【正文】 三章： 1 12 School of Materials Science and Engineering 第四節(jié) 粉末壓坯密度的分布 一、模壓成形時壓坯密度分布的不均勻性 （一）壓坯密度分布不均勻的現(xiàn)象 僅通過上模沖加壓的單向壓制 Ni粉壓坯： H： ； D： 20；700MPa School of Materials Science and Engineering 圖 328 單向壓制鐵粉壓坯密度和硬度的分布狀況： Φ72mm；粉末為3kg和 1kg（上、下圖）；550~680MPa； 左 — 密度 g/cm3， 右 —硬度 HB 沿箭頭方向密度降低 密度變化規(guī)律 密度分布不均勻的后果： ● 不能正常實現(xiàn)成形，如出 現(xiàn)分層，斷裂，掉邊角等； ● 燒結(jié)收縮不均勻 ,導(dǎo)致變形等； ● 性能不均勻！ School of Materials Science and Engineering 絕對密度差、相對密度差、平均密度 絕對密度差： dj = dmax– dmin 相對密度差： dr =（ dmax– dmin） /dmax 100% （二）壓坯密度分布不均勻性表示 密度差反映了模壓成形的技術(shù)水平 對密度差的數(shù)值要求越小，要求壓制水平就越高 在可能的情況下，應(yīng)采用盡可能寬松的密度差 School of Materials Science and Engineering （三）壓坯密度分布不均勻的產(chǎn)生原因 ● 外摩擦力（壓力損失） ●內(nèi)摩擦力 ●側(cè)壓力 ●壓制方式 ●壓坯形狀與尺寸 ●壓模結(jié)構(gòu)與設(shè)計 ●潤滑 直接影響壓制 壓力的傳遞 間接影響壓制 壓力的傳遞 School of Materials Science and Engineering 二、改善壓坯密度分布不均勻性的措施 （一）合理選擇壓制方式 (H)和直徑 (D)或厚度 (δ)的比值選取壓制方式 ☆ H/D≤1，而 H/δ≤3時，可采用單向壓制； ☆ H/Dl，而 H/δ3時，采用雙向壓制； ☆ H/D4～ 10時，采用帶摩擦芯桿壓模壓制、雙向浮動壓 模壓制、引下式壓模壓制等 ☆ 對于很長的制品，需采用特殊成形（等靜壓、擠壓等） School of Materials Science and Engineering 四種基本的模壓成形方法 a） 單向壓制 b） 雙向壓制 c） 浮動模壓制 d） 引下式壓制 a） b） c） d） 實質(zhì)上只有單向和雙向壓制！ School of Materials Science and Engineering 2. 幾種典型壓制方式的特點及密度分布 1）單向壓制 （ 1）壓制過程中陰模不動、下模沖（上模 沖）不動，壓制壓力僅通過上模沖（下模沖）施加到粉末體上。 （ 2） 特點 ☆ 壓制效果與雙向壓制類似； ☆ 壓坯密度分布與雙向壓制相同； ☆中性軸的位置與支撐力有關(guān)； ☆ 是生產(chǎn)中廣泛采用的一種壓制方式，便于裝粉； ☆ 壓機下部只需較小的壓制和脫模壓力 School of Materials Science and Engineering 浮動陰模壓制的關(guān)鍵： 彈簧支撐力 的確定 陰模受力： Fs、 Fx、 Pf、 W， 力平衡式： 只有浮動壓力 Pf等于 W，上下模沖壓力才相等。 （ 2）外徑處，壓力沿高度向下減小，內(nèi)徑處，壓力沿高度向上逐漸減小。 School of Materials Science and Engineering （二）降低摩擦系數(shù)，減少壓力損失 ☆ 目的： 降低摩擦系數(shù)以減少外摩擦力 核心問題： 潤滑劑的選擇原則和用量 不可忽視潤滑劑的副作用！ ☆ 潤滑方式： 模壁潤滑和粉末潤滑 2. 改進(jìn)壓模材料及表面狀態(tài) 3. 原料粉末的改性 School of Materials Science and Engineering （三）復(fù)雜形狀壓坯的壓制 School of Materials Science and Engineering 1）保證各部分粉末的壓縮比相等 壓縮比： 粉末松裝高度與壓坯高度之比。 School of Materials Science and Engineering 整體模沖不能實現(xiàn)壓坯密度均勻 — 為提高密度均勻性，須使用組合（分離）模沖！ 整體下模沖 組合下模沖 School of Materials Science and Engineering 使用組合模沖時料腔高度的計算： 若： d松 =， d坯 = K= d坯 /d松 = ∴ H松 1= Kh坯 = H松 2 =55mm School of Materials Science and Engineering Q：臺階個數(shù)是否任意！ 帶臺階壓坯的壓制： School of Materials Science and Engineering School of Materials Science and Engineering School of Materials Science and Engineering 計算的裝粉面位置 x （自學(xué)） School of Materials Science and Engineering 第五節(jié) 粉末壓坯的強度 壓坯強度： 粉末壓坯反抗外力而保持其形狀、 尺寸不變的能力 重要性： 衡量粉末性能的重要指標(biāo)之一； 衡量壓制過程和壓坯質(zhì)量的重要指 標(biāo)之一。 School of Materials Science and Engineering （三）用量及加入方式 滿足工藝要求前提下，盡可能少用 硬脂酸鋅最佳用量： wt% 橡膠石蠟最佳用量： 12 wt % 加入方式： 干混合方式加入： 與主要成分的金屬粉末一起混合， 溶液狀態(tài)加入： 先將石蠟或合成橡膠溶于汽油或酒精中，再 將它摻入料漿或干的混合料中。 破壞力包括： 彈性內(nèi)應(yīng)力、剪切應(yīng)力等。使物體 兩部分產(chǎn)生相對位移 (或稱剪切變形 )。 產(chǎn)生裂紋的原因：與分層有相同之處： 1）壓坯脫模時中間停頓，壓坯脫出部分內(nèi)應(yīng)力松馳，產(chǎn) 生彈性膨脹，而末脫出部分仍受到壓縮，產(chǎn)生壓 應(yīng)力，致使壓坯產(chǎn)生剪切裂紋。 糾正措施： 裝料應(yīng)控制裝料比；增加壓坯強度。 2）陰模軟或光潔度差，也易產(chǎn)生劃傷。 2) 模具設(shè)計合理： 提高摸具的精度 —— 配合間隙小、上下模沖的同軸度小、陰模型腔和脫模錐度須嚴(yán)格同 心、各模具零件的平行度和垂直度設(shè)計合理。 School of Materials Science and Engineering 思考題 教材第二章： 1 1 1 14 School of Materials Science and Engineering The End of Chapter 2 School of Materials Science and Engineering Thanks a lot for your attention 。與陰模 配合的其它 零件，被固定的部位，其徑向應(yīng)有調(diào)整間隙，能自動調(diào)正。 School of Materials Science and Engineering （五）同軸度超差 套類壓坯對同軸度的要求較高，是較難控制的一個參數(shù)。 產(chǎn)生原因： 1）粘模： 脫模時在陰模出口處受到阻礙，局部產(chǎn)生高溫， 使粉末焊在模壁上的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因是法蘭部分密度 高，主體部分密度低。 檢驗方法： 磕斷壓坯觀察斷面；超聲波探傷等。 彈性內(nèi)應(yīng)力和壓應(yīng)力方向相反。 School of Materials Science and Engineering 三、壓制條件的影響 （一）壓制方式（略 ) （二）壓制工藝條件 1. 裝粉方式： 重量法、容量法（落入、吸入、芯桿移動） 2. 加壓速度： 低壓范圍內(nèi)（ 10m/s）： 速度加快不利！ 快速沖擊壓制（幾十 ~上百 m/s） ——新技術(shù)！ 3. 保壓時間 4. 振動壓制 5. 磁場壓制 School of Materials Science and Engineering 四、壓制缺陷（廢品）分析 （一）分層 沿壓坯的棱邊向內(nèi)部發(fā)展的裂紋稱為分層 （與壓制方向垂直）。 成形劑： 改善粉末成形性能，提高壓坯強度。 兩者數(shù)值上相等（等截面時）！ 2）采用組合模沖代替整體模沖，實現(xiàn) 補償裝粉 ，是實現(xiàn)壓縮 比相等的關(guān)鍵 補償裝粉： 各部分的粉料裝填高度按裝填系數(shù)（壓縮比） 來計算。 （ 5）不適應(yīng)于厚壁壓坯： 其局部密度均勻性比雙向壓制差。 實際： Pf稍大于 W，便于陰模自動復(fù)位。 （ 2）特點 ☆ 相當(dāng)于兩個單向壓制的疊加； ☆ 中性軸不在壓坯端部； ☆ 同樣壓制條件下，密度差較單向壓制??； ☆ 可用與 H/D較大壓坯的壓制 School of Materials Science and Engineering （ 3）雙向壓制的基本類型 ☆ 同時雙向壓制（圖）： 上下模沖同時向粉末體施加相等的壓力