粉末冶金成型技術(shù)

1、粉末成型控制技術(shù)的研究粉末成型控制技術(shù)的研究2新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)3未來(lái)發(fā)展方向未來(lái)發(fā)展方向4粉末冶金技術(shù)概述粉末冶金技術(shù)概述v 粉末冶金粉末冶金（Powder metallurgy簡(jiǎn)稱PM）是以金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)為原料，通過(guò)成形、燒結(jié)或熱成形制成金屬制品或材料的一種冶金工藝技術(shù)。粉末冶金生產(chǎn)工藝與陶瓷制品的生產(chǎn)工藝類(lèi)似，因此人們又常常稱粉末冶金方法為“金屬陶瓷法”。 粉末冶金技術(shù)概述粉末冶金技術(shù)概述隨著各行各業(yè)的快速發(fā)展，輕量化、緊湊設(shè)計(jì)等各種要求，越來(lái)越多的零部件日趨復(fù)雜，促使粉末冶金成型工藝面對(duì)更多挑戰(zhàn)。汽摩行業(yè)作為粉末件用量最大行業(yè)，目前就汽

2、車(chē)這一分支形勢(shì)來(lái)看，據(jù)行業(yè)協(xié)會(huì)2014年不完全統(tǒng)計(jì)，全球不同地區(qū)由于技術(shù)以及生產(chǎn)能力等因素每臺(tái)汽車(chē)上使用PM件的量相差較大：粉末冶金技術(shù)概述粉末冶金技術(shù)概述汽協(xié)數(shù)據(jù)反饋2014年全國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別為2372.29萬(wàn)輛和2349.19萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)7.26%和6.86%。以及上月上海汽車(chē)展上汽協(xié)公布的15年一季度國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量來(lái)看，估計(jì)15年汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量將比上年度增長(zhǎng)5-8%。結(jié)合上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)在靠近國(guó)外同行產(chǎn)品時(shí)對(duì)PM件的需求量也將大大提升。粉末冶金技術(shù)概述粉末冶金技術(shù)概述隨著PM量的增加，制件對(duì)工藝的要求勢(shì)必更為嚴(yán)格，粉末成形液壓機(jī)作為粉末冶金件生產(chǎn)線上最關(guān)鍵設(shè)備，其性能決定了粉

3、末壓坯的質(zhì)量，而且制約著我國(guó)粉末冶金行業(yè)的發(fā)展。高性能粉末壓機(jī)，是擁有基于電液比例技術(shù)的粉末成形液壓機(jī)產(chǎn)品,但其技術(shù)處于封鎖狀態(tài)。目前較大的粉末冶金生產(chǎn)廠引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)粉末成形設(shè)備和生產(chǎn)線，單靠引進(jìn)不能從根本上解決問(wèn)題。所以，獨(dú)立開(kāi)發(fā)高技術(shù)水平的粉末成形設(shè)備也是目前粉末行業(yè)發(fā)展最大的趨勢(shì)。粉末成型控制技術(shù)的研究粉末成型控制技術(shù)的研究一、粉末冶金成形工藝過(guò)程一、粉末冶金成形工藝過(guò)程成形是粉末冶金工藝的重要步驟。成形的目的是制得具有一定形狀、尺寸、密度和強(qiáng)度的壓坯。粉末冶金常用的成形方法如下所示。模壓成形是最基本的成形方法。松裝燒結(jié)粉漿澆注模壓成形熱壓成形等靜壓成形軋制成形離心成形擠壓成形爆炸成形

4、成形無(wú)壓成形加壓成形粉末成型控制技術(shù)的研究粉末成型控制技術(shù)的研究1.模壓成型工藝分析模壓成型工藝分析模壓過(guò)程中粉末體的壓制過(guò)程如下：階段粉末顆粒受到壓力后，顆粒之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，“拱橋”被破壞，密度隨壓力的增加而迅速增加；階段出現(xiàn)壓縮阻力，密度不隨壓力增高而明顯變化； 階段粉繼續(xù)增大成形壓力，末顆粒開(kāi)始變形使顆粒之間的結(jié)合進(jìn)一步增強(qiáng)，坯體的密度又隨壓力增高而增加。壓坯密度成形壓力曲線粉末成型控制技術(shù)的研究粉末成型控制技術(shù)的研究模壓 階段由于顆粒發(fā)生塑性變形從而產(chǎn)生彈性內(nèi)應(yīng)力。彈性內(nèi)應(yīng)力將結(jié)合壓制壓力大小、加壓速度、壓坯孔隙度等各種因素影響壓坯密度分布。此外脫模過(guò)程中，以及脫模后壓坯出現(xiàn)裂紋、缺

5、口等缺陷。粉末成型控制技術(shù)的研究粉末成型控制技術(shù)的研究模壓成形法工藝簡(jiǎn)單，效率高，便于自動(dòng)化生產(chǎn)。但是該方法壓力分布不均勻，使坯體密度不均勻，易發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象，導(dǎo)致次品的出現(xiàn)。 a.a.壓坯密度分布均勻性：壓坯密度分布均勻性：因?yàn)榉勰w在壓模內(nèi)受力后向各個(gè)方向流動(dòng)，于是引起垂直于壓模壁的側(cè)壓力。側(cè)壓力引起摩擦力，會(huì)使壓坯在高度方向存在明顯的壓力降。 改善措施：改善措施：1）減小摩擦力，內(nèi)壁涂抹潤(rùn)滑油或采用內(nèi) 壁更光潔的模具； 2）采用雙向壓制改善壓坯密度分布的不均勻性； 3）模具設(shè)計(jì)時(shí)盡量降低高徑比。2.模壓成型關(guān)鍵點(diǎn)模壓成型關(guān)鍵點(diǎn)粉末成型控制技術(shù)的研究粉末成型控制技術(shù)的研究b.b.脫模完整性：

6、脫模完整性：由于壓制過(guò)程陰模會(huì)發(fā)生彈性膨脹，當(dāng)壓力去除后，壓坯阻礙陰模彈性收縮，壓坯受徑向壓力，使得壓坯在脫模過(guò)程中受到反向切應(yīng)力作用，壓坯上的一些薄弱部位有可能在上述切應(yīng)力作用下發(fā)生毀壞。改善措施：改善措施：零件在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能避免薄壁、深 而窄的槽、銳邊、小而薄的凸臺(tái)等形狀。粉末成型控制技術(shù)的研究粉末成型控制技術(shù)的研究從上述兩點(diǎn)粗略的講述成型控制過(guò)程單一因素對(duì)制品質(zhì)量的影響，但在實(shí)際應(yīng)用中各種影響因素都是相互的，在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)同時(shí)影響制品質(zhì)量的的因素有：1 1、成行壓力對(duì)制坯質(zhì)量的影響：、成行壓力對(duì)制坯質(zhì)量的影響：壓制力對(duì)密度有著直接的影響。存在的壓力降使壓制時(shí)產(chǎn)生分層和剝離，脫模后壓坯

7、分界面存在裂紋。2 2、壓制速度對(duì)壓坯質(zhì)量的影響：、壓制速度對(duì)壓坯質(zhì)量的影響：粉末壓制時(shí)，加壓速度的大小，影響空氣從粉末間的孔隙中排出，直接影響壓坯密度的均勻，壓坯密度差就較大，壓坯就越易產(chǎn)生裂紋。3 3、保壓時(shí)間對(duì)壓坯質(zhì)量的影響：、保壓時(shí)間對(duì)壓坯質(zhì)量的影響：在壓制過(guò)程中，最大壓制壓力下要有適當(dāng)?shù)谋簳r(shí)間，可明顯提高壓坯密度。4 4、脫模力對(duì)壓坯質(zhì)量的影響：、脫模力對(duì)壓坯質(zhì)量的影響：粉末成型控制技術(shù)的研究粉末成型控制技術(shù)的研究1)壓制壓力計(jì)算 壓制壓力作為選擇壓機(jī)的重要工藝參數(shù)，壓制壓力 P(MPa)可按下式計(jì)算: P =pS 式中 p單位壓制壓力,Mpa S壓坯的受壓橫截面積,cm2。 實(shí)際

8、生產(chǎn)中，鐵基壓坯密度在 6.07.0g/cm3時(shí)，單位壓制力為400700MPa 。銅基壓坯密度在 6.47.8g/cm3時(shí)，單位壓制壓力為200500MPa。不銹鋼單位壓制壓力為 700800MPa。 3.壓制力的計(jì)算壓制力的計(jì)算粉末成型控制技術(shù)的研究粉末成型控制技術(shù)的研究2)脫模壓力計(jì)算 脫模壓力也是成形設(shè)備的重要參數(shù)之一，脫模壓力Pe計(jì)算公式為： Pe=FPsiSs式中F粉末與模壁的靜摩擦系數(shù)。鐵基F值為 0.140.19。Psi脫模前陰模彈性收縮，作用于壓坯的壓強(qiáng)，Mpa Ss壓坯與陰模模腔的側(cè)面積，cm2。 實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)際生產(chǎn)中, ,脫模力脫模力PePe與壓制力與壓制力P P關(guān)系：關(guān)

9、系：鐵粉壓坯脫模力 Pe0.13P硬質(zhì)合金脫模力 Pe0.3P當(dāng)用硬脂酸鋅作為潤(rùn)滑劑壓制鐵粉Pe0.030.05P4.脫模力的計(jì)算脫模力的計(jì)算新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新開(kāi)發(fā)的全自動(dòng)粉末冶金成型設(shè)備，設(shè)計(jì)理念是集機(jī)械壓力機(jī)與CNC伺服液壓壓機(jī)部分優(yōu)點(diǎn)的為一體的新型國(guó)內(nèi)首創(chuàng)設(shè)備。浮動(dòng)模板式復(fù)合模架能有效的控制產(chǎn)品的一致性而后產(chǎn)品的合格率，在滿足定壓壓制的基礎(chǔ)上增加機(jī)械壓力機(jī)的定程壓制機(jī)構(gòu)，既可以起到又可以作為定壓壓制的雙層保護(hù)；壓制結(jié)束可在線對(duì)壓坯進(jìn)行稱重裝置檢測(cè)，可有效提高生產(chǎn)效率。新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)工作流程工作流程 下中心缸拉下下中心缸拉下 二次泄壓二次泄

10、壓 滑塊回程滑塊回程同時(shí)上三沖伸出同時(shí)上三沖伸出 陰模復(fù)位陰模復(fù)位 陰模復(fù)位陰模復(fù)位 下中心缸及各模沖復(fù)位下中心缸及各模沖復(fù)位 自動(dòng)送料裝粉自動(dòng)送料裝粉 滑塊快下滑塊快下 滑塊慢下、移粉、預(yù)壓滑塊慢下、移粉、預(yù)壓 浮動(dòng)壓制浮動(dòng)壓制 后壓后壓 保壓保壓 一次泄壓一次泄壓 頂缸保護(hù)脫模頂缸保護(hù)脫模 下中心缸及各模沖復(fù)位下中心缸及各模沖復(fù)位新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)適用：適用：齒股類(lèi)零件齒股類(lèi)零件減震座減震座齒輪、鏈輪類(lèi)齒輪、鏈輪類(lèi)復(fù)雜異型零件復(fù)雜異型零件新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)1.整體框架式結(jié)構(gòu)，整體框架式結(jié)構(gòu)，機(jī)身剛性好，四角八機(jī)身剛性好，四角八面導(dǎo)向，有效保證滑面

11、導(dǎo)向，有效保證滑塊運(yùn)動(dòng)精度；塊運(yùn)動(dòng)精度；新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)2.機(jī)器所有液壓機(jī)器所有液壓油缸上、下機(jī)械限油缸上、下機(jī)械限位點(diǎn)可調(diào)，確保調(diào)位點(diǎn)可調(diào)，確保調(diào)整精度；整精度；新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)3.結(jié)合機(jī)械結(jié)合機(jī)械壓力機(jī)優(yōu)點(diǎn)，可壓力機(jī)優(yōu)點(diǎn)，可進(jìn)行定程壓制進(jìn)行定程壓制 。新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)4.在頂缸與模在頂缸與模架下模板結(jié)合處增架下模板結(jié)合處增加小柱塞缸，可欠加小柱塞缸，可欠裝粉裝粉 。新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)5模架浮動(dòng)板支承模架浮動(dòng)板支承油缸反向支承力兩次油缸反向支承力兩次可調(diào)，改善零件密度可調(diào)，改善零件密度的分布；避免成

12、型缺的分布；避免成型缺陷的產(chǎn)生陷的產(chǎn)生 。新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)6.中心缸浮動(dòng)，中心缸浮動(dòng)，改善零件中性層改善零件中性層密度的分布。密度的分布。新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)7.陰模板上粉靴陰模板上粉靴移動(dòng)支承板設(shè)計(jì)成可移動(dòng)支承板設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)，減少了拆拆卸結(jié)構(gòu)，減少了拆裝難度和煩瑣裝難度和煩瑣 。新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)8.粉桶起吊粉桶起吊裝置取代行車(chē)，裝置取代行車(chē)，更適合無(wú)起吊更適合無(wú)起吊能力的用戶能力的用戶 。新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)9自動(dòng)裝填料、自動(dòng)裝填料、自動(dòng)取件、輸送、自動(dòng)取件、輸送、在線重量檢測(cè)。在線重量檢測(cè)。 新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)新研發(fā)全自動(dòng)粉末壓機(jī)400T粉末冶金液壓機(jī)精度（重點(diǎn)數(shù)據(jù)）粉末冶金液壓機(jī)精度（重點(diǎn)數(shù)據(jù)