[发明专利]钢基外表环复合铜合金层的专用成型模具及其方法

说明书

技术领域

本发明属于钢基外表环复合铜合金层的方法技术领域，具体的讲涉及钢基外表环复合铜合金层的专用成型模具及其方法。

背景技术

铜合金因为其优良的导电，耐磨，抗冲击，耐腐蚀等性能，已被广泛的应用在导电、摩擦及运动机械上的衬套、螺母、蜗轮、衬套等场合，但同时铜又是一种相对较为贵重的金属，如果每个工件的整体均采用铜合金制作，不仅大大提高了工件的成本，而且对铜资源也是一种浪费。因此人们越来越多的考虑采用铜钢复合双金属的结构来制作工件，即以碳钢为基体，在需要铜合金性能的工作表面上覆一层铜合金，使工件既具有钢铁的强度，又有铜合金的导电、耐磨等优点，综合性能优于单纯铜合金材料的性能。对于这一类零件，人们通常采用浇铸、镶嵌、松装烧结加整形（CN2247572Y）等方法生产。浇铸法工作环境差，效率低，工件内部不可避免会出现缩孔砂眼等缺陷，且材料成分易出现偏析，而其他方法生产的工件使用性能不一定可靠，存在易脱落，强度低等问题。

发明内容

本发明解决的第一个技术问题就是提供一种工件质量好、强度大、不容易脱落、制造成本低的钢基外表环复合铜合金层的专用成型模具。

为解决上述技术问题，本发明钢基外表环复合铜合金层的专用成型模具提出的技术方案为：包括带有内腔的外阴模，在所述外阴模内腔靠近下方设置有外下压垫环，在所述外下压垫环内侧设置有下压环，在所述下压环内侧设置有内下压垫环；在所述外阴模内腔靠近上方设置有外上压垫环，在所述外上压垫环内侧设置有上压环，在所述上压环内侧设置有内上压垫环，在所述内上压垫环和内下压垫环内部设置有芯棒。

本发明提供的钢基外表环复合铜合金层的专用成型模具，同现有技术相比较具有以下优点：由于包括带有内腔的外阴模，在所述外阴模内腔靠近下方设置有外下压垫环，在所述外下压垫环内侧设置有下压环，在所述下压环内侧设置有内下压垫环；在所述外阴模内腔靠近上方设置有外上压垫环，在所述外上压垫环内侧设置有上压环，在所述上压环内侧设置有内上压垫环，在所述内上压垫环和内下压垫环内部设置有芯棒，这样，在芯棒和外阴模作用下，基体和包套在很大压力下不会变形，铜合金粉压制更加密实。

本发明解决的第二个技术问题就是提供一种使用上述钢基外表环复合铜合金层的专用成型模具在钢基外表环复合铜合金层的方法。

为解决上述技术问题，本发明钢基外表环复合铜合金层的方法提出的技术方案为：

该方法包括下列步骤：

第一步，基体和包套加工

根据要求，加工基体和包套；

第二步，在基体表面镀铜

在基体的表面镀铜；

第三步，装入模具

第A步，将外下压垫环、下压环、内下压垫环和芯棒置入外阴模内；

第B步，将基体套在芯棒上，在包套内侧面涂上防粘层后，将包套置入外阴模内，

第C步，将内上压垫环套在芯棒上并下压至基体上，然后将外上压垫环压在包套上；

第D步，按设计尺寸和设计密度加入一定量的铜合金粉；

第E步，将上压环置入铜合金粉上方；

第四步，压制

将整个模具置于工作台上，向下压挤上压环，压力大小控制在300-600Mpa；

第五步，取出带有外套的基体

将上压环、内上压垫环和外上压垫环取出，然后将带有包套和铜合金粉层的基体取出；

第六步，烧结

将带有包套和铜合金粉层的基体放入有分解氨气氛保护的烧结炉中进行烧结，烧结温度控制在820—890℃，烧结时间控制在90—150分钟；

第七步，脱除包套

将包套脱除；

第八步，成品加工

将脱除包套的成品包装。

其附件技术特征为：

在所述第六步，烧结步骤中，烧结温度控制在840—850℃，烧结时间控制在110—120分钟；

在所述第三步第D步中，使铜合金粉上表面的高度高出基体高度2.3-2.6mm；

所述包套的厚度在3—6mm。