【正文】 Engineering School of Materials Science and Engineering ● 壓力損失 ? P = P2 = PP1 壓力損失是造成壓坯密度 分布不均勻的根本原因；應(yīng) 盡量減少； 特定情況下可以利用外摩 擦力 ● 影響壓力損失的因素 ? 摩擦系數(shù) 181。 一次孔隙 （ 顆粒內(nèi)部孔隙 ） 二次孔隙 （ 顆粒之間孔隙 ） 拱橋效應(yīng)產(chǎn)生的孔隙 School of Materials Science and Engineering School of Materials Science and Engineering 粉末體高的孔隙率使其受力后易于發(fā)生重排 School of Materials Science and Engineering 2. 粉末顆粒良好的彈塑性 制粉過(guò)程中，粉末一般都經(jīng)過(guò)專門處理 還原、退火 → 消除加工硬化、表面雜質(zhì)等 3. 粉末體較高的比表面積 主要作為燒結(jié)動(dòng)力，對(duì)壓制也有影響。 ，僅通過(guò)固體質(zhì)點(diǎn)本身變形，粉末體變形包括粉末顆粒的變形，還包括顆粒之間孔隙形態(tài)的改變，即顆粒發(fā)生位移。 School of Materials Science and Engineering 模壓成形 PM產(chǎn)品實(shí)例 —電動(dòng)工具零件 School of Materials Science and Engineering 模壓成形 PM產(chǎn)品實(shí)例 —汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用粉末燒結(jié)鋼零件 School of Materials Science and Engineering 模壓成形 PM產(chǎn)品實(shí)例 —汽車變速箱粉末燒結(jié)鋼零件 School of Materials Science and Engineering 連桿 School of Materials Science and Engineering 二、金屬粉末壓制過(guò)程中發(fā)生的現(xiàn)象 圖 124 粉末壓制示意圖 1— 陰模 Die 2—上模沖 Top（ upper） punch 3—下模沖 Bottom（ lower） punch 4— 粉末 Powder School of Materials Science and Engineering 鋼模 壓制 粉末 的 基本 過(guò)程 粉末混合料 稱量、裝模 壓制 卸壓 脫模 粉末壓坯 Powder mix Weighting，filling Compacting pacts School of Materials Science and Engineering 粉末壓制過(guò)程中發(fā)生的現(xiàn)象 1. 壓制后粉末體的孔隙度降低，壓坯相對(duì)密度明顯高于粉末體的相對(duì)密度。 影響壓制過(guò)程的因素 School of Materials Science and Engineering Making PowderMetallurgy Parts School of Materials Science and Engineering 一、基本概念 ● 成形（ Forming）的定義： 將粉末 密實(shí) （ densify）成具有一定形狀、尺寸、孔隙度和強(qiáng)度的坯體（ green pacts）的工藝過(guò)程。 概述 167。 a）成形方法的合理與否直接決定其能否順利進(jìn)行。 Q: 壓坯強(qiáng)度是如何形成的？（后述） 4. 由于粉末顆粒之間摩擦，壓力傳遞不均勻，壓坯中不同部位密度存在不均勻。 局部區(qū)域的高應(yīng)力可能超過(guò)粉末顆粒的強(qiáng)度極限。 ● 塑性變形 顆粒所受實(shí)際應(yīng)力超過(guò)其屈服極限，發(fā)生塑性變形。 p脫 = 181。 5) 粉末壓縮時(shí)的各個(gè)顆粒位移的幾率和它鄰接的孔隙大小成比例。 School of Materials Science and Engineering School of Materials Science and Engineering 4） 拉下式（強(qiáng)動(dòng)式、引下式）壓制（ d） a） b） c） d） 壓制效果與雙向壓制相同 也是生產(chǎn)中廣泛采用的一種設(shè)計(jì)！ School of Materials Science and Engineering School of Materials Science and Engineering 5） 摩擦芯桿壓制（錯(cuò)動(dòng)雙向壓制） Ps School of Materials Science and Engineering 摩擦芯桿壓制的特點(diǎn)： （ 1）陰模和下模沖頭不動(dòng)．芯桿和上模沖一起同步下降。 3）組合模沖盡量在 下模沖 上實(shí)現(xiàn) 實(shí)際生產(chǎn)中，不可能完全按理論計(jì)算設(shè)計(jì)組合模沖，仍需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行簡(jiǎn)化。 產(chǎn)生原因： 粉末顆粒之間的破壞力大于粉末顆粒之間的結(jié)力。 School of Materials Science and Engineering School of Materials Science and Engineering （二）裂紋 在壓坯的截面變化處產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象，稱為裂紋。 粘模使壓坯表面產(chǎn)生嚴(yán)重劃傷。 4）壓機(jī)精度： 壓機(jī)上滑塊和工作臺(tái)面的平行度，以及上滑塊行程對(duì)工 作臺(tái)面的垂直度部應(yīng)有合理的要求。 提高壓坯同軸度的主要措施： 1) 裝料均勻： 粉末流動(dòng)性好，裝料形式合理。壓力去除后，由于法蘭彈 性膨脹大于主體，致使結(jié)合部分產(chǎn)生裂紋。 剪切應(yīng)力： 大小相等、方向相反、不在一條直線上。 不足之處： 1）降低粉末流動(dòng)性， 2）本身密度低，占有一定體積，限制高密度壓坯的獲得， 3）降低顆粒接觸程度，降低壓坯強(qiáng)度 4）燒結(jié)揮發(fā)：制品外觀，燒結(jié)爐壽命 5）可能的反應(yīng) School of Materials Science and Engineering （二）選擇原則 1. 良好的潤(rùn)滑性， 2. 軟化點(diǎn)較高，混合時(shí)不易因溫度升高高而熔化， 3. 易于排除，殘留危害小， 4. 不與粉末反應(yīng)， 5. 對(duì)粉末松比、流動(dòng)性影響不大， 6. 來(lái)源與成本 常用材料： 鐵、銅基零件： 硬脂酸及其衍生物、石墨等 硬質(zhì)合金、陶瓷： 石蠟、合成橡膠、聚乙烯醇、乙二醇等。 （ 6）最適于壓制細(xì)長(zhǎng)薄壁制品。 中性軸 School of Materials Science and Engineering 單雙向壓制的密度分布 School of Materials Science and Engineering 3）浮動(dòng)陰模壓制 （ 1）定義： 壓制過(guò)程中上模沖向粉末加壓，下沖不動(dòng)、陰模不是固定不動(dòng)，而是通過(guò)彈簧或汽缸、油缸等適當(dāng)支撐。 Q:實(shí)際壓制壓力如何選擇？ School of Materials Science and Engineering School of Materials Science and Engineering （一）巴爾申方程 1）將粉末體視為彈性體 2）不考慮粉末的加工硬化 3）不考慮摩擦力的影響 4）不考慮壓制時(shí)間的影響 5）不考慮粉末流動(dòng)性的影響 二、壓制方程 — 壓坯密度與壓制壓力關(guān)系的定量描述 School of Materials Science and Engineering 2. 方程推導(dǎo) 任意一點(diǎn)的變形與壓力間的變化率： dζ/dε=kζ=P/A ε 對(duì)應(yīng)于壓縮量； A顆粒間有效接觸面積 積分、變換并取對(duì)數(shù)后得 : lgPmaxlg P = L(β1) lgP與 β(β1)成線性關(guān)系 L=壓制因子 ,β =壓坯的相對(duì)體積（ β =V粉 /V顆粒 ， β =ε +1） 硬質(zhì)粉末或中等硬度粉末在中壓范圍內(nèi)壓坯密度 的定量描述 School of Materials Science and Engineering 巴爾申方程在高壓與低壓情形下出現(xiàn)偏差的原因 低壓 ? 粉末顆粒以位移方式填充孔隙空間為主 ? 粉末體的實(shí)際壓縮模量高于計(jì)算值（即理論值），產(chǎn)生偏高現(xiàn)象 高壓 ? 粉末產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象和摩擦力的貢獻(xiàn)大，導(dǎo)致實(shí)際值低于計(jì)算值 School of Materials Science and Engineering （二）川北方程 1) 粉末層內(nèi)所有各點(diǎn)的單位壓力相等。 ppf ??? ?? 側(cè)摩School of Materials Science and Engineering （二）壓力損失 ● 定義： 用于克服外摩擦力而消耗的壓制（正）壓力。 ？估算其孔隙率。 粉末體變形較致密材料復(fù)雜。 模壓成形 ， pressing ● 模壓成形的主要功用是： ?將粉末成形成所要求的形狀； ?賦予壓坯以精確的幾何尺寸； ?賦予壓坯所要求的孔隙度和孔隙模型； ?賦予壓坯以適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度以便于搬運(yùn)。 粉末壓坯的強(qiáng)度 167。 壓制過(guò)程中力的分析 167。 b）影響隨后各工序（包括輔助工序）及最終產(chǎn)品質(zhì)量。 壓坯密度不均勻?qū)号髂酥廉a(chǎn)品性能有十分重要的影響。 5. 粉末體受力壓制，顆粒之間的接觸面積隨壓制