)于前述內(nèi)模外周且位于下模上方，
[0013]前述下模上端面與內(nèi)模外側(cè)面、外模內(nèi)側(cè)面及上模的下端面構(gòu)成預(yù)制件的成型腔體，該成型腔體呈環(huán)形。
[0014]所述下模包括上段環(huán)及由上段環(huán)向下延伸的下段環(huán)，前述上段環(huán)的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面分別與內(nèi)模的外側(cè)面和外模的內(nèi)側(cè)面緊配合，前述下段環(huán)的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面分別與內(nèi)模的外側(cè)面和外模的內(nèi)側(cè)面之間形成間隙。
[0015]所述上模包括下環(huán)及由下環(huán)向上延伸的上環(huán)，前述下環(huán)的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面分別與內(nèi)模的外側(cè)面和外模的內(nèi)側(cè)面緊配合，前述上環(huán)的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面分別與內(nèi)模的外側(cè)面和外模的內(nèi)側(cè)面之間形成間隙。
[0016]上模和下模采用“凸”字結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少了成型腔體配合面的面積，加壓和試樣的取出過程較為便利，同時也為了降低模具的磨損。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，模具簡單，操作便捷，整體制造工藝簡便、材料利用率高、制作效率高、成本低。
【附圖說明】
[0018]圖1為實施例1中偽合金預(yù)制件的模具壓制過程示意圖。
[0019]圖2為實施例1中偽合金預(yù)制件的模具開模過程示意圖。
[0020]圖3為實施例1中偽合金預(yù)制件的模具頂出取件過程示意圖。
[0021]圖4為圖1中上模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5為圖1中下模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6為實施例1中獲得偽合金預(yù)制件的結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0025]實施例1:本實施例中偽合金預(yù)制件的制備方法，包括如下步驟:
[0026]①配制偽合金粉末顆粒，該合金化學(xué)成分組分及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:
[0027]Cr:16% ；Ni:10% ；Mo:2% ；C:0.01% ;其余為 Fe ；
[0028]②添加粘結(jié)劑，偽合金粉末顆粒加入硬質(zhì)酸鋅，偽合金粉末顆粒與硬質(zhì)酸鋅的加入比例為質(zhì)量比10:1 ;
[0029]③混粉，將偽合金粉末顆粒與硬質(zhì)酸鋅加入混料筒中，加入鋼球，混粉時間為6h，混合后，采用篩子篩去鋼球，獲得混合均勻的粉末；
[0030]④制作偽合金預(yù)制件，通過專用的模具來制作，如圖1、圖2和圖3所示，偽合金預(yù)制件專用模具包括底模6、下模4、內(nèi)模2、墊塊5、外模3及上模1，下模4中空并設(shè)于底模6上端面，內(nèi)模2設(shè)于底模6的上端面，內(nèi)模2位于下模4的中部并向上伸出下模4，墊塊5設(shè)于底模6的上端面；外模3位于墊塊5的上方并套設(shè)于下模4的外周且向上伸出下模4。
[0031]上模1中空并套設(shè)于內(nèi)模2外周且位于下模4上方，下模4上端面與內(nèi)模2外側(cè)面、外模3內(nèi)側(cè)面及上模1的下端面構(gòu)成預(yù)制件的成型腔體，成型腔體呈環(huán)形。
[0032]如圖4所示，上模1包括下環(huán)12及由下環(huán)12向上延伸的上環(huán)11，下環(huán)12的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面分別與內(nèi)模2的外側(cè)面和外模3的內(nèi)側(cè)面緊配合，上環(huán)11的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面分別與內(nèi)模2的外側(cè)面和外模3的內(nèi)側(cè)面之間形成間隙。
[0033]如圖5所示，下模4包括上段環(huán)41及由上段環(huán)41向下延伸的下段環(huán)42，上段環(huán)41的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面分別與內(nèi)模2的外側(cè)面和外模3的內(nèi)側(cè)面緊配合，下段環(huán)42的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面分別與內(nèi)模2的外側(cè)面和外模3的內(nèi)側(cè)面之間形成間隙。
[0034]上模1和下模4采用“凸”字結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少了成型腔體配合面的面積，加壓和試樣的取出過程較為便利，同時也為了降低模具的磨損。
[0035]結(jié)合圖1、圖2和圖3所示將混合均勻的偽合金粉末加入成型腔體中，放入上模1進行緩慢加壓，加壓壓力P為lOOMPa，保壓時間30s，取出上模1，將墊塊5取出放在外模3上，施加壓力，取出偽合金預(yù)制件7。
[0036]⑤預(yù)燒結(jié)，偽合金增強預(yù)制件放入烘箱中預(yù)燒結(jié)，燒結(jié)溫度350°C，燒結(jié)時間為1.5h，隨爐冷卻；
[0037]⑥高溫?zé)Y(jié)，將進過預(yù)燒結(jié)的偽合金增強預(yù)制件，放入真空或氮氣氛圍的燒結(jié)爐中進行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度1150°C，燒結(jié)時間為1.8h，隨爐冷卻，即得偽合金增強預(yù)制件。
[0038]擠壓鑄造成型法是將處于液態(tài)或半固態(tài)的熔體在壓力作用下充滿鑄型、凝固和結(jié)晶的鑄造工藝方法。其特點是在零件成型和凝固過程中，鑄型加壓部分或沖頭處于可移動狀態(tài)，使零件在壓力下結(jié)晶并產(chǎn)生一定的變形，獲得細小致密的組織和較高的力學(xué)性能。
[0039]采用擠壓鑄造成型法制備復(fù)合材料時，現(xiàn)將偽合金粉末預(yù)制成一定形狀的偽合金增強預(yù)制件，將制作好的偽合金增