【正文】 2組 3組 圖 61 實驗室的液壓式壓機 16 圖 62 本次課程設(shè)計所做樣品的壓制方式 脫模劑選擇 在壓制的時候，我們發(fā)現(xiàn)模具在脫模的時候很難脫模紀念牌上的字體沒有完全凸顯出來為了達到最好的效果，在老師和同學們的集體智慧下，經(jīng)過一系列的科學實驗最終確定了試驗方法。過載保護能力好?？煽刂蒲b粉的深度，壓坯高度尺寸精度高。在本次課程設(shè)計中由于 屬于探索性的實踐 ,并無成功的確切數(shù)據(jù)可以參考，所以在成型時壓力并不是固定的 15 一個值而是在不斷的變化。 設(shè)備和參數(shù) 本次試驗所用的設(shè)備是實驗室的液壓式壓機（圖 61），其最大壓力可達 80噸，考慮目標物（紀念牌）的尺寸及其原料的性能要求，選擇了最大壓力為 20噸。加入成型劑或潤滑劑后，還可以明顯提高模具的壽命。 成型劑是為了改善粉末成型性能而添加的物質(zhì)，可以增加壓坯強度，防止粉末混合料離析以及消除壓坯內(nèi)的物理缺陷。 3）雖然用其他方法可以制造，但是粉末冶金更為經(jīng)濟?？梢灾迫∠耠y熔極硬和特殊性能的材料。 3）顆粒狀材料兼有固體和液體的雙重性，即整體具有一定的流動性和每個顆粒的塑性，正式利用這種特性來實現(xiàn)粉末的成型，獲得所需的產(chǎn)品。 14 1）制得一定形狀和尺寸的壓坯，并使具有一定的密度和強度，成型方法為加壓成型中最多用的模壓成型。 壓制成型的方法有很多種如鋼模壓制、流體等靜壓制、三向壓制、粉末鍛造、擠壓、震動壓制、高能率成形等。有時為減小壓力和增加制件密度，也可采用熱等靜壓成型的方法。其 干燥曲線如下圖示 : 13 六、成型工藝 制取的粉末經(jīng)過篩分與混合混料均勻，并加入適當?shù)脑鏊軇┰龠M行壓制成型，顆粒間的原子通過固相擴散和機械咬合作用使制件結(jié)合為具有一定強度的整體。 磨料 將混好的物料在攪拌球磨機內(nèi)高速旋轉(zhuǎn) ，球磨機的轉(zhuǎn)速為 250r/min，加入了 ，最后稱得磨介質(zhì)量為 。其質(zhì)量配比同表 52。 機械合金化的 過程 選用原料及其用量 金屬粉末 : 銅粉，錫粉，鎢粉。門封條采用硅橡膠條密封，箱門上設(shè)有可供觀察用的雙層鋼化玻璃視鏡，外殼的頂部設(shè)有排氣孔，排氣量的大小可以自行調(diào)節(jié)。工作室的內(nèi)部放有擱板，用來放置各種試驗物品，工作室的底部裝有電加熱元件并有進氣孔。針對不同的被粉碎物料選取不同的球磨介質(zhì)、轉(zhuǎn)機械合金化的過程。裝料、取料和工作時攪拌器研磨裝置連同電機一起通過齒輪齒條傳動實現(xiàn)升降，并由限位套和滑塊固定螺釘限位。球磨機的轉(zhuǎn)速為 250r/min?？紤]到課程設(shè)計的時間緊迫，設(shè)定機械合金化所用的時間為 4h。機械粉碎主要以粉碎為目的，而機械合金化除粉碎外，各種成分的均勻混合、揉搓、冷焊也是非常重要的。它是在高速攪拌磨的條件下，利用金屬粉末混合物的重復冷焊和斷裂進行機械合金化的。因塑性低，只適用于鑄造。工業(yè)用錫青銅的 Sn 含量均在 3%14%之間，很少能達到 20%。 此次課程設(shè)計的銅（ Cu）、錫（ Sn）、鎢（ W）三種金屬粉末的配比屬于探索性的實踐 ,并無成功的確切數(shù)據(jù)可以參考 ,因此 ,我們在查閱相關(guān)資料 ,參考其它相關(guān)銅合金 ,主要是以參考錫青銅的配比后設(shè)定了三種金屬粉末的配比 .通過參考錫青銅的相關(guān)資料 ,我們了解到錫青銅是以錫為主要元素的銅合金 ,錫在銅中可形成固溶體 ,也可以形成金屬化合物 ,因此錫的含量不同 ,錫青銅的組織及性能也就不同 .抗拉強度隨 Sn 含量的增加而升高，當 Sn 的含量 6%時，伸長率就開始降低，當 Sn 的含量 20%時，因組織中出現(xiàn)大量的δ 相。添加劑對制品成型于質(zhì)量有著重要的影響，其中油酸主要在機械合金化的過程中起到溶劑 的作用，選用這該種溶劑主要是考慮到它們不與物料發(fā)生化學反應，且沸點低易揮發(fā)，無毒，對混合后粉末的松裝密度影響不大，來源廣泛，成本低。其硬度介于剛玉和金剛石之間，機械強度高于剛玉，可作為磨料和其他工業(yè)材料使用。但粉末混合過程須謹慎，太激烈的混合將會引起變形硬化、顆粒相互磨損、起層等，故一定要按照成形技術(shù)要求和規(guī)范進行?；旌戏鄣奶匦猿?用混勻度表示。 具體物理性能如表 1： 10 金屬粉末的配比 粉末配混是根據(jù)產(chǎn)品配料計算并按特定的粒度分布把各種金屬粉末及添加物 (如油酸熔點是 286℃ 等 )進行充分地混合，此工序通過混粉機完成。硬度 2，延展性好；灰錫為金剛石形立方晶系，密度 克 /立方厘米 。 C。 金屬錫柔軟，易彎曲，熔點 176?？勾髿夂退母g性強，并且是抗磁性金屬 ,塑性好 (δ =50%),但強度較低 (σ b=230～ 250MPa).硬度很低(40～ 50HBS),不能熱處理強化 ,只能通過冷加工變形強化。工藝 性能包括：松裝密度；振實密度；流動性；壓縮性；成形性。化學成分包括主要金屬的含量和雜質(zhì)的含量。本課程設(shè)計所用的粉末為購買的 200目的粉末。 9 由于金屬的特性，使得制粉比較困難，因此金屬粉末的價格一般很貴。現(xiàn)在的制粉方法可以分為機械法和物理化學法兩大類。 根據(jù)模具圖繪制制品圖 根據(jù)已繪制出來的模具圖，用 Auto CAD 大致繪制出制品圖，以供其他組同學參考，具體制品圖見附件。 1 游標卡尺； 2 計算機（其中要裝有 pro/eWildfire 、 Auto CAD 等必要的 CAD 軟件） 在 pro/eWildfire 進行模具建 模 從簡單到復雜，將每個零件在 pro/eWildfire 中建模（如圖 41），然后在進行裝配（如圖 42）。這樣不僅合理利用了資源，而且也方便了其他組同學展開課程設(shè)計的內(nèi)容。粉末冶金模具設(shè)計的基本原則是： 、無切削工藝特點，保證坯件達到所需的幾 何形狀、精度和表面光潔度、坯體密度及其分布這三項基本要求； ，使零件具有足夠高的強度、剛度和硬度，具有耐磨性和使用壽命，同時還要便于操作、調(diào)節(jié)，保證安全可靠； ，從模具設(shè)計要求和模具加工條件出發(fā)，合理地提出模具加工的技術(shù)要求（如公差、精度、表面光潔度和熱處理硬度等），既要保證坯件質(zhì)量，又要便于加工制造。 編制設(shè)計說明書 設(shè)計說明書中應包括：目錄（標題、頁次）；設(shè)計的目的和意義；工藝參數(shù)的計算；設(shè)備的選擇依據(jù)；成本核算；設(shè)計小節(jié)；參考文獻等。圖 31 本次課程設(shè)計的工藝流程圖 按照計算出的各種工藝參數(shù)進行設(shè)備選擇 按照計算出的各種工藝參數(shù)，選擇所需設(shè)備，并查閱出各種設(shè)備的體積、高度等 。 計算各種工藝參數(shù)和工藝流程圖 在設(shè)計準備的基礎(chǔ)上，計算各種工藝參數(shù)，所需原料和各種輔料，水電需求等。在自己設(shè)計所需設(shè)備時，要注意使用機械行業(yè)的設(shè)計標準和規(guī)范，一般來說，凡有標準或規(guī)范的，要盡量按照標 準或規(guī)范進行設(shè)計。進行工藝計算，按照產(chǎn)量計算出所需的原材料、各種輔料的需求量； ④根據(jù)產(chǎn)品要求，和加工過程中的各個工序進行設(shè)備選型和模具設(shè)計、制造； ⑤對前面的設(shè)計工作進行全面校核，檢查，然后送交技術(shù)負責人進行審核，審批； ⑥依據(jù)審查通過的技術(shù)文件組織生產(chǎn)。因此在設(shè)計中，應從材料、工藝、設(shè)備的現(xiàn)有狀況來設(shè)計。只有如此，才能高質(zhì)量地完成一個設(shè)計，也只有這樣，才能通過課程設(shè)計來提高學生自身的綜合素質(zhì)。 要求完成：粉末冶金的基本原理示意圖 1 張；所選目標物設(shè)計圖紙一份；生產(chǎn)工藝流程圖 1張；制品照片 1 份；設(shè)計說明書 1 份 . 三、課程設(shè)計的方法及步驟 課程設(shè)計的方法 3． 1． 1 繼承中的獨立思考 任何設(shè)計都不可能由設(shè)計者完全憑空想象、不依靠其它資料所能完成的。 課程設(shè)計的內(nèi)容 課程設(shè)計是以實際的目標物出發(fā)，通過對所學知識的綜合、概括，選擇合適的材料、工藝、設(shè)備，通過實際生產(chǎn) 過程的實踐，對制品進行檢驗、分析，得到成功與否的結(jié)論。 ，了解和掌握粉末冶金生產(chǎn)加工所需設(shè)備的原理及基本性能，選擇設(shè)備的基本原則等，培養(yǎng)正確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力，特別是設(shè)備選型的能力。 二、課程設(shè)計的目的和內(nèi)容 課程設(shè)計的目的 粉末冶金課程設(shè)計是材料工藝與設(shè)備課程的最后一個教學環(huán)節(jié)，同時是在其它課程設(shè)計基礎(chǔ)上，進行的一次較全面的工程設(shè)計訓練。粉末冶金總體發(fā)展趨勢是，以汽車配套為主，向提高粉末冶金零件密度、強度、尺寸精度、復雜形狀方向發(fā)展，同時擴大粉末冶金制品應用領(lǐng)域。而且近 5 年來，壓縮燒結(jié)粉末冶金的發(fā)展較快，其增長速度達 10%。 當前 ，汽車用粉末冶金材料和技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面，美國仍處于世界領(lǐng)先地位，但最近 5 年來，歐洲粉末冶金業(yè)在材料的改進、先進工藝技術(shù)開發(fā)、粉末冶金新領(lǐng)域的開拓等方面，均處于領(lǐng)先地位。 %～ %，一般不需后續(xù)機加工。而且最適于大批量生產(chǎn)三維復雜形狀的零件，可以完全實現(xiàn)自動化連續(xù)作業(yè)，生產(chǎn)效率高。國外用非聚 四氟乙烯干粉潤滑劑以靜電吸附的方式粘著在陰模內(nèi)壁，鐵零件的壓坯密度已達 。②模壁潤滑和溫壓是平行的兩個提高鐵基結(jié)構(gòu)零件密度的手段。以下產(chǎn)業(yè)化技術(shù)：①溫壓技術(shù) 被譽為 1990 年代粉末冶金技術(shù)的一大突破，于1990 年取得了第一項采用一次壓制燒結(jié)工藝制備高密度鐵基（ P / M ）零件的美國專利。其主要應用領(lǐng)域有汽車用粉末冶金零部件，汽車制造業(yè)仍是粉末冶金 (PM)發(fā)展的牽引力；粉末注射成 (PowderInjection Molding(PIM))溫壓成形技術(shù) (Warm Compaction)在眾多為提高 PM 件密度的生產(chǎn)方法中。其工藝、設(shè)備、市場等已為產(chǎn)業(yè)化準備了條件，可以產(chǎn)業(yè)化，取得社會效益和經(jīng)濟效益。 粉末冶金產(chǎn)業(yè)化是指這些技術(shù) 已比較成熟。 1． 3．