【正文】 neering School of Materials Science and Engineering 五、彈性內(nèi)應(yīng)力與后效 （ Springback） ● 彈性內(nèi)應(yīng)力：粉末體受壓后內(nèi)部產(chǎn)生的變形抗力（阻力） ● 彈性后效： 當(dāng)壓力去除，把壓坯從壓模中脫出，由于彈性內(nèi)應(yīng)力的松弛作用，粉末壓坯會(huì)發(fā)生彈性膨脹，稱為 彈性后效。 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。 3) 粉末層各斷面上的外壓力與該斷面上粉末的實(shí)際斷面積受的壓力總和保持平衡。 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。 （ 2） 特點(diǎn) ☆ 典型的密度分布不均勻； ☆ 中性軸 位置：壓坯下端； ☆ H、 H/D增大，密度差增大； ☆ 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高； ☆ 適應(yīng)高度小、壁厚大的壓坯 Ps上沖壓力 Px下沖壓力 F摩擦力 中性軸 School of Materials Science and Engineering 2）雙向壓制 （ 1）壓制過(guò)程中陰模不動(dòng)、上、下模沖 都 對(duì)粉末體施加壓力。 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。 浮動(dòng)壓力 Pf過(guò)大，中性軸下移，密度差增大。 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）力平衡關(guān)系： Ps+Fx=Fy+Px 當(dāng) Fy=Fx時(shí)， Ps=Px；陰模壁與粉末間的摩擦力和芯桿壁與粉末間的摩擦力相等時(shí)，上下模沖壓力相等，壓坯密度最均勻． 問(wèn)題： Fy=Fx，大小相等、方向相反，能否完全抵消？ School of Materials Science and Engineering （ 4）錯(cuò)動(dòng)壓制壓坯的分段平均密變差比單向壓制?。坏兔芏葘邮且粋€(gè)斜面，比雙向壓坯強(qiáng)度高。 （ 6）最適于壓制細(xì)長(zhǎng)薄壁制品。 裝填系數(shù)： 壓坯密度與粉末松裝密度之比。 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。 School of Materials Science and Engineering 一、壓坯強(qiáng)度的形成原因 巴爾申觀點(diǎn)： 粉末壓坯中顆粒之間的聯(lián)結(jié)力（壓坯強(qiáng)度）主 要來(lái)源于顆粒間的 機(jī)械嚙合力； 瓊斯觀點(diǎn)： 粉末壓坯中顆粒之間的聯(lián)結(jié)力（壓坯強(qiáng)度）主要 來(lái)源于相鄰顆粒表面上的 原子吸引力 一般觀點(diǎn)：兩者兼而有之，以機(jī)械嚙合力為主 School of Materials Science and Engineering 二、壓坯強(qiáng)度的表示 （ ASTM B 783， GB531985） ASTM： x x mm GB： 30 x 12 x 6mm w厚度， mm（ 6mm） t寬度， mm （ 12mm） L支點(diǎn)間距， mm （ ） P負(fù)荷， N School of Materials Science and Engineering （ JSPM469） ， 14目金屬網(wǎng)轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)， 87rpm. 重量減少率： S =（ AB） /A x 100% 三、影響壓坯強(qiáng)度的因素 ： 顆粒硬度、表面粗糙度、比表面積、顆粒 形狀、表面氧化物及雜質(zhì)等； 、保壓時(shí)間 School of Materials Science and Engineering 第六節(jié) 影響壓制過(guò)程的因素 一、粉末性能的影響（自學(xué)） （一） 粉末物理性能 （二） 粉末化學(xué)組成 （三）粉末粒度及粒度組成 二、潤(rùn)滑劑、成形劑的影響 （一）作用 （二）選擇 （三）用量 三、壓制條件的影響 （一）壓制方式 （二）工藝條件 四、壓制廢品分析 School of Materials Science and Engineering 提要 二、潤(rùn)滑劑、成形劑的影響 （一）潤(rùn)滑劑和成形劑的作用 潤(rùn)滑劑： 降低粉末顆粒與模壁及模沖之間摩擦，改善密度 分布，減少壓模磨損，便于脫模。 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。壓制前，需將其中的汽油或酒 精揮發(fā)。 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。 彈性內(nèi)應(yīng)力： 顆粒間的斥力作用引起抵抗彈性變形的力。 剪切應(yīng)力： 大小相等、方向相反、不在一條直線上。 分層主要是壓制壓力過(guò)高引起的！ 糾正措施： 裝料均勻；不過(guò)壓 (不超過(guò)應(yīng)有壓制壓力 )；增加壓坯強(qiáng)度。 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。 2）帶法蘭的軸套，裂紋易產(chǎn)生在法蘭和主體的結(jié)合 部分，方向約為 45度。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。 （三）壓坯單重超差 School of Materials Science and Engineering （四）表面劃傷 壓坯表面劃痕稱為劃傷。 粘模使壓坯表面產(chǎn)生嚴(yán)重劃傷。 糾正措施 : 1) 采用硬質(zhì)合金模具， 2) 提高陰模的硬度，精度和光潔度； 3) 在陰模出口處作出一定長(zhǎng)度的錐度； 4) 除去鐵粉中的微粉； 5）改善模具配合間隙。 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。 3) 模具安裝的定位基準(zhǔn)： 以陰模內(nèi)孔做定位基準(zhǔn)。 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