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粉末冶金
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讨论粉末冶金压制成型的具体程序以及处理方法

2021-04-29 09:28:12

压制和烧结是由粉末形成固体零件的机制。先压制,后烧结。粉末冶金压制成型前,粉末已全准备好,如粉末冶金部分所述。除了粉末成分之外,混合物中还可以存在粘合剂、抗絮凝剂和润滑剂。

粉末压制,因此通常是粉末成形,适合于具有二维几何形状和小厚度的扁平零件。随着零件复杂性和厚度的增加,主要问题是由于粉末颗粒的不均匀压实而导致的密度的更大变化,以及由于需要排出压制的压块而导致的限制。处理方法用于缓解这些问题。在粉末冶金工艺设计中,工艺设计、不同层次的零件复杂性和粉末制造的能力将在后面讨论。本节主要介绍粉末冶金压制:

粉末压制

粉末压制是将粉末压缩成几何形状。压制通常在室温下进行。这将创建一个名为绿色紧凑型。该压制未烧结零件的强度(生坯强度)取决于压实性,可使用粘合剂来提高压实性。一般来说,一个绿色的粉盒可以用手拆开,但也足够结实,可以轻拿轻放。生坯的几何形状与零件的几何形状相似,但是在制造过程的烧结阶段会出现收缩,因此必需计算在内。

所需的粉末量将基于粉末的堆积密度和零件中的材料量。堆积密度在前一节中讨论过,它是松散粉末本身的密度。测量粉末数量时,堆积密度很重要。润滑剂等添加剂的影响必需始终计算在内。例如,一个绿色压块中含有一定量的润滑剂和粘合剂,它们会增加额外的材料。在烧结过程中,这些润滑剂和粘合剂被烧掉。他们的材料在烧结后就不在零件中了,这是必需考虑的。

粉末冶金压制成型

为了开始制造过程,将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决于粉末的流动性。容易流动的粉末可以以更高的速度倾倒。浇注可以是一个自动化的过程。

一旦模具填满,冲头就会向粉末移动。冲头向粉末施加压力,将其压实至正确的几何形状。

冲头和模具表面在粉末制造中非常重要。冲头和冲模之间必需存在一定的间隙,以便冲头在冲模内移动。粉末颗粒可能会卡在该间隙内,导致机器正常移动出现问题。为了防止粉末颗粒卡在该间隙内,间隙设计得非常低。用于粉末压制的冲头和冲模之间的间隙值通常小于0.001英寸。大多数冲头和冲模由硬化的工具钢制成,其表面在工具运动的方向上被研磨、抛光或研磨。用于粉末加工操作的冲头和冲模可以由碳化钨制成。

压制操作所需的力的大小在很大程度上取决于材料。比如压制铝粉一般需要较低的力,而压制铁粉需要相对较高的力。压制力还取决于粉末特性、添加剂和生坯的期望密度。摩擦力会阻碍颗粒在压制过程中的运动,因此润滑可以降低所需的压制力,并使颗粒在压制过程中分布更加均匀。应该以正确的量进行润滑。过度润滑不会全部留在颗粒表面,但也会聚集在颗粒间空间(开孔),并妨碍粉末的适当压实。压力是垂直于挤压方向的零件面积上的压力的函数。通常压机是垂直的,在这种情况下,应考虑零件的水平面。

工业粉末制造的力通常在10,000磅/英寸之间变化2、(70兆帕)和120,000磅/英寸2,(800 MPa)。这种制造类型的零件大多很小(不到5磅),冲压要求通常在100吨以下。数百吨级的机械压力机通常适用于大多数粉末加工作业。容量为几千吨的液压机有时用于需要更大力量的工作。通常使用双动作压力机,带有相对的顶部和底部冲头,但是对于更复杂的零件,可以使用多动作压力机。打孔速度必需调节。工件压实速度越快,生产率越高,但如果冲压速度太高,空气可能会滞留在孔隙中,妨碍零件正确压实。


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