Pulvermetallurgische Methoden können Produkte erzeugen, die ihrer endgültigen Form nahe kommen. Bei Teilen mit mehreren Schritten und komplexeren Formen erfordert der Umformprozess jedoch in der Regel multifunktionale Pressen und Matrizen. Viele Hersteller hoffen, eine Lösung für das Problem zu finden, wie bestehende Allzweckpressen und -matrizen technisch so modifiziert werden können, dass sie unregelmäßige, mehrstufige Teile pressen können, wodurch sowohl das Niveau der vorhandenen Ausrüstung verbessert als auch Investitionen gespart und gleichzeitig die Produktkosten gesenkt werden.
Gleichzeitig stellen Anwender immer höhere Anforderungen an Produktleistung und Oberflächenqualität. Auch die Wahl eines geeigneten Wärmebehandlungsprozesses, damit das Produkt sowohl eine hohe Leistung als auch eine gute Oberflächenqualität erreicht, ist ein Problem, das in der tatsächlichen Produktion angegangen werden muss. Die Praxis hat gezeigt, dass diese Probleme durch den Einsatz geeigneter Methoden tatsächlich gelöst werden können.
Das Pulver wurde in einem V-Pulvermischer gemischt; gepresst auf einer hydraulischen Presse YA79125; und in einem Shuttle-Sinterofen bei einer Temperatur von 1100℃ 90 Minuten lang unter einer zersetzten Ammoniakatmosphäre gesintert. Nach dem Sintern wurden die Proben gebohrt, mit Gewinde versehen, abgeschreckt und einem Niedertemperatur-Tempern unterzogen. Abschließend wurden sie in einer Vakuumölmaschine mit Öl imprägniert. Die Schwierigkeit bei der Formung dieses Produkts liegt in seinem Formgebungsprozess. Das Produkt verfügt über drei Stufen an der Ober- und Unterseite, sodass für den Umformvorgang drei Ober- und drei Unterstempel erforderlich sind.
Die vorhandene hydraulische Presse YA79125 verfügt über einen einzelnen oberen und unteren Zylinder, und ein typischer Matrizensatz ist nur mit einem oberen und einem unteren Stempel ausgestattet, sodass er nicht in der Lage ist, mehrstufige Teile zu formen. Nach der Analyse haben wir die Matrizenstruktur vereinfacht, sodass sie zwei obere und zwei untere Stempel aufweist und die inneren konkaven kleinen Stufen mit der Endfläche in einem Stempel kombiniert. Darüber hinaus wurde der ursprüngliche Standard-Matrizensatz so modifiziert, dass er über eine Struktur mit zwei unteren Stempeln verfügt. Die Struktur des Oberstempels wurde ebenfalls modifiziert, um Platz für zwei Stempel zu bieten. Der äußere Oberstempel wurde um einen Feder-Schwimmmechanismus erweitert, um eine gleichmäßige Pulververteilung und konsistente Kompression zu gewährleisten. Darüber hinaus wurde der innere Oberstempel um einen Auswurfmechanismus erweitert. Beim Pressen dringt zunächst der äußere Oberstempel bis zu einer Tiefe in die Matrize ein, die etwa doppelt so hoch ist wie die Höhe der Stufe, gefolgt vom inneren Oberstempel in die Matrize. Dann schwebt der äußere Oberstempel relativ zum inneren Oberstempel nach oben, während der äußere Unterstempel und die Matrize nach unten gleiten, wodurch der Pressvorgang abgeschlossen ist. Beim Entformen kommt eine schonende Entformungsmethode zum Einsatz: Beide Oberstempel halten den gepressten Barren, dann werden zuerst Matrize, äußerer Unterstempel und Kernstab nach unten gezogen; Anschließend heben sich die beiden Oberstempel und der innere Oberstempel drückt bei seiner Aufwärtsbewegung mithilfe des Auswurfmechanismus den Pressling aus dem äußeren Oberstempel.
Das Produkt erfordert eine hohe Oberflächenqualität, die mit herkömmlichen Wärmebehandlungsmethoden nur schwer zu gewährleisten ist. Aus diesem Grund verwenden wir zum Blankabschrecken einen Durchlauf-Glanzabschreckofen mit Gitterband. Die Heiztemperatur beträgt 1200 °C, die Bandgeschwindigkeit beträgt 50 mm/min und zum Schutz wird eine zersetzte Ammoniakatmosphäre verwendet. Nach dem Erhitzen wird das Material automatisch in hellem Öl abgeschreckt und anschließend 2 Stunden lang bei 200 °C angelassen. Nach der Behandlung ist die Oberfläche hell, die Härte gleichmäßig und die Verformung minimal. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass sich die Abmessungen nach der Wärmebehandlung geringfügig ändern und sich hauptsächlich ausdehnen, was möglicherweise auf die Phasenumwandlung während des Abschreckens zurückzuführen ist, dies kann jedoch innerhalb der zulässigen Toleranz kontrolliert werden. Gleichzeitig zeigt sich auch, dass bei einer Dichte von mehr als 6,4 g/cm³ sichergestellt werden kann, dass die Wärmebehandlungshärte über HRC30 liegt.
