第二章-粉末压制成形原理.pptVIP

第二章 粉末压制成形原理Principles of Powder Compaction（Pressing） Making Powder-Metallurgy Parts 模压成形PM产品实例—电动工具零件 模压成形PM产品实例—汽车发动机用粉末烧结钢零件 模压成形PM产品实例—汽车变速箱粉末烧结钢零件 粉末体高的孔隙率使其受力后易于发生重排 Blended powders are pressed into shapes in dies. Pressure distribution: （四）黄培云压制理论（方程） 黄培云先生分析了以前的众多压制方程，认为由于其推导过程中作了许多假定，或是从特定的研究对象出发，因此方程的适用性受到一定限制。 ●以前压制方程的不足： 1. 对摩擦力考虑不够； 2. 把粉末体作为理想的弹性体处理； 3. 未考虑压制时间（对压制过程中应力、应变变化）的影响 —— 未考虑弛豫问题； 4. 未考虑压制时粉末体的加工硬化问题； 5. 未考虑压制时粉末的大程度变形（应变）问题。 ●弛豫现象：物质系统由非平衡态自发地趋于平衡状态的过程；过程所经历的时间称为“弛豫时间”。 黄培云压制理论（方程）——理论基础 1. 压坯密度ρ是外压的函数：ρ=k?f(P) 2. 常用力学模型 ● 理想弹性体-虎克体（H体）：σ=Mε ● 理想液体-牛顿体（N体）：σ=ηdε/dt ● 线弹性-塑性体-Maxwell体（M体）（弹性和粘滞性物体（应力弛豫）） ● 线弹性体-（应变弛豫）—Kelvin固体（K体） 黄培云公式(压制方程)的推导 （1） 用弹性和粘滞性固体（Maxwell体）来描述粉末体 对于理想弹性体(H体)，应力-应变关系—虎克定律：σ=Mε dσ/dt = Mdε/dt 用M体（同时具有弹性和粘滞性的固体）代替H体（考虑应力弛豫）： dσ/dt = Mdε/dt –σ/t 恒应变：dε/dt= 0， 有 σ=σ0 exp（-t/ τ1 ） （1） τ1— 应力弛豫时间 （1）式考虑了粉末压制时的应力弛豫 用M固体描述粉末体，比H体更接近实际 （2） 类似地，也可以用Kelvin固体（K体，同时具有弹性和应变弛豫性质的固体）来描述粉末体： σ= Mε+ηdε/dt = M(ε+τ2dε/dt) （2） η—沾滞系数：η=Mτ2 ；τ2— 应变弛豫时间 （2）式考虑了粉末压制时的应变弛豫 用K固体描述粉末体，比H体更接近实际 1.6多台阶压坯的压制 School of Materials Science and Engineering （二）裂纹 在压坯的截面变化处产生裂纹的现象，称为裂纹。 产生裂纹的原因：与分层有相同之处： 1）压坯脱模时中间停顿，压坯脱出部分内应力松驰，产 生弹性膨胀，而末脱出部分仍受到压缩，产生压 应力，致使压坯产生剪切裂纹。 2）带法兰的轴套，裂纹易产生在法兰和主体的结合 部分，方向约为45度。产生原因是法兰部分密度 高，主体部分密度低。压力去除后，由于法兰弹 性膨胀大于主体，致使结合部分产生裂纹。 纠正措施：装料应控制装料比；增加压坯强度。 （三）压坯单重超差 School of Materials Science and Engineering （四）表面划伤 压坯表面划痕称为划伤。 产生原因： 1）粘模：脱模时在阴模出口处受到阻碍，局部产生高温， 使粉末焊在模壁上的现象。 粘模使压坯表面产生严重划伤。 2）阴模软或光洁度差，也易产生划伤。 纠正措施: 1) 采用硬质合金模具， 2) 提高阴模的硬度，精度和光洁度； 3) 在阴模出口处作出一定长度的锥度；