第4章-粉末的成形(已修改)
2025-08-17 10:50 本頁面
【正文】 第四章 粉末的成形 ? 粉末成形 是粉末冶金的第二個階段。它是將松散的粉末制成具有一定形狀、尺寸、密度和強(qiáng)度的坯塊這樣一個工藝過程。 ? 粉末經(jīng)過成形工序得到具有既定形狀與強(qiáng)度的粉末體，叫做 壓坯 。 ? 粉末成形 有多種方法， 除了 普通的模壓法，其他都?xì)w為特殊成形方法 。 模壓成形是最基本方法。 松裝燒結(jié) 粉漿澆注 模壓成形 熱壓成形 等靜壓成形 軋制成形 離心成形 擠壓成形 爆炸成形 成形 無壓成形 加壓成形 粉末成形方法 ?粉末的預(yù)處理 ?普通模壓法成形 ?壓制理論 ?特殊成形方法 本章主要內(nèi)容 167。 粉末的預(yù)處理 ? 預(yù)處理包括： 退火、篩分、混合、制粒、加潤滑劑 等。 退火 ? 還原氧化物 ? 消除加工硬化 ? 鈍化金屬，防止自燃 ? 消除雜質(zhì)，提高純度 篩分 把顆粒大小不勻的原始粉末進(jìn)行分級，使粉末能夠按照粒度分成大小范圍更窄的若干等級。 制粒 將小顆粒的粉末制成大顆?；驁F(tuán)粒的工序，常用來改善粉末的流動性。 混合 將兩種或兩種以上不同成分的粉末均勻混合的過程。有時需將成分相同而粒度不同的粉末進(jìn)行混合，稱為 合批 。 混合時，除基本原料粉末外，其它添加組元有以下三類： ? 合金組元 ? 游離組元 ? 工藝性組元 167。 普通模壓法成形 ? 模壓法成形 是最廣泛使用的粉末成形技術(shù)。它是指在常溫下將混合均勻的粉末按一定的量裝入封閉的模具中，再用壓力機(jī)以一定的單位壓力壓制成坯塊的方法。 ? 這種成形過程通常由以下工步組成： 稱粉、裝粉、壓制、保壓及脫模 。 模壓原理 模壓作用 （ 1）將粉末成形為所要求的 形狀 。 （ 2）賦予坯體以精確的 尺寸 。 （ 3）賦予坯體要求的 孔隙度 和孔隙類型。 （ 4）賦予坯體以適當(dāng)?shù)?密度與強(qiáng)度 ，以便搬運(yùn)。 稱粉與裝粉 ? 稱粉 就是稱量成形一個壓坯所需的粉料的重量或容量。 ? 采用非自動壓模和小批量生產(chǎn)時，多用 重量法 ；大量生產(chǎn)和自動化壓制成形時，一般采用 容量法 ，且是用壓模型腔來進(jìn)行定量。 壓制方法 ? 單向壓制： 凹模和下凸模不動，由上凸模單向加壓。 ? 雙向壓制： 凹模固定不動，上下凸模以大小相等方向相反的壓力同時加壓。 ? 浮動壓制： 下凸模固定不動，凹模用彈簧、氣缸、油缸等支撐，受力后可以浮動。 圖 636 三種基本壓制方式 a）單向壓制 b）雙向壓制 c）浮動壓制 壓制過程 壓制過程可分為 四個階段 ： ①粉末顆粒移動，孔隙減小，顆粒間相互 擠緊 ； ②粉末擠緊，小顆粒填入大顆粒間隙中，顆粒開始有 變形 ； ③粉末顆粒表面的凹凸部分被壓緊且嚙合成 牢固接觸 狀態(tài)； ④粉末顆粒加工硬化到了極限狀態(tài)，進(jìn)一步增高壓力，粉末顆粒被 破壞和結(jié)晶細(xì)化 。 壓坯密度不均勻及危害 ，上層密度大于下層密度； ，接近上模沖斷面上，兩側(cè)大中間?。贿h(yuǎn)離上模沖斷面上，中間大兩側(cè)??； 。 導(dǎo)致制品性能不均勻； 燒結(jié)時收縮不均勻，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而變形或開裂。 單向與雙向壓制時壓坯密度沿高度的分布 （ a）單向壓制 （ b）雙向壓制 壓坯密度不均勻的原因 ? 造成壓坯密度分布不均勻的原因是粉末顆粒與模腔壁在壓制過程中產(chǎn)生的 摩擦 。 ? 摩擦力導(dǎo)致 壓力損失，使 壓力分布不均勻 。 影響因素與措施 c. 壓制方式 減小坯件高度與直徑比 使用潤滑劑 采用雙向壓制或浮模壓制工藝 增大壓制壓力或利用預(yù)壓工藝 壓坯密度與影響因素的關(guān)系 壓制壓力 的增高而增大； 粉末的粒度 或松裝密度的增大而增大； 強(qiáng)度和硬度 降低，有利于提高壓坯密度； 壓制速度 ，提高壓坯密度。 圖 637 坯件密度與模壓壓力、模壓速度及粉末特性間的關(guān)系 1— 低硬度粉末、粗粉、低模壓速度 2— 高硬度粉末、細(xì)粉、高模壓速度 粉末種類 松裝密度/(g/cm3) 硬度HBW 壓坯達(dá)到 60％相對密度所需壓制力 /MPa 壓坯達(dá)到 80％相對密度所需壓制力 /MPa 鉛（ Pb） 35 245 618 錫（ Sn） 50 515 1029 銅（ Cu） 49 2205 3724 鐵（ Fe） 70 2022 4900 金屬粉末的硬度與壓制壓力的關(guān)系 由于制粉的工藝不同，粉末的純度也不相同，粉末中都含有一定量的 雜質(zhì) 。粉末中的雜質(zhì)多以金屬 氧化物 的形式存在。 而金屬氧化物粉末多是硬而脆的，并主要分布于金屬粉末表面，這就使得壓制時壓制阻力增加，壓制性能變壞。 粉末純度的影響 粉末粒度及粒度組成的影響 粉末粒度構(gòu)成對壓坯密度的影響 添加劑 在粉末成形中添加劑主要是指 潤滑劑和成形劑 。 潤滑劑 是為降低摩擦而填加的物質(zhì)，通常有硬脂酸、硬脂酸鋅、二硫化銅、石墨粉等。 成形劑 是為改善粉末成形性而添加的物質(zhì)，通常有合成橡膠、淀粉、石蠟等。 潤滑劑加入量對壓坯性能的影響 脫模 ? 壓坯從模具型腔中脫出是壓制工序中重要的一步。 ? 壓坯從模腔中脫出后，會產(chǎn)生彈性恢復(fù)而脹大，這種脹大現(xiàn)象，叫做 回彈或彈性后效 ，可用回彈率來表示，即線性相對伸長的百分率。 ? 回彈率 的大小
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