粉末冶金成型技術指(zhǐ)的是粉末壓製後,壓坯保持既定形狀的能(néng)力,用粉(fěn)末能夠(gòu)成形的最小單位壓製壓(yā)力表示,或用壓坯的強(qiáng)度來衡(héng)量(liàng)。成形性受顆粒(lì)形狀和(hé)結構的影(yǐng)響。
1、壓製的機理壓製
就是在(zài)外力(lì)作用下,將模具或其它容器中的粉末緊密壓實成預定形狀和尺寸壓坯的工藝過程。粉末裝入陰模,通過上下(xià)模衝對其施壓。在壓縮過程中,隨著粉末(mò)的移動和變形,較大的空隙被填充,顆粒表麵的(de)氧化膜破碎,顆粒間接觸麵積增大,使原子間產(chǎn)生(shēng)吸引力且顆粒間的機械楔合作用增強,從而形(xíng)成具有一定密度和強度的壓坯。2.等靜壓(yā)製壓力直接作用在粉末體或彈性模套上,使粉(fěn)末體在同一時間內各個方向(xiàng)上均衡受壓而獲得密度分布(bù)均勻和強度較高的(de)壓坯的過程。按其特性分為冷(lěng)等(děng)靜壓製和(hé)熱等靜壓(yā)製兩大類。
2、冷等靜壓製
即在室溫下等靜(jìng)壓製(zhì),液體為壓力傳遞媒(méi)介。將粉末體裝入彈性模具內,置於鋼體密封容器內,用(yòng)高壓泵將液體壓入容器,利用液體均勻傳遞壓力的特性,使彈性模具內的粉末體(tǐ)均勻受壓。因此,冷等靜壓製壓坯密度高,較均勻,力學性能較好,尺寸大且形狀複雜,已用於棒材、管材和大型(xíng)製品(pǐn)的生產。
3、熱等靜壓製
把粉末壓(yā)坯或裝入特製容器內(nèi)的粉末體(tǐ)置(zhì)入熱等(děng)靜壓機高壓容(róng)器中,施以高溫和高壓,使這些粉末體被壓製和燒結成致密的零件或(huò)材料的(de)過程。在高溫下的等靜壓製,可以激活擴散和蠕變現象的發(fā)生(shēng),促進粉末的原子擴散和再結晶及以極緩慢的速率進行塑性變形,氣體為壓力傳遞(dì)媒介。粉(fěn)末體在(zài)等靜壓高壓(yā)容(róng)器內同一時(shí)間經受高溫和高壓的聯合(hé)作(zuò)用,強化了壓製與燒(shāo)結過程,製品的壓(yā)製壓(yā)力和燒結溫度(dù)均低(dī)於冷等靜壓製(zhì),製品的致(zhì)密度和強度高,且均勻一致,晶(jīng)粒細小,力學性能高(gāo),消除(chú)了材料內部顆粒間的缺陷和(hé)孔隙,形(xíng)狀(zhuàng)和尺寸不受限製。但熱等靜壓(yā)機(jī)價格高,投(tóu)資大。熱等靜壓製已(yǐ)用於粉末高(gāo)速鋼、難熔金屬、高溫合(hé)金和金屬陶瓷等(děng)製品的生產。
4、粉末軋製
將粉末通過漏鬥喂入一對旋轉軋輥之間使其壓實成連續帶坯(pī)的方法。將金屬粉末通過一(yī)個特製的(de)漏鬥喂入轉動的軋輥縫中,可軋出(chū)具有一定厚度、長度(dù)連續、強(qiáng)度適宜的板帶坯(pī)料。這些坯體經預燒結(jié)、燒結,再軋製加工及熱(rè)處理等工序,就可製成具(jù)有一定孔(kǒng)隙度的、致密的粉末冶金板(bǎn)帶材。粉末軋製製品的密度比較(jiào)高,製品的長度原(yuán)則上不受限製,軋製製品的厚度和寬度會受(shòu)到軋輥的限製;成材(cái)率高為80%~90%,熔鑄軋製的僅為60%或更低。粉末軋製適用(yòng)於生產多(duō)孔材料、摩擦材料、複合材料和硬質合(hé)金等的板材(cái)及帶材(cái)。
5、粉漿澆注
是金屬粉(fěn)末在不施加外力的情況下成形的,即(jí)將粉末加水或其它液(yè)體及懸浮劑調製成粉漿,再注入石(shí)膏模內,利用石膏模吸取水分(fèn)使之幹燥後成形。常用的懸浮劑有聚乙烯醇(chún)、甘油、藻肮酸鈉等,作用是防止(zhǐ)成形顆粒聚集,改善潤(rùn)濕條件。為保證形成穩定(dìng)的膠態懸浮液,顆粒尺寸不大(dà)於5μm~10μm,粉(fěn)末在懸浮液中的質(zhì)量含量為40%~70%。
6、擠壓成形
將置於擠壓筒內的粉末、壓坯或燒結體通過規定的模孔壓(yā)出。按照擠壓條件不同,分為冷擠壓和熱擠壓。冷擠壓是把(bǎ)金屬粉末與一定量的有機粘結劑混合在較低溫度下(40℃~200℃)擠壓成坯塊;粉末熱擠壓是指金屬粉末(mò)壓坯或粉末裝入包套內加熱到較高溫度下壓擠,熱擠壓法能夠製取形狀複雜、性能優良的製品和材料。擠壓成形設備簡(jiǎn)單,生產率高,可獲得長度方向密度均勻的製品。擠壓成形能擠(jǐ)壓出壁很薄直經很小的微形小管(guǎn),如厚度僅0.01mm,直徑1mm的粉末冶金製品(pǐn);可擠壓形狀複雜(zá)、物理力學性能優良的(de)致密粉末材料,如燒結鋁合金及(jí)高溫合金。擠壓製品的橫向密度均勻,生產連續(xù)性高,因此,多用於(yú)截麵較簡單的條、棒和螺旋形條、棒(如麻花鑽等)。
7、鬆裝燒結成(chéng)形
粉末未經壓製而直接進行(háng)燒結,如將粉末裝入模具中振實,再連同模具一起入爐燒結成形,用於多孔材料的生(shēng)產;或將粉末均勻鬆裝於(yú)芯板上,再(zài)連(lián)同芯板一起入爐燒結成形,再(zài)經(jīng)複壓或軋製達(dá)到所需密度,用於製(zhì)動摩擦片及雙金屬材料的生產。將置於擠壓筒內的粉末、壓坯(pī)或燒結體通過規定的模孔壓出。按(àn)照擠壓條件(jiàn)不同(tóng),分為冷擠壓和熱擠(jǐ)壓。冷擠壓是把金屬粉末與一定(dìng)量的(de)有機粘結(jié)劑混合(hé)在較低溫度下(40℃~200℃)擠壓成坯塊;粉末(mò)熱擠(jǐ)壓是指(zhǐ)金屬粉末壓坯或粉末(mò)裝入包套內加熱到較高溫度下壓擠,熱擠壓法能夠製取形狀複雜、性能優良的製品和材料。擠壓成形設備簡單,生產率高(gāo),可獲得長度方向(xiàng)密度均勻的製(zhì)品。
8、爆炸(zhà)成形
借助於爆炸波的高能量使粉末固結(jié)的成形方法。爆炸成形的特點是爆炸時產生壓力很高,施於粉末體(tǐ)上的壓力速度極快。如炸藥爆(bào)炸後,在幾(jǐ)微(wēi)秒時間內產生的衝(chōng)擊壓力可達106MPa(相當於107個大氣壓),比壓(yā)力機上壓製(zhì)粉(fěn)末(mò)的單位壓力要高幾百倍至幾千倍。爆炸成形壓製壓坯的相對密度極高,強度極佳。如用炸藥爆炸壓(yā)製電解鐵粉,壓坯(pī)的(de)密度接近純鐵體的理論密度值。
爆炸(zhà)成形可加工普通壓製(zhì)和燒結工藝難以成形的材料,如難熔金屬、高合金材料等,還可壓製普通壓力無法壓製的大型壓坯。除上述方法外,還有注射成形(xíng)及熱等靜壓(yā)製新技術等新的(de)成形方法(fǎ)。
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