第4章-粉末的成形.pptVIP

第四章 粉末的成形 粉末成形是粉末冶金的第二个阶段。它是将松散的粉末制成具有一定形状、尺寸、密度和强度的坯块这样一个工艺过程。 粉末经过成形工序得到具有既定形状与强度的粉末体，叫做压坯。 粉末成形有多种方法，除了普通的模压法，其他都归为特殊成形方法。模压成形是最基本方法。 粉末成形方法 本章主要内容 粉末的预处理 普通模压法成形 压制理论 特殊成形方法 §4.1 粉末的预处理 预处理包括：退火、筛分、混合、制粒、加润滑剂等。 1、退火 还原氧化物 消除加工硬化 钝化金属，防止自燃 消除杂质，提高纯度 2、筛分 把颗粒大小不匀的原始粉末进行分级，使粉末能够按照粒度分成大小范围更窄的若干等级。 3、制粒 将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序，常用来改善粉末的流动性。 4、混合 将两种或两种以上不同成分的粉末均匀混合的过程。有时需将成分相同而粒度不同的粉末进行混合，称为合批。 混合时，除基本原料粉末外，其它添加组元有以下三类： 合金组元　 游离组元　 工艺性组元　 §4.2 普通模压法成形 模压法成形是最广泛使用的粉末成形技术。它是指在常温下将混合均匀的粉末按一定的量装入封闭的模具中，再用压力机以一定的单位压力压制成坯块的方法。 这种成形过程通常由以下工步组成：称粉、装粉、压制、保压及脱模。 模压原理 模压作用 （1）将粉末成形为所要求的形状。 （2）赋予坯体以精确的尺寸。 （3）赋予坯体要求的孔隙度和孔隙类型。 （4）赋予坯体以适当的密度与强度，以便搬运。 4.2.1 称粉与装粉 称粉就是称量成形一个压坯所需的粉料的重量或容量。 采用非自动压模和小批量生产时，多用重量法；大量生产和自动化压制成形时，一般采用容量法，且是用压模型腔来进行定量。 4.2.2 压制方法 单向压制：凹模和下凸模不动，由上凸模单向加压。 双向压制：凹模固定不动，上下凸模以大小相等方向相反的压力同时加压。 浮动压制：下凸模固定不动，凹模用弹簧、气缸、油缸等支撑，受力后可以浮动。 4.2.3 压制过程 压制过程可分为四个阶段： ①粉末颗粒移动，孔隙减小，颗粒间相互挤紧； ②粉末挤紧，小颗粒填入大颗粒间隙中，颗粒开始有变形； ③粉末颗粒表面的凹凸部分被压紧且啮合成牢固接触状态； ④粉末颗粒加工硬化到了极限状态，进一步增高压力，粉末颗粒被破坏和结晶细化。 1、压坯密度不均匀及危害 a.垂直截面上，上层密度大于下层密度； b.水平截面上，接近上模冲断面上，两侧大中间小；远离上模冲断面上，中间大两侧小； c.压坯底部的边缘密度低。 导致制品性能不均匀； 烧结时收缩不均匀，产生内应力而变形或开裂。 2、压坯密度不均匀的原因 造成压坯密度分布不均匀的原因是粉末颗粒与模腔壁在压制过程中产生的摩擦。 摩擦力导致压力损失，使压力分布不均匀。 3、影响因素与措施 a.压坯高度与直径比 b.摩擦系数 c. 压制方式 减小坯件高度与直径比 使用润滑剂 采用双向压制或浮模压制工艺 增大压制压力或利用预压工艺 4、压坯密度与影响因素的关系 a.随压制压力的增高而增大； b.随粉末的粒度或松装密度的增大而增大； c.颗粒的强度和硬度降低，有利于提高压坯密度； d.降低压制速度，提高压坯密度。 6、粉末纯度的影响 4.2.4 脱模 压坯从模具型腔中脱出是压制工序中重要的一步。 压坯从模腔中脱出后，会产生弹性恢复而胀大，这种胀大现象，叫做回弹或弹性后效，可用回弹率来表示，即线性相对伸长的百分率。 回弹率的大小与模具尺寸计算有直接的关系。 复杂零件的压制 §4.4 压制成形模具 §4.6 压制理论 §4.7 特殊成形方法 近些年以来，人们广泛地研究了各种非钢模成形法。这些成形方法按其工作原理和特点分为等静压成形、连续成形、无压成形、注射成形、高能成形等，统称特殊成形。 4.7.1 等静压成形 这种方法是借助高压泵的作用把流体介质（气体或液体）压入耐高压的钢质密封容器内，高压流体的静压力直接作用在弹性模套内的粉末上。 粉末体在同一时间内在各个方向上均衡地受压而获得密度分布均匀和强度较高的压坯，称为等静压制，简称等静压。 等静压可分为冷等静压和热等静压两种。 一、冷等静压 通常是将粉末密封在软包套内，然后放到高压容器内的液体介质中，通过对液体施加压力使粉末体各向均匀受压，从而获得所需要的压坯。 液体介质可以是油、水或甘油。 包套材料为橡胶之类的弹塑性材料。 金属粉末可直接装套或模压后装套。 由于粉末在包套内各向均匀受压,所以可获得密度较均匀的压坯,因而烧结时不易变形和开裂。 其缺点是压坯尺寸精度差，还要进行机械加工。 冷等静压已广泛用于硬质合金、难熔金属及其他各种粉末材料的成形。 冷等静压工艺过程 混合粉（不需加成形剂