粉末冶金新工艺教学讲义.ppt

成形方法成形是粉末冶金工艺的重要步骤。成形的目的是制得具有一定形状、尺寸、密度和强度的压坯。粉末冶金常用的成形方法如下所示。模压成形是最基本方法。:粉末退火,筛分,混合,制粒,加润滑剂等。粉末的预先退火可使氧化物还原,降低碳和其他杂质的含量,提高粉末的纯度;同时,还能消除粉末的加工硬化、稳定粉末的晶体结构。筛分的目的在于把颗粒大小不同的原始粉末进行分级。混合一般是指将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀的过程。混合可采用机械法和化学法。制粒是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序,以此来改善粉末的流动性。,成为具有一定尺寸、形状和一定密度、强度的压坯。粉末的压缩过程一般采用压坯密度——成形压力曲线来表示。压坯密度变化分为三个阶段。滑动阶段:在压力作用下粉末颗粒发生相对位移,填充孔隙,压坯密度随压力增加而急剧增加;二是粉末体出现压缩阻力,即使再加压其孔隙度不能再减少,密度不随压力增高而明显变化;三是当压力超过粉末颗粒的临界压力时,粉末颗粒开始变形,从而使其密度又随压力增高而增加。模压示意图压坯密度与压力压坯密度分布不均匀:用石墨粉作隔层的单向压制实验,得到如图5-4所示的压坯形状,各层的厚度和形状均发生了变化,由图5-5可知在任何垂直面上,上层密度比下层密度大;在水平面上,接近上模冲的断面的密度分布是两边大,中间小;而远离上模冲的截面的密度分别是中间大,两边小。因为粉末体在压模内受力后向各个方向流动,于是引起垂直于压模壁的侧压力。侧压力引起摩擦力,会使压坯在高度方向存在明显的压力降。a)压制前b)压制后用石墨粉作隔层的单向压坯a)单向压制b)双向压制压坯密度沿高度分布图a)单向压制b)双向压制压坯密度沿高度方向的分布图粉末的压制一般在普通机械式压力机或液压机上进行。常用的压力机吨位一般为500~5000kN。a)填充粉料b)双向压坯c)上冲模复位d)顶出坯块双向压制粉末冶金坯块工步示意图传统压制技术的局限1、模具要求高,占用生产成本比例大;2、所加工部件尺寸受到限制;3、部件密度分布不均匀;4、脱模困难,工序长,生产效率低。:将粉末装于一个导电的容器(护套)内,置于高强磁场线圈的中心腔中。电容器放电在数微秒内对线圈通入高脉冲电流,线圈腔中形成磁场,护套内产生感应电流。感应电流与施加磁场相互作用,产生由外向内压缩护套的磁力,因而粉末得到二维压制。整个压制过程不足1ms。昆明理工大学材料与冶金学院胡劲第二章粉末冶金成型新技术动磁压制的优点:由于不使用模具,成型时模壁摩擦减少到0,因而可达到更高的压制压力,有利于提高产品,并且生产成本低;由于在任何温度与气氛中均可施压,并适用于所有材料,因而工作条件更加灵活;由于这一工艺不使用润滑剂与粘结剂,因而成型产品中不含有杂质,性能较高,而且还有利于环保。