【文章內容簡介】 等）具有重要的作用。 （ 2）可以制備非晶、微晶、準晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異的電學、磁學、光學和力學性能。 （ 3）可以容易地實現多種類型的復合，充分發(fā) 揮各組元材料各自的特性，是一種低成本生產高性能金屬基和陶瓷復合材料的工藝技術。 （ 4）可以生產普通熔煉法無法生產的具有特殊結構和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分離膜材料、高性能結構陶瓷和功能陶瓷材料等。 （ 5）可以實現凈近形成形和自動化批量生產，從而，可以有效地降低生產的資源和能源消耗。 （ 6）可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術。 5 （ 1）發(fā)展粉末制取新技術、新工 藝及其過程理論。重點是超細粉末和納米粉的制備技術，快速冷凝制備非晶、準晶和微晶粉末技術，機械合金化技術，自蔓延高溫合成技術，粉末粒度、結構、形貌、成分控制技術?？偟内厔菔窍虺?、超純、粉末特性可控方向發(fā)展。 （ 2）建立以 “ 凈近形成形 ” 技術為中心的各種新型固結技術及其過程模過程理論，如粉末注射成形、擠壓成形、噴射成形、溫壓成形、粉末鍛造等。 （ 3）建立以 “ 全致密化 ” 為主要目標的新型固結技術及其過程模擬技術。如熱等靜壓、擬熱等靜壓、燒結－熱等靜壓、微波燒結、高能成形等。 （ 4）粉末冶金材料 設計、表征和評價新技術。粉末冶金材料的孔隙特性、界面問題及強韌化機理的研究。 第 2章 粉末冶金模具中常用機構的設計 粉末冶金模具 (簡稱粉冶模具 )由于對裝料比與壓制坯件的結構及密度的均勻性等有所要求，因而除了模具的型腔設計外，在整體模具與模架的設計中，必然會使用到機械設計或模具設計中相關結構，它們與壓機和模具成型件、連接件相結合，達到粉末冶金模具的成型要求。 粉冶模具中的抽芯機構 6 粉末冶金成型壓機一般為立式壓機結構，若將粉冶模具的壓制方向稱為軸向，則與之垂直的方向為徑向 ， — 般情況下粉冶模具壓制的坯件常常只有軸向孔而不設計徑向孔。這樣，由于壓制方向與抽芯方向在同一軸線上，只有方向相同或相反，所以軸向抽芯動作一般由壓機和模架均能順利完成，只需在型芯上成型軸向孔的部位設計適當的脫模斜度，就完全可以實現軸向孔的裝粉、壓制與脫模 。 滑塊斜楔機構 粉冶模具中的滑塊斜楔機構類似于注射模和壓鑄模的側向分型與抽芯機構，只是兩者的作用不同，前者是為了解決粉冶產品密度的一致性和沿軸向的不等高尺寸而在裝粉時采用的仿形裝粉法，此時滑塊處于 閉合狀態(tài)，在完成壓制時形成坯件高度的各相應尺寸，需要脫模時，斜楔將軸向移動通過斜面產生徑向移動打開滑塊，相關仿形的部分產生軸向移動而脫模。后者是相當于塑件或壓鑄件帶有側凹槽或側向孔 (即徑向孔 )時，模具就必須帶有側向分型抽芯機構，如圖 4 所示，這種結構的作用在于開模推出塑 (鑄 )件之前，必須先把成型塑 (鑄 )件側向凹槽的模塊或側 (徑 )向孔的型芯從塑 (鑄 )件上脫開或抽出，然后塑 (鑄 )件才能沿軸向(即注塑或壓鑄方向 )完成脫模 。 。 圖 7 1 送料器蓋 2 上凸模墊板 3外下凸模 4 固定板 5上凸模 6 凹模 7斜楔 8內下凸模 9滑塊 10 脫模板 11 還件 粉冶模具中的滑塊斜楔機構，其設計要點有 3點： (① 斜楔滑塊裝配完成后，滑塊滾輪的水平軸線應位于斜楔垂直軸線的外面，一般兩軸線之間有 23mm 的距離，即圖 2a中的 c=23mm，以保證斜楔斜面推動滑塊滾輪時順利打開滑塊； ②當壓制完成時，滑塊保 證了壓制坯件軸向尺寸的要求后，斜楔斜面與滾輪表面的最小距離 h25~，以保證壓制時，滑塊在軸向的良好制擋作用； ③ 滑塊在脫模打開時，應保證滑塊的打開距離 s大于它在制擋時的壓墊寬度 P。一般 SP=24mm。這樣叫避免脫模時滑塊與滑塊墊座之間的運動干涉。關于 其 中的幾個參數有如下的關系 R＝ c+(φ/2 b)=P+σ=S ： 其中 R－滑塊滾輪半徑 ,mm φ －斜楔直徑 ,mm b－在斜楔圓柱外側削去的弓形圓柱的弓高 ,mm S－圖中沒有表示出來，它是滑塊向左右打開距離的一半 ,mm 其它 P、 a、 h 見圖示與上面 敘述中的文字說明。 壓制時的浮動裝置 粉末冶金模具中，為了獲取壓制坯件密度的一致性，往往采用雙向壓制的方法。但日前的各種十粉壓機，還未能完全提供出雙向壓制的動作要求，所以，往往在模架、模具卜通過一定的手段來實現非同口 4 的雙向壓制。 圖 是用壓力彈簧 10 和 30 來實現活動型芯 26 和凹、摸 25 在壓制當中的浮動，使得凹模 2活動型芯 26 獲得上壓力，也就是在承受上壓力的同時也獲得不同大小的下壓力，從而改善其成型相應部位的坯什密度。但是，彈簧浮動效果較差，其原因在于幾件彈簧的彈力很難做到一致 ，并且各件彈簧的彈力變化不能隨壓制需要而調整，彈簧彈力有限，彈簧易于失效失去彈力。 8 現在較好的浮動裝置是氣壓或液壓，該浮動方式浮動力平穩(wěn)一致，浮動過程可以控制與調節(jié)，㈠浮動力較大。但氣、液壓浮動結構比彈簧、橡皮浮動結構復雜的多。氣壓與液壓浮動對比而言，液壓浮動能力更強，但液壓密封比氣壓密封要求嚴格，若液壓浮動密封不 好，容易造成泄露，不但影響浮動能力，也容易造成成型工作環(huán)境的污染。至于氣壓與液壓的缸體管路與控制原理基本相似 。 有齒輪與螺紋機構 粉末冶金模具由于被壓制的對 是 粉體，隨著粉料成分、制粉工藝的變化在成型壓制過程當中，往往需要對不同裝料高度在模具上的裝粉尺寸進行調整。在自動于粉壓制中，通常采用螺紋的旋轉 而完成壓制方向尺寸的變化。要達到螺紋的機外調整，需要通過齒輪蝸桿機構來實現。 如圖 所示結構，是通過手柄 1 旋轉帶動蝸桿 2，再由件 2 與齒輪 3 嚙合，將傳動傳遞給外表面是直齒形而內表面是內螺紋的調整環(huán) 4，調整環(huán) 4通過內螺紋與固定齒輪 5的外螺紋嚙合，由螺紋的螺距不斷變化，從而實現調整環(huán) 4在壓制方向上的升高與降低。 在 中，手柄 1上同時裝有蝸桿 2 和錐齒輪 6，手柄 1轉動時，錐齒輪 6隨之轉動，通過錐齒輪 6 與錐齒輪 7的嚙合，改變了手柄 1的傳動方向，再由錐齒輪 7帶動計數器 8，達到調整計數的 目的。 圖 9 典型的壓制機 自動粉末壓力機 在這里我詳細為介紹自動粉末壓力機（ FZJ160）的使用說明： 壓機的技術參數： 最大壓制壓力 16噸 最大下拉力 8噸 壓制時最大支撐力 5噸 模具最大復位力 噸 上沖頭行程 100毫米 上沖頭可調距離 70毫米 最大裝料高度 65毫米 最大壓制行程 30毫米 最大下拉行程 35毫米 最大頂壓行程 6毫米 壓制速度 10~ 25 次 /分 主傳動電機 P=4千瓦 n=1430 轉 /分 氣動離合器的工作壓力 最大氣體消耗量 225升 /分 潤滑電機 千瓦 總負荷 上沖頭予載： 向下氣壓（可調） ~ 向下壓力（可調） 255~ 2810 牛頓 向上氣壓（固定） 向上壓力 1380 牛頓 予載行程 0~ 30 毫米 最大氣體耗量 63升 /分 加油量： 機倉 20升 蝸輪箱 10 的主要結構 ： 壓力機主要由床身，主傳動系統(tǒng)，送料機構，上橫梁（上沖頭），潤 滑系統(tǒng)，氣壓控制，電器控制系統(tǒng)，護罩及模架等組成。 頭運動 利用離合器輸出軸上的傳動齒輪，將旋轉運動傳遞到兩個大齒輪上，大齒輪裝在偏心輪軸上。偏心輪軸通過聯桿將使主橫梁上下運動，同時，通過導桿連接塊和聯桿，將往復運動傳遞至上橫梁，既傳遞至上沖頭。 FZJ160 壓力機上沖頭行程為一定值，即 100 毫米，但是起始位置可利用沖頭調節(jié)裝置加以調節(jié)。通過轉動上橫梁上的手柄，調整上沖頭與模架安裝基準面間的相對位置。利用上沖頭調整裝置可改變上沖頭相對于陰模的位置，調整范圍為70毫米，手柄每旋轉一周相當于上 沖頭移動 毫米。調整后，用手輪中的彈簧銷定位。 上沖頭固定在氣動活塞上，活塞的運動用電磁閥控制?；钊纳舷逻\動通過訊號發(fā)生器調整。壓制時，活塞一般處于上部位置，但在壓制位置時，活塞受可變負荷作用，在壓模下拉時，上橫梁向上復位。而上沖頭仍可保持在壓坯上。一但陰模下拉到位時，活塞下部受壓，上沖頭回到原位。 予載行程由 0至 30MM 任意變化，調整時活塞須在氣缸的上部，陰模下拉期間對壓坯加壓的作用是為了避免壓坯的彈性后效。早壓制較薄的產品或很細的粉末的情況下，應該特別注意彈性后 效，因為，彈性后效會使壓制品發(fā)生裂紋或分層。 壓機靠安裝在床身后部的三相電動機驅動，通過兩根 B型皮帶將動力傳遞到飛輪，蝸輪箱直至機身內部。 蝸輪箱通過氣動單片離合器控制。當壓機停車時，離合器由于加載彈簧的作 11 用環(huán)，活塞被移至剎車環(huán)的剎車片上，通過剎車片的作用是蝸輪箱輸出軸停止運動。當壓縮空氣通過蝸桿軸作用于環(huán)狀活塞，環(huán)狀活塞脫離剎車片，作用于離合器片，離合器齒輪，即蝸輪箱開始運轉。壓制次數由變頻器的頻率控制。 壓縮空氣通過氣動三聯體和壓力檢測器輸 入，利用調壓閥將工作壓力調至，氣動離合器正常工作所需的最小壓力有壓力檢測器進行檢查，壓力底于，壓力機即停機。 壓縮空氣通過氣管運輸送到兩位三通閥，再通過氣管，旋轉接頭經過蝸輪軸輸送到離合器。離合器的離合動作，由二位三通電磁閥控制。 氣動控制所有的元件以及輔助件都裝在機器的左側的氣動控制箱內。 壓力監(jiān)測器的調整： 為了確保離合器的二位三通閥的正常工作，在氣動三聯體上工作壓力的讀數不得超過 6Pa。壓力監(jiān)測器的最低壓力調到 ，一旦工作壓力低于 壓力機即停止運轉，指示燈“空氣壓力 異?！奔达@示。工作壓力調至 ，一旦達到這一壓力，壓力機將重新運轉。 所謂壓制行程是指模具從裝料位置下降到中間停留位置所移動的距離。裝料位置時，控制橫梁與可調的壓程限位器（碟形彈簧接觸，與上沖頭同步的主橫梁在下行時強制控制橫梁和導桿一起向下運動至壓制位置。在壓制位置上，控制橫梁上的支撐凸輪在左，右兩個壓制凸輪上（凸輪固定在大齒輪上） 壓制限位器用裝在機身上的螺桿。 為了使產品上部密度均勻或使產品的中性層間能控制在最合適的位置，必須避免上沖頭在裝料位置就已經全 部插入摸腔。因此，當上沖頭剛插入摸腔時，上沖頭與陰模同時移動，直至壓制行程結素。然后，上沖頭繼續(xù)下移，完成頂壓行程，到達其規(guī)定插入深度，實現對產品從上表面的再次壓制。 頂壓行程（調整范圍 06毫米）義勇機身面板上的軸進行調節(jié)，調節(jié)量顯示 12 在刻度盤上。頂壓行程的調節(jié)只能在壓機處于裝料位置時進行。 壓制完畢后開始脫模，從壓制完成位置下行到下拉位置模具走過的距離稱為“下拉行程”。 下拉移動依靠固定在大齒輪上的下拉凸輪進行，下拉動作通過旋轉滑墊，由下拉凸輪傳到拉下橫梁，最終傳到 T 型螺母，