粉末冶金銅端環工藝的改進

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

【關鍵詞】 粉末冶金；銅端環；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

銅端環是潛水電機轉子中的重要零件，它位于電機轉子的兩端，用于連接轉子槽中銅條的末端，使鼠籠轉子形成電回路。在材料上要求銅端環具備良好的導電性，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銅端環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量，具備了生產效率高、工藝成本低、適應大批量生產的特點。但是在其粉末冶金生產中，由于燒結工序的不可測因素時常導致產品尺寸一致性很差，影響了制品的質量，最終將造成產品的輸出減少。因此，本文結合實際，從產品工藝及模具設計過程進行分析并制定出解決方法，有效地提高了銅端環的質量，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（質量百分數）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。因該制品槽數較多，在模具設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 燒結時采用氨分解氣氛保護，燒結溫度為950～970℃，保溫1.5h。

2.4 后續處理 在燒結過程中由于制品產生收縮的同時伴隨有不同程度的變形，結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 模具設計

由表1可以看出，壓坯尺寸一致性很好，這說明銅端環成形模具設計能很好的實現壓坯壓制要求，故整形模具設計是解決問題的關鍵。

3.1 手動整形 主要是對中心孔整形實現內脹外的方式使根圓發生變化，然后手動壓平以使表面平整。測量結果見表2。

根據銅端環尺寸要求：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，整內孔達不到規范根圓尺寸的目的。

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，使槽型滿足設計要求，毛坯外徑則隨內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，整形結果見表3。

由表3說明，經過整形后槽型和高度滿足要求。但在實際的生產中發現燒坯的收縮不一致，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基礎上另設計了整形陰模，對毛坯外徑進行外箍，對毛坯槽形及內徑進行內脹，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。全整形相關尺寸見表4。

顯而易見，經過全整形后銅端環的尺寸精度明顯提高。

4 結論

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