軟磁鐵氧體制作技術(shù)培訓之成型一

關(guān)于軟磁鐵氧體制作技術(shù)培訓之成型一第1頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六概述成型：是指顆粒材料經(jīng)過加工，形成預期形體的坯件的一個整體過程；成形：是指在模具中的顆粒材料經(jīng)過壓制成為某種特定的形狀(含尺寸和密度)的坯件的具體過程。第2頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六首先，經(jīng)過噴霧造粒的顆粒料要與成形劑和去離子水進行混合?；旌系脑O備有增濕混合機、無重力粒子混合機、V形混合機、多面體混合機等。除水以外，添加的成形劑有硬脂酸鋅、甘油、脂肪酸、煤油、稀PVA溶液等?；旌蠒r間在5分鐘左右，既要混合均勻，又不至于使顆粒遭到一定程度的破壞。兩種或兩種以上粉狀物料混合的均勻性與粉體的分散度、粒度、形態(tài)、混合工藝等有關(guān)。成形時，在顆粒料的形態(tài)、顆粒的大小、粒度分布、流動性等方面的差異，都會造成坯件質(zhì)量的波動。第3頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六混合好的顆粒材料應進行密封陳腐48小時以上。陳腐也稱為“陳化”，它源自于陶瓷工藝，是指把與水混合均勻的瓷料放在不透光、空氣相對靜止的陰暗之處，并保持一定的溫度和濕度，以改善瓷料的性能。瓷料陳腐時間越長，所制的瓷器質(zhì)量就越好。鐵氧體顆粒料陳腐的目的主要有兩個：其一是使顆粒料中的水分經(jīng)過充分地擴散，使顆粒間的含水量均勻化；其二是讓干燥的PVA吸潮、軟化，增加顆粒料的可塑性，改善其壓縮成形性。第4頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六粉體的特性軟磁鐵氧體顆粒料從形態(tài)上講屬于粉體，因此，其具有粉體的物理性質(zhì)。粉體的第一性質(zhì)是組成粉體的單一粒子的性質(zhì)，如粒子的形狀、大小、粒度分布、顆粒密度等；粉體的第二性質(zhì)是粉體集合體的性質(zhì)，如粉體的流動性、填充性、堆積密度、可塑性、壓縮性、成形性等。第5頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六顆粒大小及粒度分布：粉體是由無窮多個不同尺寸的顆粒組成的群體，要列出粉體中所有顆粒的尺寸大小是不可能的，因此，顆粒大小通常是指粒度在某一范圍內(nèi)的顆粒大小，粒度分布通常也是指粒度在各個粒度范圍內(nèi)的顆粒分布狀況。對于軟磁鐵氧體顆粒材料而言，為了方便快捷地測定，通常采用篩分的方法測定顆粒大小，并由此得出其粒度分布。第6頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六篩網(wǎng)規(guī)格表示方法有：用篩孔尺寸表示、用正方形的邊長表示篩孔尺寸、用篩網(wǎng)目數(shù)表示等。最常用的是用篩網(wǎng)目數(shù)表示。它是用一英寸長度上篩網(wǎng)孔的數(shù)目來表示粒徑的。因為編制篩網(wǎng)的金屬絲是符合標準規(guī)定的，所以只要網(wǎng)目一定，孔寬就是規(guī)定的寬度，通過篩孔的最大顆粒尺寸也就確定了。第7頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六第8頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六吸濕性與水分含量：吸濕性是指在固體表面吸附水分的現(xiàn)象。將鐵氧體顆粒置于濕度較大的空氣中時，容易發(fā)生不同程度的吸濕現(xiàn)象，致使鐵氧體顆粒料水分含量增加，使其流動性下降，甚至產(chǎn)出固結(jié)。鐵氧體顆粒料的吸濕性與空氣狀態(tài)有關(guān)?？諝獾臓顟B(tài)包括空氣的相對濕度和流動狀態(tài)。若空氣的濕度較高，又處于靜止狀態(tài)，則鐵氧體顆粒易吸濕；反之，則易風干。第9頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六當空氣中水蒸氣壓P大于物料表面產(chǎn)生的水蒸氣壓Pw時，發(fā)生吸濕(吸潮)；P小于Pw時，發(fā)生風干(失水)；當P等于Pw時，吸濕與干燥達到動態(tài)平衡，此時物料的水分稱平衡水分。由此可見，將物料長時間放置于一定狀態(tài)的空氣中后，物料中所含水分將穩(wěn)定于平衡含水量。平衡水分與物料的性質(zhì)及空氣狀態(tài)有關(guān)，不同物料的平衡水分隨空氣狀態(tài)的變化而變化。第10頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六第11頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六水溶性物料在相對濕度較低的環(huán)境下，一般不吸濕，但當相對濕度提高到某一定值時，吸濕量將急劇增加，此時的相對濕度叫臨界相對濕度。水不溶性物料的吸濕性在相對濕度變化時，含水量變化緩慢，沒有臨界點。鐵氧體顆粒材料中，絕大部分為水不溶性材料，只有PVA等少量水溶性材料。若將水分含量為0.30%左右的鐵氧體顆粒材料暴露在相對濕度為80%左右的空氣中，在2小時以后，水分含量會增加至0.45%左右，基本上達到平衡。其水分含量增加達到自身水分含量的50%左右，不可忽視。第12頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六為了防止鐵氧體顆粒材料吸潮，應在其平衡的相對濕度和溫度條件附近保存。若盛裝的器皿置于相對濕度較大的空氣中，則粉體材料表面與空氣接觸的顆粒料自然就會吸潮，其水分含量將高于容器內(nèi)部粉體的水分含量，于是，就會產(chǎn)生坯件質(zhì)量的差異或波動。鐵氧體顆粒材料中，水分以三種形式存在：自由水分、化合“水分”和吸取水分。自由水分和固體物料之間沒有牢固的結(jié)合力，比較容易脫除。用機械力(重力、壓力和離心力)或加熱都能達到絕大部分水分與物料分離的目的。第13頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六物料經(jīng)吸附作用和吸收作用而結(jié)合的水分稱為吸取水分。吸取水分與物料的結(jié)合比較牢固，用一般的機械方法不能除去，在較低的干燥溫度下也不能完全除去。如果脫水后再放置在濕度較大的空氣中，它又會重新吸附或吸收周圍的水分子，直到濕度平衡為止。第14頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六水解的生成物、水分子與物質(zhì)按一定比例直接化合的生成物中所含的水分為化合“水分”，如金屬的氫氧化物、含結(jié)晶水的化合物、水合氧化物、水合金屬氧化物離子等，由于它們與物質(zhì)牢固地結(jié)合在一起，只有加熱到某一特定的溫度，使生成物破壞，才能使這種“水分”釋放出來。鐵氧體中各金屬元素的氫氧化物、水合氧化物、水合氧化物離子、含結(jié)晶水的氧化物等都要各自的分解溫度，一般在200℃左右，最高的溫度可達500℃左右。只有在它們分解后，才能逐漸生成氧化物。因此，脫去這種“水分”的溫度較高。第15頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六通常，測定鐵氧體顆粒料的水分時，測得的主要是自由水分和吸取水分，在150℃以下，化合“水分”一般不能脫除。而鐵氧體顆粒料吸潮或風干中，吸取水分的變化也較大。第16頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六密度與空隙率：粉體密度：粉體密度有以下幾種定義：1.真密度ρt：粉體質(zhì)量除以不包括顆粒內(nèi)外空隙的體積。2.顆粒密度ρg：粉體質(zhì)量除以包括封閉細孔在內(nèi)的顆粒體積所求得的密度，也叫表觀顆粒密度。第17頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六3.有效顆粒密度ρe：粉體質(zhì)量除以包括開孔及閉孔在內(nèi)的顆粒體積。4.松(裝)密度ρb：粉體質(zhì)量除以該粉體所占容器的體積所求得的密度，亦稱堆密度。5.振實密度ρbt：在填充粉體時，經(jīng)一定規(guī)律的振動或輕敲后測得的堆密度。在顆粒致密、無細孔和空洞的情況下，則ρt=ρg；一般情況下，ρt>ρg>ρe>ρbt>ρb。第18頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六空隙率：空隙率是粉體層中空隙所占有的比率。由于顆粒內(nèi)、顆粒間都有空隙，可以相應地將空隙率分為顆粒內(nèi)空隙率、顆粒間空隙率、總空隙率等。鐵氧體顆粒的密度與空隙率直接影響其成形的工藝性，空隙率過大或密度過小，必然會造成壓縮比過大；同時，在壓縮過程中，空隙中的大部分氣體要排出，既影響壓制的速度，又會影響坯件的質(zhì)量。批量生產(chǎn)中，通常要測量鐵氧體顆粒料的松裝密度。在用透氣法測定粒度時，密度讀數(shù)與孔(空)隙率有直接關(guān)系。第19頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六松裝密度和振實密度測定：松裝密度的測定：式中，W1為量杯和料的總質(zhì)量，W0為量杯的質(zhì)量，V為已知的量杯的容積。第20頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六振實密度的測定：在量筒內(nèi)裝入適量粉料，旋轉(zhuǎn)的凸輪反復地將量筒從30mm~50mm的高處跌落到軟的彈性基體上，墩實粉料，直到傾斜量筒時粉料不會倒出為止，不斷地加入粉料，重復上述操作，直到粉料墩實到規(guī)定的刻度為止。稱量裝有粉料的量筒質(zhì)量。式中，W1為裝有粉料的量筒質(zhì)量，W0為空量筒質(zhì)量，V為鐵氧體粉的體積。第21頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六第22頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六流動性與充填性：流動性：粉體的流動性與粒子的形狀、大小、表面狀態(tài)、密度、空隙率等有關(guān)，同時，與顆粒之間的內(nèi)摩擦力和粘附力等也存在著復雜的關(guān)系，因此，粉體的流動性無法用單一的物性值來表達。然而粉體的流動性對顆粒粉體的流動和填充有重要的影響，是坯件之間或坯件的各個部位密度產(chǎn)生差異的重要原因。第23頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六在鐵氧體生產(chǎn)過程中，粉體的流動主要體現(xiàn)為兩種：重力流動和壓縮流動。粉料受重力作用從盛料容器中流出為重力流動；在壓制過程中，粉料在模具內(nèi)的運動為壓縮流動。可以從流出速度、休止角、流出的極限孔徑，以及壁面摩擦角、內(nèi)摩擦角等方面來進行評價。其中，流出速度和休止角通常都是可以測定的；壁面摩擦角和內(nèi)摩擦角在批量生產(chǎn)中，則難于測定。第24頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六休止角是粉體堆積成的自由斜面與水平面所形成的最大角，是顆粒在粉體堆積層的自由斜面上滑動時所受重力和顆粒間摩擦力達到平衡而處于靜止狀態(tài)下測得的，是檢驗粉體流動性的最常用、最簡便的方法。流出速度通常用漏斗計時法測定。測定全部物料流出所需的時間，也可計算出單位時間流出粉料的體積。流動速度快，粉料的流動性就好。第25頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六第26頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六改善流動性的方法：①適當增加粒徑粒徑對粉體流動性有很大影響，當粒徑減小時，表面能增大，粉體的附著性和聚集性增大。一般而言，當粒徑大于200μm(80目)時，休止角小，流動性好；隨著粒徑減小(200~100μm之間時)休止角增大而流動性減??；當粒徑小于100μm(160目)時，粒子發(fā)生聚集，附著力大于重力而導致休止角大幅度增大，流動性變差。第27頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六所以，適當增大粒徑，可改善粉體的流動性，如在流動性不好的粉體中加入較粗的顆粒也可以克服聚合力，增加流動性。粉體性質(zhì)不同，流動性各異，最佳的粒徑大小也有差異。②加入潤滑劑在粉體中加入適量的潤滑劑，如硬脂酸鋅、氧化鎂或脂肪酸等，降低固體粉粒表面的吸附力，可提高粉體的流動性。潤滑劑的加入量很重要，當粉粒的表面剛好被潤滑劑覆蓋，則粉體的潤滑性變好；若加入過量的潤滑劑，不但不能起潤滑作用，反而會形成阻力，使流動性變差。第28頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六③控制粉料濕度顆粒通常吸附有一定的水分，水分的存在使粉粒表面張力及毛細管力增大，使粒子間的相互作用增強而產(chǎn)生粘性，于是流動性減小，休止角增大。將顆粒的含水量控制在某一定范圍以內(nèi)，是保證粉體流動性的重要方法之一。

第29頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六④控制粒子形態(tài)及表面狀況盡量制成球形度或圓角度較好的顆粒，表面光滑，可以減少接觸點數(shù)，從而減少摩擦力。當噴霧造粒塔內(nèi)粘壁嚴重時，顆粒表面因為相互粘附而變得相當粗糙，其顆粒之間的摩擦力就會變得相當大。人工造粒時，顆粒的的圓角度和球形度很差，顆粒極不規(guī)則，而且還有尖銳的棱角，這樣的顆粒必須經(jīng)過整粒，提高球形度及圓角度，才能提高流動性。第30頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六充填性：充填性是粉體集合體的基本性質(zhì)，在裝填粉料的過程中具有重要的意義。第31頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六在粉體的充填中，顆粒的裝填方式影響粉體的松裝密度、體積和空隙率。在粒子的排列方式中，最簡單的模型是大小相等的球形粒子的充填方式(Graton-fraser模型)。等大球形粒子充填的空隙率較大，接觸點數(shù)較少，若不是等大球形粒子，而是大小不同的球形粒子，則小粒子就會在大粒子的空隙之間充填，可以減少空隙率，增加接觸點數(shù)。第32頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六第33頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六鐵氧體顆粒的尺寸分布范圍較寬，從50μm到450μm，大部分顆粒在70μm~300μm范圍之內(nèi)。由于小顆粒可以在大顆粒之間充填，不同尺寸的顆粒組成的粉體可獲得更小的空隙率和更高的松裝密度。但是，在顆粒流動過程中，小顆粒會從大顆粒形成的空洞中穿過，形成穿孔效應，從而造成粉體顆粒的偏析，這也是不容忽視的。第34頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六當粉體的充填性較差時，可以添加助流劑，在其與粉體混合時，它在顆粒表面附著，可以減弱粒子間的粘附，從而增強流動性，增大充填密度。助流劑微粉的添加量在0.05~0.1%范圍之內(nèi)，若加入過量反而會減弱流動性。

第35頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六粘附性與凝聚性：粘附性是指不同分子間產(chǎn)生的引力，如粉體中粒子與容器壁間的粘附；凝聚性是指同種分子間產(chǎn)生的引力，如粒子與粒子間發(fā)生的粘連。產(chǎn)生粘附與凝聚的主要原因是：①在干燥狀態(tài)下，主要有范德華力與靜電力發(fā)揮作用；②在潤濕狀態(tài)下，主要由粒子表面存在的水分形成液體架橋或固體架橋。在水分的界面張力的作用下，使粒子粉末粘結(jié)在一起形成液體橋；在粉體表面發(fā)生的溶解和干燥而析出的結(jié)晶形成固體橋。這是吸濕性粉末容易固結(jié)的原因。第36頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六一般情況下，顆粒越小的粉末越易發(fā)生粘附與凝聚，因而影響流動性和充填性。加大粒徑或加入助流劑等方法是防止粘附、凝聚的有效措施。第37頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六成形性與壓縮性：壓縮性表示粉體在壓力下減少體積的能力。成形性表示物料緊密結(jié)合形成一定形狀的能力。鐵氧體顆粒料的壓縮性和成形性對于成型坯件的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要影響?？伤苄允潜硎痉垠w在外來壓迫下塑性變形的能力。有時，也從可塑性與壓縮性方面來衡量鐵氧體顆粒材料的工藝性。純粹的固體粉末的可塑性與成形性是很差的，因此，必須加入粘接劑和適量的增塑劑及表面改性劑，并制成顆粒材料，以提高其可塑性與成形性。第38頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六粉體流動與偏析在生產(chǎn)、運輸和使用過程中，粉體的物性起著十分重要的作用。粉體填充層的摩擦、附著特性和重力流動的機理決定了粉體在貯倉及供、排料系統(tǒng)中的流動情況，從而也對粉體的顆粒分布及其應具備的粉體特性提出了相應的要求。粉體流動：粉體是否容易流動，視填充物的構(gòu)造、摩擦特性，以及附著力在粉體下如何變化而定。粉體流動有閉塞和傾瀉兩種極端情況。閉塞時有發(fā)生；只有在摩擦力小，附著力小、流動性好、料倉開口大的情況下，才可能出現(xiàn)傾瀉。第39頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六閉塞：閉塞現(xiàn)象是粉體堆積高度較高時上層粉料的重力粉體對下層粉體壓縮而致使填充致密，并具有較大的附著力引起粉體運動停止。若貯倉出口直徑大于臨界直徑D，則不會產(chǎn)生閉塞。fc為粉體固定形狀的成形層產(chǎn)生的強度，γ為容重(作用在單位體積上的重力)，γ=ρg，ρ為密度，g為重力加速度，m為出口形狀系數(shù)。第40頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六當出口為矩形時，m=0；為圓形時，m=1。由此可見，圓形出口比矩形出口更容易堵塞。防止閉塞或起拱的方法有：設計不同形狀的儲倉、改進粉體排出的方式、充氣松散法、膨脹法和振動法等。第41頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六偏析：粒度相差較大或密度不同的粉體，在向儲倉給料或儲倉向料斗、加料靴等排料時，粗顆粒與細粉、密度大的顆粒與密度小的顆粒就會產(chǎn)生分離，這種現(xiàn)象稱為偏析。如果出現(xiàn)偏析，先、后給的或排的粉料的粒度分布及物理特性就失去均一性，壓制坯件的質(zhì)量就會發(fā)生波動。流動性好的粉體易發(fā)生偏析。

第42頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六偏析機理可以分為：附著偏析、填充偏析和滾落偏析等。附著偏析：沉降時產(chǎn)生的粗細顆粒分離，細粉在倉壁上附著，形成較厚的粘附層，受到振動或其它外力作用，才可能引起粘附層剝落，從而產(chǎn)生粉體粒度分布不均一。填充偏析：傾斜狀堆積層移動過程中，小顆粒從大顆粒的間隙中漏出而被分離出來。第43頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六若填充狀態(tài)致密時，微粉顆粒在起篩子作用的粗顆粒粒度的十分之一以下時，微粉就可以漏出；而在填充疏松時，較小的顆粒(粒徑小于粗顆粒粒徑的0.41倍或0.15倍)也會在移動過程中被分離。若粉體脫氣相當充分，物料密實，而且給、排料速度較大，則可以大大降低偏析的程度。滾落偏析的原因是由于粒子形狀不同及滾動摩擦狀況不同所致。一般說來，大顆粒比微粉摩擦系數(shù)小，在向儲倉加料時，大顆粒多集聚于容器壁附近，微粉則停留在容器中心部位。第44頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六在排料時，處于中心部位的粒子首先排出；隨后才是靠倉壁的粗粒子排出；最后，靠倉壁的細粉因逐漸失去支撐力而且附著力又較小，大部分附著層崩潰、排出。于是就產(chǎn)生排料前、后粉體的粒度分布差異。在這種情況下，限制顆粒的移動距離是必要的，為此，可設同心圓筒、Zenz圓形緩沖器、流動調(diào)節(jié)器，防止偏析產(chǎn)生。另外，粗顆粒的局部“起拱”也會發(fā)生偏析。第45頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六第46頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六貯倉、供料系統(tǒng)中粉體的流動形態(tài)：軟磁鐵氧體顆粒材料經(jīng)料箱口及輸料管向壓機上的料斗供料，料斗經(jīng)輸料管向加料靴供料，加料靴運動向模具填料。在整個供料系統(tǒng)中，各個環(huán)節(jié)都可能存在粉體流動形態(tài)的變化，可能局部“起拱”，產(chǎn)生閉塞和偏析。第47頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六顆粒料的流動形態(tài)：料倉中的物料由于重力作用流動時，流動形態(tài)主要有兩種：整體流和漏斗流。①整體流整體流是指排料時，整個倉內(nèi)的全體物料也在同時運動。因為整體流排料均勻平穩(wěn)，倉內(nèi)沒有死角，因而不會產(chǎn)生偏析。通常，要形成整體流的基本條件之一是倉壁必須光滑，使靠倉壁的粉體易滑動并不易粘附。

第48頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六②漏斗流一般情況下，顆粒狀的粉料在料倉中的典型流動狀態(tài)呈漏斗狀，只有卸料口上方直對卸料口的物料才是向下流動的；頂部及物料流四周的粉料則逐步向中央?yún)R集、靠近并進入物料流，然后才流向卸料口；靠近倉壁的物料在相當長的一段時間內(nèi)，都處于相對靜止或停滯不前的狀態(tài)。這樣的物料流動形態(tài)將會引起下列問題：a)當在中央卸料時，對顆粒較大的物料而言，顆粒的偏析導致較大而重的顆粒聚集在倉壁附近，因為漏斗式料流首先排出的是細而輕的中央物料；第49頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六b)對于粘滯性(內(nèi)摩擦力)大的物料而言，因只有在料倉中央處的物料作栓狀下卸，四周的物料卻停滯不前，從而形成“穿孔”現(xiàn)象；c)在作漏斗流時，物料常在卸料口的上方“起拱”，從而使卸料不暢，時斷時續(xù)(流量不一致)或停止；d)細小的顆粒易粘附在倉壁上，造成顆粒的偏析。第50頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六改善流動狀態(tài)的方法改善粉體材料在料倉/斗內(nèi)的流動狀態(tài)，可從以下幾個方面入手：a)盡量減少粗的和細的顆粒在粉料顆粒中所占的比例；b)盡量減少球形度或圓角度不好及表面不光滑的顆粒所占的比例；c)提高卸料容器內(nèi)壁的光滑程度；d)改變料倉/斗的結(jié)構(gòu)，如合理地設計料倉/斗。第51頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六流動形態(tài)判定：物料流動形態(tài)判定通常采用Jenike流動判定圖。當已確定壁摩擦角Φ?、有效摩擦角δ以后，根據(jù)貯倉底部空心錐體的半頂角θ?及圖中的曲線，就可以判定粉體在貯倉將會呈整體流還是漏斗流。第52頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六第53頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六給料倉、斗的流動控制方法：H.Colijn對料倉結(jié)構(gòu)及料倉中的粉體物料流動進行了大量的研究，并提出了粉體物料的卸料倉/斗的設計準則。卸料倉/斗的設計準則根據(jù)物料的物料特性以及由此決定的各種形狀、結(jié)構(gòu)的卸料倉/斗“起拱”的臨界流動因素、內(nèi)摩擦角及“穿孔”系數(shù)、“穿孔”臨界流動因素、整體流的邊界線、可能發(fā)生顆粒偏析的臨界直徑與卸料高度比等，設計卸料倉/斗的結(jié)構(gòu)及尺寸、卸料口尺寸、物料流量速率，并在卸料倉/斗中設置相應的助流裝置(包括改流體)，確保倉內(nèi)粉體物料在卸料時呈現(xiàn)整體流。第54頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六為了在給料倉/斗內(nèi)呈整體流動形態(tài)，可以采用加入圓錐形改流體的方法。插入的改流體在貯倉中的位置非常重要，只有在其位置恰當使，才能得到明顯的改流效果。

第55頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六第56頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六粉體壓縮和壓縮方程壓縮力和體積變化：在粉體的壓縮過程中，伴隨著體積的縮小，固體顆粒被壓縮成緊密的結(jié)合體，然而其體積的變化較為復雜。根據(jù)體積變化，可以將壓縮過程分為四個階段：①粉體層內(nèi)顆?；瑒踊蛑匦屡帕校纬尚碌某涮罱Y(jié)構(gòu)，顆粒形態(tài)不變；②顆粒發(fā)生彈性變形，顆粒間產(chǎn)生臨時架橋；第57頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六③顆粒的塑性變形或破碎使顆粒間的接觸面積增大，空隙率減小，增強架橋作用，顆粒破碎而產(chǎn)生的新生界面使表面能增大，結(jié)合力增強；④以塑性變形為主的固體晶體壓密過程，此時空隙率有限，體積變化不明顯。這四個階段并沒有明顯的界線，也不是所有物料的壓縮都要經(jīng)過這四個階段。有些過程可能同時或交叉發(fā)生，一般說來，顆粒狀物料表現(xiàn)較明顯，而粉狀物料則表現(xiàn)不明顯。第58頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六第59頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六壓縮過程中粉體受力分析：壓縮過程中的力：在壓縮過程中，力通過壓縮物傳遞到各部位，當物料呈完全流體時，在各方向壓力的傳遞大小相同。但在粉體的壓縮中，由于顆粒的形狀不規(guī)則、大小不同，顆粒間充滿空隙而且不連續(xù)等原因，顆粒與顆粒之間、顆粒與器壁之間必然會產(chǎn)生摩擦力。成形坯件的高度為H，直徑為D，壓縮過程中的力有：上沖力Fu，下沖力Fl，徑向傳遞力Fr，模壁摩擦力(損失力)Fd，推出力Fe。第60頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六各力之間關(guān)系如下：①徑向力與軸向力的關(guān)系為：式中，ν叫泊松比，通常為0.4~0.5。②壓力傳遞率(Fl/Fu)：壓縮達到最低點時下沖力與上沖力之比：式中，μ為顆粒與模壁的摩擦系數(shù)，μ=Fd/Fr；k為徑向力與上沖力之比，k=Fr/Fu；摩擦力Fd=Fu-Fl。壓力傳遞率越高，成形坯件內(nèi)部的壓力分布越均勻，最高均勻度是100%。第61頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六第62頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六壓縮循環(huán)圖：在壓縮的整個過程中，徑向壓力隨軸向壓力的變化可用壓縮循環(huán)圖表示。圖中，OA線段反映彈性變形過程；AB線段反映塑性變形或顆粒的破碎過程；在B點上解除施加的壓力；線段BC為彈性恢復階段，直線BC平行于OA；CD直線平行于AB；線段OD表示殘留模壁壓力，其大小反映物料的塑性大小，殘留模壁壓力越小，物料的可塑性越好。第63頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六直線OA的斜率為ν/(1-ν)，當物料呈流體時，ν=0.5，斜率為1；當物料為軟性物質(zhì)時，其斜率接近于1；當物料為較硬且彈性較高的粉體時，其斜率偏低。直線AB表示物料的壓縮性，由其延長線與橫軸的交點可得除物料的屈服應力。當物料為塑性物質(zhì)時，直線AB的斜率為1(即Fr=Fu-S)；為塑性較強的物料時，AB的斜率為0.7~0.8之間；在壓縮過程中，顆粒發(fā)生破碎時，AB的斜率小于1；物料為完全彈性物質(zhì)時，壓縮循環(huán)圖將變成一條直線。第64頁，共72頁，2023年，2月20日，星期六壓縮功與彈性功①壓縮力與沖位移(壓縮曲線)壓縮力與上沖位移曲線如圖所示。圖中，1段為粉末移動，緊密排列階段；2段為壓制過程；3段為解除壓力，彈性恢復過程；A表示最終壓縮力。第65頁