[发明专利]制造粉末锻造部件的方法

说明书

本发明涉及到制造粉末锻造金属部件的一种方法，此部件由至少两个零件组成，它由一个整体毛坯经粉末压制、烧结、锻造、冷却和分离成配对的分立零件而成最终形状。

这种方法例如应用于制造一个由至少两个彼此相连的零件构成的部件，特别是要求这个部件的每个零件必须彼此准确地配合。这种情况的一个例子是具有可分开连杆大头的连杆。这种连杆由轴承盖和连杆的其余部分组成，这两个零件通过连杆螺栓彼此连接。

昭55-154505A公开了一种制造一体的、能够经受高负荷的、粉末锻造的连杆之类的部件的方法。

在这个方法中，采用机加工工厂在切削或磨削灰铸铁铸件时产生的切屑或磨屑作为原料，将其粉碎成粉末状，通过离心分离机、例如旋风分离机将含有游离石墨与游离碳的微小颗粒粉末分离出来，得出含碳量低的脱碳铸铁粉末。这些分离出来的脱碳铸铁粉末在模具中用压机压制、必要时经过加工成近似于成品的形状，进行烧结;出来的毛坯在保护气氛中热锻，使之成为含有球状石墨或碳化物的钢组织的连杆之类的部件。在冷却后进行精加工。由此生产出具有能承受高负荷的、尺寸精确的、重量均衡精度高的连杆之类的部件。在上述过程中也可以加进热处理、如奥氏体等温淬火。

昭55-154505A所提供的方法只可用于制造整件的部件，用这种方法不能够制造出由至少两个零件组成的、在最后锻造与精加工后不需要再 进行机械加工即可被分离成两个准确配对的零件副的、诸如在连杆大头处分成轴承盖与包括连杆小头在内的连杆其余部分的连杆这样的部件。

属于开头所提的类型的一种公知的方法是带有加工余量的毛坯由粉末压制而成（英国的MPR印刷服务公司在1984年11月出版的“金属粉末报告”第39卷第11期内登载的Chiaki    Tsumuti与Ichiro    Nagare写的“汽车零件的粉末锻造”），在两个相邻零件之间的将来的分离缝部位应留有附加的加工余量。在烧结、锻造和冷却以后部件被分开成零件。这通过机械加工来完成，即在分离缝处用锯来使之彼此分成零件。在此部位的附加余量由锯来除去，随着须对相邻零件的两个分离面再进行机械加工，根据需要可以进行精配合的加工，例如磨削。

这种方法由于需要附加加工余量而需要在分离缝部位加进以后要用锯去除的材料。用锯加工以及其它的机械精加工，特别是必需的磨削，都提高了时间和成本的耗费。由于不能完全排除机械加工不完善，而难免出废品。所有这些缺点在大批量生产时更显严重。

本发明的目的在于提供一种部件的整体毛坯在成最终形状后通过断裂法分离成配对的零件而无需对分离面进行机械精加工即能保证分离面在装配时保持精密配合的制造方法。

根据本发明，此任务以如下方式解决：在烧结前在毛坯上两个零件间的分离处设置一个裂纹槽，此槽在烧结工序和锻造工序之间取得一层氧化层，并在锻造时闭合成最终形状。在冷却以后使部件在相应的分离点上断裂而被分开成配对的分立的零件。

根据本发明的方法，毛坯在厚度尺寸上相对于最终形状留有一个余量，而最终形状在锻造时达到。此时毛坯的裂纹槽已经闭合，这就使两个很薄的氧化层相互紧挨着，由此裂纹槽形成的裂纹用来分离。这样形成的裂纹通过裂纹槽的结构可以在其长度与宽度方面预先控制。在部件冷却后使之沿裂纹断裂分开成配对的分立的零件。

根据本发明，任务的解决方法还可以通过在预定的分离面范围内并在离裂纹槽一段距离处设置至少一个裂纹伸延槽得到改善。已有的裂纹具有极大的可能性在部件冷却后由于沿其裂纹并在其伸延线上断裂而分开成分立的零件。这种较宽的槽使分离面从分离处分裂，也可以说从一个槽向另一个槽伸延，因此分离面的位置可清楚地被确定。从而分裂时裂纹的伸延及其伸延方向可以通过裂纹伸延槽的布置来预先确定。此外还要考虑到，分离要少费工，并且要降低分离时分离面上出现变形的可能性。

采用这种方式的部件分离没有材料消耗在机械加工上。由于配合准确而形成无需加工的分离面。两个相邻的零件即刻就能在其分离面处互相配对地重新组合起来。这种分离面相对于公知的机械加工具有很大的优点，即其接触面积要大好几倍，因而使部件具有较高的承载能力。此外值得注意的是时间和成本耗费方面的节省，这是由于与公知的机械加工分割手段相比，分离是通过极为简单的方法断裂来实现的。

根据本发明这种方法要求毛坯在压制时至少设置一个裂纹槽和一个裂纹伸延槽，为此例如可以在压制时至少设置一个裂纹槽和一个裂纹伸延槽，为此例如可以在压力机中压出所需的形状。