【文章內(nèi)容簡介】 等）具有重要的作用。 （ 2）可以制備非晶、微晶、準(zhǔn)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(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能。 （ 3）可以容易地實(shí)現(xiàn)多種類型的復(fù)合，充分發(fā) 揮各組元材料各自的特性，是一種低成本生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷復(fù)合材料的工藝技術(shù)。 （ 4）可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷材料等。 （ 5）可以實(shí)現(xiàn)凈近形成形和自動(dòng)化批量生產(chǎn)，從而，可以有效地降低生產(chǎn)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(jìn)行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。 5 （ 1）發(fā)展粉末制取新技術(shù)、新工 藝及其過程理論。重點(diǎn)是超細(xì)粉末和納米粉的制備技術(shù)，快速冷凝制備非晶、準(zhǔn)晶和微晶粉末技術(shù)，機(jī)械合金化技術(shù)，自蔓延高溫合成技術(shù)，粉末粒度、結(jié)構(gòu)、形貌、成分控制技術(shù)。總的趨勢是向超細(xì)、超純、粉末特性可控方向發(fā)展。 （ 2）建立以 “ 凈近形成形 ” 技術(shù)為中心的各種新型固結(jié)技術(shù)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(biāo)的新型固結(jié)技術(shù)及其過程模擬技術(shù)。如熱等靜壓、擬熱等靜壓、燒結(jié)－熱等靜壓、微波燒結(jié)、高能成形等。 （ 4）粉末冶金材料 設(shè)計(jì)、表征和評(píng)價(jià)新技術(shù)。粉末冶金材料的孔隙特性、界面問題及強(qiáng)韌化機(jī)理的研究。 第 2章 粉末冶金模具中常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 粉末冶金模具 (簡稱粉冶模具 )由于對(duì)裝料比與壓制坯件的結(jié)構(gòu)及密度的均勻性等有所要求，因而除了模具的型腔設(shè)計(jì)外，在整體模具與模架的設(shè)計(jì)中，必然會(huì)使用到機(jī)械設(shè)計(jì)或模具設(shè)計(jì)中相關(guān)結(jié)構(gòu)，它們與壓機(jī)和模具成型件、連接件相結(jié)合，達(dá)到粉末冶金模具的成型要求。 粉冶模具中的抽芯機(jī)構(gòu) 6 粉末冶金成型壓機(jī)一般為立式壓機(jī)結(jié)構(gòu)，若將粉冶模具的壓制方向稱為軸向，則與之垂直的方向?yàn)閺较?， — 般情況下粉冶模具壓制的坯件常常只有軸向孔而不設(shè)計(jì)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(dòng)作一般由壓機(jī)和模架均能順利完成，只需在型芯上成型軸向孔的部位設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍?，就完全可以?shí)現(xiàn)軸向孔的裝粉、壓制與脫模 。 滑塊斜楔機(jī)構(gòu) 粉冶模具中的滑塊斜楔機(jī)構(gòu)類似于注射模和壓鑄模的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，只是兩者的作用不同，前者是為了解決粉冶產(chǎn)品密度的一致性和沿軸向的不等高尺寸而在裝粉時(shí)采用的仿形裝粉法，此時(shí)滑塊處于 閉合狀態(tài)，在完成壓制時(shí)形成坯件高度的各相應(yīng)尺寸，需要脫模時(shí)，斜楔將軸向移動(dòng)通過斜面產(chǎn)生徑向移動(dòng)打開滑塊，相關(guān)仿形的部分產(chǎn)生軸向移動(dòng)而脫模。后者是相當(dāng)于塑件或壓鑄件帶有側(cè)凹槽或側(cè)向孔 (即徑向孔 )時(shí)，模具就必須帶有側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，如圖 4 所示，這種結(jié)構(gòu)的作用在于開模推出塑 (鑄 )件之前，必須先把成型塑 (鑄 )件側(cè)向凹槽的模塊或側(cè) (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(nèi)下凸模 9滑塊 10 脫模板 11 還件 粉冶模具中的滑塊斜楔機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)有 3點(diǎn)： (① 斜楔滑塊裝配完成后，滑塊滾輪的水平軸線應(yīng)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(dòng)滑塊滾輪時(shí)順利打開滑塊； ②當(dāng)壓制完成時(shí)，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(shí)，滑塊在軸向的良好制擋作用； ③ 滑塊在脫模打開時(shí)，應(yīng)保證滑塊的打開距離 s大于它在制擋時(shí)的壓墊寬度 P。一般 SP=24mm。這樣叫避免脫模時(shí)滑塊與滑塊墊座之間的運(yùn)動(dòng)干涉。關(guān)于 其 中的幾個(gè)參數(shù)有如下的關(guān)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(cè)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(shí)的浮動(dòng)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(jī)，還未能完全提供出雙向壓制的動(dòng)作要求，所以，往往在模架、模具卜通過一定的手段來實(shí)現(xiàn)非同口 4 的雙向壓制。 圖 是用壓力彈簧 10 和 30 來實(shí)現(xiàn)活動(dòng)型芯 26 和凹、摸 25 在壓制當(dāng)中的浮動(dòng)，使得凹模 2活動(dòng)型芯 26 獲得上壓力，也就是在承受上壓力的同時(shí)也獲得不同大小的下壓力，從而改善其成型相應(yīng)部位的坯什密度。但是，彈簧浮動(dòng)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(diào)整，彈簧彈力有限，彈簧易于失效失去彈力。 8 現(xiàn)在較好的浮動(dòng)裝置是氣壓或液壓，該浮動(dòng)方式浮動(dòng)力平穩(wěn)一致，浮動(dòng)過程可以控制與調(diào)節(jié)，㈠浮動(dòng)力較大。但氣、液壓浮動(dòng)結(jié)構(gòu)比彈簧、橡皮浮動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多。氣壓與液壓浮動(dòng)對(duì)比而言，液壓浮動(dòng)能力更強(qiáng)，但液壓密封比氣壓密封要求嚴(yán)格，若液壓浮動(dòng)密封不 好，容易造成泄露，不但影響浮動(dòng)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(jī)構(gòu) 粉末冶金模具由于被壓制的對(duì) 是 粉體，隨著粉料成分、制粉工藝的變化在成型壓制過程當(dāng)中，往往需要對(duì)不同裝料高度在模具上的裝粉尺寸進(jìn)行調(diào)整。在自動(dòng)于粉壓制中，通常采用螺紋的旋轉(zhuǎn) 而完成壓制方向尺寸的變化。要達(dá)到螺紋的機(jī)外調(diào)整，需要通過齒輪蝸桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。 如圖 所示結(jié)構(gòu)，是通過手柄 1 旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)蝸桿 2，再由件 2 與齒輪 3 嚙合，將傳動(dòng)傳遞給外表面是直齒形而內(nèi)表面是內(nèi)螺紋的調(diào)整環(huán) 4，調(diào)整環(huán) 4通過內(nèi)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(shí)現(xiàn)調(diào)整環(huán) 4在壓制方向上的升高與降低。 在 中，手柄 1上同時(shí)裝有蝸桿 2 和錐齒輪 6，手柄 1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，錐齒輪 6隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，通過錐齒輪 6 與錐齒輪 7的嚙合，改變了手柄 1的傳動(dòng)方向，再由錐齒輪 7帶動(dòng)計(jì)數(shù)器 8，達(dá)到調(diào)整計(jì)數(shù)的 目的。 圖 9 典型的壓制機(jī) 自動(dòng)粉末壓力機(jī) 在這里我詳細(xì)為介紹自動(dòng)粉末壓力機(jī)（ FZJ160）的使用說明： 壓機(jī)的技術(shù)參數(shù)： 最大壓制壓力 16噸 最大下拉力 8噸 壓制時(shí)最大支撐力 5噸 模具最大復(fù)位力 噸 上沖頭行程 100毫米 上沖頭可調(diào)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(dòng)電機(jī) P=4千瓦 n=1430 轉(zhuǎn) /分 氣動(dòng)離合器的工作壓力 最大氣體消耗量 225升 /分 潤滑電機(jī) 千瓦 總負(fù)荷 上沖頭予載： 向下氣壓（可調(diào)） ~ 向下壓力（可調(diào)） 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(jī)倉 20升 蝸輪箱 10 的主要結(jié)構(gòu) ： 壓力機(jī)主要由床身，主傳動(dòng)系統(tǒng)，送料機(jī)構(gòu)，上橫梁（上沖頭），潤 滑系統(tǒng)，氣壓控制，電器控制系統(tǒng)，護(hù)罩及模架等組成。 頭運(yùn)動(dòng) 利用離合器輸出軸上的傳動(dòng)齒輪，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到兩個(gè)大齒輪上，大齒輪裝在偏心輪軸上。偏心輪軸通過聯(lián)桿將使主橫梁上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，通過導(dǎo)桿連接塊和聯(lián)桿，將往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞至上橫梁，既傳遞至上沖頭。 FZJ160 壓力機(jī)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(diào)節(jié)裝置加以調(diào)節(jié)。通過轉(zhuǎn)動(dòng)上橫梁上的手柄，調(diào)整上沖頭與模架安裝基準(zhǔn)面間的相對(duì)位置。利用上沖頭調(diào)整裝置可改變上沖頭相對(duì)于陰模的位置，調(diào)整范圍為70毫米，手柄每旋轉(zhuǎn)一周相當(dāng)于上 沖頭移動(dòng) 毫米。調(diào)整后，用手輪中的彈簧銷定位。 上沖頭固定在氣動(dòng)活塞上，活塞的運(yùn)動(dòng)用電磁閥控制?；钊纳舷逻\(yùn)動(dòng)通過訊號(hào)發(fā)生器調(diào)整。壓制時(shí)，活塞一般處于上部位置，但在壓制位置時(shí)，活塞受可變負(fù)荷作用，在壓模下拉時(shí)，上橫梁向上復(fù)位。而上沖頭仍可保持在壓坯上。一但陰模下拉到位時(shí)，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(diào)整時(shí)活塞須在氣缸的上部，陰模下拉期間對(duì)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(chǎn)品或很細(xì)的粉末的情況下，應(yīng)該特別注意彈性后 效，因?yàn)椋瑥椥院笮?huì)使壓制品發(fā)生裂紋或分層。 壓機(jī)靠安裝在床身后部的三相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過兩根 B型皮帶將動(dòng)力傳遞到飛輪，蝸輪箱直至機(jī)身內(nèi)部。 蝸輪箱通過氣動(dòng)單片離合器控制。當(dāng)壓機(jī)停車時(shí)，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(yùn)動(dòng)。當(dāng)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(yùn)轉(zhuǎn)。壓制次數(shù)由變頻器的頻率控制。 壓縮空氣通過氣動(dòng)三聯(lián)體和壓力檢測器輸 入，利用調(diào)壓閥將工作壓力調(diào)至，氣動(dòng)離合器正常工作所需的最小壓力有壓力檢測器進(jìn)行檢查，壓力底于，壓力機(jī)即停機(jī)。 壓縮空氣通過氣管運(yùn)輸送到兩位三通閥，再通過氣管，旋轉(zhuǎn)接頭經(jīng)過蝸輪軸輸送到離合器。離合器的離合動(dòng)作，由二位三通電磁閥控制。 氣動(dòng)控制所有的元件以及輔助件都裝在機(jī)器的左側(cè)的氣動(dòng)控制箱內(nèi)。 壓力監(jiān)測器的調(diào)整： 為了確保離合器的二位三通閥的正常工作，在氣動(dòng)三聯(lián)體上工作壓力的讀數(shù)不得超過 6Pa。壓力監(jiān)測器的最低壓力調(diào)到 ，一旦工作壓力低于 壓力機(jī)即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，指示燈“空氣壓力 異?！奔达@示。工作壓力調(diào)至 ，一旦達(dá)到這一壓力，壓力機(jī)將重新運(yùn)轉(zhuǎn)。 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(dòng)的距離。裝料位置時(shí)，控制橫梁與可調(diào)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(shí)強(qiáng)制控制橫梁和導(dǎo)桿一起向下運(yùn)動(dòng)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(gè)壓制凸輪上（凸輪固定在大齒輪上） 壓制限位器用裝在機(jī)身上的螺桿。 為了使產(chǎn)品上部密度均勻或使產(chǎn)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(jīng)全 部插入摸腔。因此，當(dāng)上沖頭剛插入摸腔時(shí)，上沖頭與陰模同時(shí)移動(dòng)，直至壓制行程結(jié)素。然后，上沖頭繼續(xù)下移，完成頂壓行程，到達(dá)其規(guī)定插入深度，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品從上表面的再次壓制。 頂壓行程（調(diào)整范圍 06毫米）義勇機(jī)身面板上的軸進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)量顯示 12 在刻度盤上。頂壓行程的調(diào)節(jié)只能在壓機(jī)處于裝料位置時(shí)進(jìn)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(dòng)依靠固定在大齒輪上的下拉凸輪進(jìn)行，下拉動(dòng)作通過旋轉(zhuǎn)滑墊，由下拉凸輪傳到拉下橫梁，最終傳到 T 型螺母，