I metodi della metallurgia delle polveri possono formare prodotti vicini alla loro forma finale. Tuttavia, per le parti con più passaggi e forme più complesse, il processo di formatura richiede solitamente presse e stampi multifunzionali. Come modificare tecnicamente le presse e gli stampi esistenti per uso generale in modo che possano stampare parti irregolari a più fasi, migliorando così il livello delle attrezzature esistenti e risparmiando investimenti riducendo al tempo stesso i costi del prodotto, è un problema che molti produttori sperano di risolvere.
Allo stesso tempo, gli utenti hanno esigenze sempre più elevate in termini di prestazioni del prodotto e qualità della superficie. Anche la scelta del processo di trattamento termico appropriato affinché il prodotto raggiunga prestazioni elevate e una buona qualità superficiale è un problema che deve essere affrontato nella produzione vera e propria. La pratica ha dimostrato che, adottando metodi adeguati, questi problemi possono effettivamente essere risolti.
La polvere è stata miscelata in un miscelatore per polveri di tipo V; pressato su una pressa idraulica YA79125; e sinterizzato in un forno di sinterizzazione del tipo a navetta ad una temperatura di 1100 ℃ per 90 minuti sotto un'atmosfera di ammoniaca decomposta. Dopo la sinterizzazione, i campioni sono stati forati, maschiati, temprati e sottoposti a rinvenimento a bassa temperatura. Infine, sono stati impregnati di olio in una macchina oliatrice sotto vuoto. La difficoltà nel formare questo prodotto risiede nel suo processo di modellatura. Il prodotto ha tre passaggi nella parte superiore e inferiore, il che significa che il processo di formatura richiede tre punzoni superiori e tre inferiori.
La pressa idraulica esistente YA79125 ha un unico cilindro superiore e inferiore e un tipico set di matrici è dotato di un solo punzone superiore e uno inferiore, non avendo la capacità di formare parti a più gradini. Dopo l'analisi, abbiamo semplificato la struttura della matrice per avere due punzoni superiori e due inferiori, combinando i piccoli gradini concavi interni con la faccia terminale in un unico punzone. Inoltre, il set di matrici standard originale è stato modificato per avere una struttura a doppio punzone inferiore. Anche la struttura del punzone superiore è stata modificata per ospitare due punzoni, aggiungendo un meccanismo flottante a molla al punzone superiore esterno per garantire una distribuzione uniforme della polvere e una compressione uniforme. Inoltre, è stato aggiunto un meccanismo di espulsione al punzone superiore interno. Durante la pressatura, il punzone superiore esterno entra prima nella matrice ad una profondità pari a circa il doppio dell'altezza del gradino, seguito dal punzone superiore interno che entra nella matrice. Quindi, il punzone superiore esterno fluttua verso l'alto rispetto al punzone superiore interno mentre il punzone inferiore esterno e la matrice femmina fluttuano verso il basso, completando il processo di pressatura. Per la sformatura viene utilizzato un metodo di sformatura protettivo: entrambi i punzoni superiori trattengono la billetta pressata, quindi la matrice femmina, il punzone inferiore esterno e l'asta centrale vengono abbassati per primi; successivamente i due punzoni superiori si sollevano ed il punzone superiore interno sfrutta il meccanismo di espulsione durante il suo movimento verso l'alto per spingere la billetta pressata fuori dal punzone superiore esterno.
Il prodotto richiede un'elevata qualità superficiale, difficile da garantire utilizzando i metodi di trattamento termico convenzionali. Pertanto, utilizziamo un forno per tempra brillante continua con nastro a rete per la tempra brillante. La temperatura di riscaldamento è di 1200°C, la velocità del nastro è di 50 mm/min e per la protezione viene utilizzata un'atmosfera di ammoniaca decomposta. Dopo il riscaldamento, il materiale viene automaticamente raffreddato in olio brillante e poi temperato a 200°C per 2 ore. Dopo il trattamento, la superficie è brillante, la durezza è uniforme e la deformazione è minima. I risultati sono mostrati nella Tabella 2. Dalla Tabella 2 si può vedere che le dimensioni cambiano leggermente dopo il trattamento termico, principalmente espandendosi, il che potrebbe essere dovuto alla trasformazione di fase durante la tempra, ma questo può essere controllato entro la tolleranza consentita. Allo stesso tempo, si può anche vedere che finché la densità è superiore a 6,4 g/cm³, è possibile garantire che la durezza trattata termicamente sia superiore a HRC30.
