粉末冶金
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討論粉末冶金壓制成型的具體程序以及處理方法

2021-04-29 09:28:12

壓制和燒結是由粉末形成固體零件的機制。先壓制,后燒結。粉末冶金壓制成型前,粉末已全準備好,如粉末冶金部分所述。除了粉末成分之外,混合物中還可以存在粘合劑、抗絮凝劑和潤滑劑。

粉末壓制,因此通常是粉末成形,適合于具有二維幾何形狀和小厚度的扁平零件。隨著零件復雜性和厚度的增加,主要問題是由于粉末顆粒的不均勻壓實而導致的密度的更大變化,以及由于需要排出壓制的壓塊而導致的限制。處理方法用于緩解這些問題。在粉末冶金工藝設計中,工藝設計、不同層次的零件復雜性和粉末制造的能力將在后面討論。本節主要介紹粉末冶金壓制:

粉末壓制

粉末壓制是將粉末壓縮成幾何形狀。壓制通常在室溫下進行。這將創建一個名為綠色緊湊型。該壓制未燒結零件的強度(生坯強度)取決于壓實性,可使用粘合劑來提高壓實性。一般來說,一個綠色的粉盒可以用手拆開,但也足夠結實,可以輕拿輕放。生坯的幾何形狀與零件的幾何形狀相似,但是在制造過程的燒結階段會出現收縮,因此必需計算在內。

所需的粉末量將基于粉末的堆積密度和零件中的材料量。堆積密度在前一節中討論過,它是松散粉末本身的密度。測量粉末數量時,堆積密度很重要。潤滑劑等添加劑的影響必需始終計算在內。例如,一個綠色壓塊中含有一定量的潤滑劑和粘合劑,它們會增加額外的材料。在燒結過程中,這些潤滑劑和粘合劑被燒掉。他們的材料在燒結后就不在零件中了,這是必需考慮的。

粉末冶金壓制成型

為了開始制造過程,將一定量的粉末填充到模具中。模具填充的速度很大程度上取決于粉末的流動性。容易流動的粉末可以以更高的速度傾倒。澆注可以是一個自動化的過程。

一旦模具填滿,沖頭就會向粉末移動。沖頭向粉末施加壓力,將其壓實至正確的幾何形狀。

沖頭和模具表面在粉末制造中非常重要。沖頭和沖模之間必需存在一定的間隙,以便沖頭在沖模內移動。粉末顆??赡軙ㄔ谠撻g隙內,導致機器正常移動出現問題。為了防止粉末顆??ㄔ谠撻g隙內,間隙設計得非常低。用于粉末壓制的沖頭和沖模之間的間隙值通常小于0.001英寸。大多數沖頭和沖模由硬化的工具鋼制成,其表面在工具運動的方向上被研磨、拋光或研磨。用于粉末加工操作的沖頭和沖??梢杂商蓟u制成。

壓制操作所需的力的大小在很大程度上取決于材料。比如壓制鋁粉一般需要較低的力,而壓制鐵粉需要相對較高的力。壓制力還取決于粉末特性、添加劑和生坯的期望密度。摩擦力會阻礙顆粒在壓制過程中的運動,因此潤滑可以降低所需的壓制力,并使顆粒在壓制過程中分布更加均勻。應該以正確的量進行潤滑。過度潤滑不會全部留在顆粒表面,但也會聚集在顆粒間空間(開孔),并妨礙粉末的適當壓實。壓力是垂直于擠壓方向的零件面積上的壓力的函數。通常壓機是垂直的,在這種情況下,應考慮零件的水平面。

工業粉末制造的力通常在10,000磅/英寸之間變化2、(70兆帕)和120,000磅/英寸2,(800 MPa)。這種制造類型的零件大多很小(不到5磅),沖壓要求通常在100噸以下。數百噸級的機械壓力機通常適用于大多數粉末加工作業。容量為幾千噸的液壓機有時用于需要更大力量的工作。通常使用雙動作壓力機,帶有相對的頂部和底部沖頭,但是對于更復雜的零件,可以使用多動作壓力機。打孔速度必需調節。工件壓實速度越快,生產率越高,但如果沖壓速度太高,空氣可能會滯留在孔隙中,妨礙零件正確壓實。


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