【正文】 全國粉末冶金行業(yè)的產(chǎn)值以 35%的速度遞增。 全球制造業(yè)正加速向中國轉(zhuǎn)移，汽車行業(yè)、機(jī)械制造、金屬行業(yè)、航空航天、儀器儀表、五金工具、工程機(jī)械、電子家電及高科技產(chǎn) 業(yè)等迅猛發(fā)展，為粉末冶金行業(yè)帶來了不可多得的發(fā)展機(jī)遇和巨大的市場(chǎng)空間。另外，粉末冶金產(chǎn)業(yè)被中國列入優(yōu)先發(fā)展和鼓勵(lì)外商投資項(xiàng)目，發(fā)展前景廣闊。 我國粉末冶金行業(yè)已經(jīng)經(jīng)過了近 10 年的高速 發(fā)展 ，但與國外的同行業(yè)仍存在以下幾方面的差距： (1)企業(yè)多，規(guī)模小，經(jīng)濟(jì)效益與國外企業(yè)相差很大。 (2)產(chǎn)品交叉，企業(yè)相互壓價(jià)，競(jìng)爭(zhēng)異常激 烈。 (3)多數(shù)企業(yè)缺乏技術(shù)支持，研發(fā)能力落后，產(chǎn)品檔次低，難以與國外競(jìng)爭(zhēng)。 (4)再投入缺乏與困擾。 (5)工藝裝備、配套設(shè)施落后。 (6)產(chǎn)品出口少，貿(mào)易渠道不暢。隨著我國加入 WTO 以后，以上種種不足和弱點(diǎn)將改善，這是因?yàn)榧尤?WTO 后，市場(chǎng)逐漸 國際化 ，粉末冶金市場(chǎng)將得到進(jìn)一步擴(kuò)大的機(jī)會(huì)；而同時(shí)隨著國外資金和技術(shù)的進(jìn)入，粉 末冶金及相關(guān)的技術(shù)水平也必將得到提高和發(fā)展。據(jù)《 中國粉末冶金制造行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測(cè)與轉(zhuǎn)型升級(jí)分析報(bào)告前瞻 》數(shù)據(jù)顯示，目前，中國粉末冶金零件及含油軸承總產(chǎn)值超過 55 億元，占全球市場(chǎng)比重較小，發(fā)展空間也較為廣闊。通過不斷引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)與自主開發(fā)創(chuàng)新相結(jié)合， 中國 粉末冶金產(chǎn)業(yè)和技術(shù)都呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，是中國機(jī)械通用零部件 行業(yè)中增長(zhǎng)最快的行業(yè)之一，每年全國粉末冶金行業(yè)的產(chǎn)值以 35%的速度遞增。全球制造業(yè)正加速向中國轉(zhuǎn)移，汽車行業(yè)、 機(jī)械制造 、金屬行業(yè)、 航空航天 、儀器儀表、五金工具、工程機(jī)械、電子家電及高科技產(chǎn)業(yè)等迅猛發(fā)展，為粉末冶金行業(yè)帶來了不可多得的發(fā)展機(jī)遇和巨大的市場(chǎng) 4 空間。另外，粉末冶金產(chǎn)業(yè)被中國列入優(yōu)先發(fā)展和鼓勵(lì)外商投資項(xiàng)目，發(fā)展前景廣闊。 1. 壓模設(shè)計(jì)的基本要求和方法 模壓成形過程及壓模設(shè)計(jì)基本要求 模壓成形過程 是將一定質(zhì)量（體積）的金屬（合金）粉末或金屬粉末與無機(jī)非金屬粉末及一定成形劑的混合物裝入剛性模腔，然后通過上、下磨沖沿單一軸向方向?qū)Ψ勰┦┘右欢ù笮〉膲毫?，使松散的粉料在封閉的模腔中壓縮成具有一定尺寸、形狀、密度與強(qiáng)度的壓坯，再將壓坯從模中脫出的工藝過程。整個(gè)過程包括裝粉，壓制，脫模三個(gè)步驟。 1）裝粉前，首先應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算，確定滿足壓坯單重、密度要求的粉末質(zhì)量，然后采用量重法或容量法將一定量的粉末均勻裝入陰模腔內(nèi)。 2）壓制時(shí)，可以通過控制單位壓制壓力 或采用高度限位塊控制壓縮粉末的距離來保證壓坯所需高度尺寸與密度。 3）脫模：可采用頂出式脫?；蛞率矫撃Ｊ箟号鲝哪Ｇ恢忻摮觥? 壓模設(shè)計(jì)基本要求 一般來講，在壓制過程中，要達(dá)到一定的尺寸、形狀和平均密度是比較容易的，但要使壓坯密度分布均勻卻比較困難。形狀越復(fù)雜，越難使壓坯密度分布均勻。壓坯密度分布的不均勻性不但最終影響產(chǎn)品的力學(xué)性能，而且也是引起壓坯 5 開裂、分層、掉邊掉角、燒結(jié)收縮不均、產(chǎn)品變形、精度超差等壓制廢品的重要原因。因此： 第一：除了要盡量保證壓坯的尺寸、形狀和精度，以便在壓坯燒結(jié)后滿足產(chǎn)品 尺寸、形狀和精度要求，減少后續(xù)輔助機(jī)械加工，提高材料的利用率，降低生產(chǎn)成本，充分發(fā)揮這種零件制造技術(shù)和方法的優(yōu)勢(shì)外，還要盡量保證壓坯密度分布的均勻性，減少壓制廢品，提高半成品的合格率，降低生產(chǎn)成本。這就要求根據(jù)產(chǎn)品尺寸形狀，合理進(jìn)行壓坯設(shè)計(jì)，合理配置粉末數(shù)量，并使壓坯各部分盡可能達(dá)到一致的壓縮程度（注意不是一致的壓縮量），周密考慮壓模結(jié)構(gòu)，合理選擇合適的壓制方式和脫模方式，充分利用摩擦的有利作用，克服摩擦作用的不利影響； 第二：在根據(jù)所要生產(chǎn)的零件的尺寸、形狀、精度和性能要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)工藝和有關(guān)設(shè)備條 件、所用的粉末原料有關(guān)工藝參數(shù)等設(shè)計(jì)資料進(jìn)行壓坯和壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足上述要求的前提下，既要考慮生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，盡量簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，合理選擇模具材料，合理提出模具加工要求（包括尺寸公差、表面粗糙度、形狀與位置精度、熱處理要求等），減少模具加工難度，降低模具制造費(fèi)用，又要容易調(diào)節(jié)，方便操作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。 第三：要盡可能采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，盡量采用通用模架和通用模具零件，逐步實(shí)現(xiàn)模具零部件的通用化和模具零件生產(chǎn)的批量化，以提高模具設(shè)計(jì)制造效率，降低模具設(shè)計(jì)制造成本。 壓模 設(shè)計(jì)的基本方法和步驟 壓模設(shè)計(jì)的基本方法有兩種，一種是傳統(tǒng)的人工設(shè)計(jì)方法，另一種是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法。人工設(shè)計(jì)方法步驟： （ 1）設(shè)計(jì)前首先需要認(rèn)真收集、了解和掌握有關(guān)設(shè)計(jì)資料，為模具設(shè)計(jì)提供基本的依據(jù)； （ 2）根據(jù)所掌握的上述資料，先要對(duì)所有生產(chǎn)的產(chǎn)品零件圖紙進(jìn)行全面的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)可行性分析； （ 3）壓坯設(shè)計(jì)確定后，就要根據(jù)壓坯的尺寸、形狀、精度和密度要求，結(jié)合成產(chǎn)批量和壓機(jī)設(shè)備進(jìn)行壓模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，具體考慮如何實(shí)現(xiàn)裝粉、壓制和脫模這幾個(gè)基本動(dòng)作要求。 6 （ 4）壓模結(jié)構(gòu)確定后，就要對(duì)壓模零件的結(jié)構(gòu)、尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì) 算（包括強(qiáng)度校核與計(jì)算）。 及計(jì)算 壓坯精度的設(shè)計(jì) 壓坯精度設(shè)計(jì)正確與否，不但關(guān)系到產(chǎn)品的最終精度，也關(guān)系到模具零件加工精度要求的高低，從而影響到模具零件加工方法的選擇和模具制造費(fèi)用的高低，同時(shí)還涉及對(duì)壓機(jī)精度、壓模結(jié)構(gòu)及模具安裝調(diào)試等方面的要求。此外，壓坯精度要求也是生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制和半成品檢驗(yàn)的重要依據(jù)。因此，壓坯精度設(shè)計(jì)是壓坯設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。壓坯精度設(shè)計(jì)既然考慮產(chǎn)品精度要求，又要考慮粉末冶金產(chǎn)品零件制備技術(shù)所能達(dá)到的精度水平及生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。 首先考慮產(chǎn)品零件的精度要求，一般來講 ，產(chǎn)品的零件精度要求越高，壓坯精度也應(yīng)相應(yīng)提高。 采用模壓成形、燒結(jié)方法生產(chǎn)的產(chǎn)品零件的精度，不但與壓坯精度有關(guān)，而且與粉末類型（還原粉、霧化粉、電解粉、羥基粉等）、化學(xué)成分、雜質(zhì)種類及其含量、粉末顆粒形狀、粉末粒度與粒度組成、壓坯密度的均勻性、燒結(jié)工藝條件（溫度、時(shí)間、氣氛等）、后續(xù)加工處理等許多因素有關(guān)?？梢韵冗x用低的壓坯精度，然后采取輔助加工等后續(xù)處理加工更經(jīng)濟(jì)、更合理。 此外，壓坯的徑向（垂直于壓制方向）的尺寸精度和表面粗糙度一般比軸向（平行于壓制方向）的尺寸精度和表面粗糙度高，且比較容易獲得較高的 精度等級(jí)。這是因?yàn)?，壓坯徑向的精度主要取決于模具（陰模、芯桿等）的尺寸精度和模壁的粗糙度。則，徑向精度要求設(shè)計(jì)得高一點(diǎn)，而軸向精度要求則適當(dāng)放寬一些。 壓坯尺寸計(jì)算 壓坯的彈性后效 壓坯的彈性后效是表示壓坯彈性膨脹程度的一個(gè)重要參數(shù)，用壓坯徑向或軸向的膨脹量同膨脹前壓坯的徑向或軸向尺寸的百分比來表示，即 t=(l－ l0)/l0100% 式中， t壓坯的彈性后效， l壓坯脫模后的尺寸， l0壓坯脫模前的尺寸。 從生產(chǎn)實(shí)際中知道，壓坯沿高度方向（壓制方向） 的彈性膨脹常常大于徑向 7 （垂直于壓制方向）的彈性膨脹。另外，壓坯彈性后效的大小無論軸向還是徑向都受粉末的特性（粉末顆粒本身的塑形、粉末粗細(xì)、粉末顆粒形狀等）、壓制單位壓力、成形劑的種類和數(shù)量以及壓模的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、剛度等的影響。對(duì)于相同壓坯來說，組合陰模所引起的彈性后效比單層厚壁筒陰模小，硬質(zhì)合金陰模比鋼模小?？傊绊憠号鲝椥院笮У囊蛩厥嵌喾矫娴?，在選擇壓坯彈性后效時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的情況恰當(dāng)選擇。 表 1 部分金屬粉末壓坯的徑向彈性后效 ~ ~ ~ ~ 鐵基 ~ ~ ~ 663 青銅 ~ ~ ~ 紫銅 ~ ~ 燒結(jié)收縮率 壓坯燒結(jié)收縮的程度通常用燒結(jié)收縮率來表示。它一般是用壓坯在燒結(jié)過程中的線性收縮量同燒結(jié)前壓坯尺寸的百分比 S 來表示，即： S=（ D 坯 － D 燒 ） /D 坯 100% 式中， S燒結(jié)收縮率， D 坯 壓坯燒結(jié)前的尺寸， D 燒 壓坯燒結(jié)后的尺寸。 壓坯的燒結(jié)收縮 率受許多因素的影響，其中主要的有粉末的化學(xué)成分、壓坯密