粉末冶金原理（粉末压制成型技术）.ppt

第二章 粉末压制成形原理Principles of Powder Compaction（Pressing） Making Powder-Metallurgy Parts 模压成形PM产品实例—电动工具零件 模压成形PM产品实例—汽车发动机用粉末烧结钢零件 模压成形PM产品实例—汽车变速箱粉末烧结钢零件 粉末体高的孔隙率使其受力后易于发生重排 Blended powders are pressed into shapes in dies. Pressure distribution: （四）黄培云压制理论（方程） 理论基础 1. 压坯密度ρ是外压的函数：ρ=k?f(P) 2. 常用力学模型 ● 理想弹性体-虎克体（H体）：σ=Mε ● 理想液体-牛顿体（N体）：σ=ηdε/dt ● 线弹性-塑性体-Maxwell体（M体）（弹性和粘滞性物体） ● 线弹性体-应变弛豫体—Kelvin固体（K体） 黄培云公式(压制方程)的推导 （1） 用弹性和粘滞性固体（Maxwell体）来描述粉末体 对于理想弹性体，应力-应变关系—虎克定律：σ=Mε dσ/dt = Mdε/dt 用M体代替H体（考虑粉末压制时的应力持弛豫）： dσ/dt = Mdε/dt –σ/t 恒应变：dε/dt= 0 σ=σ0 exp（-t/ τ1 ） （1） η—沾滞系数：η=Mτ2 ；τ1— 应力弛豫时间 用M固体描述粉末体，比H体更接近实际 （2） 类似地，也可以用线弹性体-Kelvin固体（K体） 来描述粉末体（同时具有弹性和应变弛豫物体） σ= Mε+ηdε/dt = M(ε+τ2dε/dt) （2） η—沾滞系数：η=Mτ2 ；τ2— 应变弛豫时间 （2）式考虑了粉末压制时的应变弛豫 用K固体描述粉末体，比H体更接近实际 1.压制的基本原则 1）保证各部分粉末的压缩比相等 压缩比：粉末松装高度与压坯高度之比。 装填系数：压坯密度与粉末松装密度之比。 两者数值上相等（等截面时）！ 2）采用组合模冲代替整体模冲，实现补偿装粉，是实现压缩 比相等的关键 补偿装粉：各部分的粉料装填高度按装填系数（压缩比） 来计算。 3）组合模冲尽量在下模冲上实现 实际生产中，不可能完全按理论计算设计组合模冲，仍需根据实际情况进行简化。 School of Materials Science and Engineering 整体模冲不能实现压坯密度均匀 —为提高密度均匀性，须使用组合（分离）模冲！ 2.多台阶压坯的压制 整体下模冲 组合下模冲 School of Materials Science and Engineering 使用组合模冲时料腔高度的计算： 若：d松=2.4g/cm3， d坯=6.6g/cm3 K= d坯/d松=2.75 ∴ H松1= Kh坯 =13.75mm H松2 =55mm School of Materials Science and Engineering Q：台阶个数是否任意！ 带台阶压坯的压制： School of Materials Science and Engineering School of Materials Science and Engineering 3.带斜面压坯的压制 School of Materials Science and Engineering 计算的装粉面位置 x 4.带曲面压坯的压制（自学） School of Materials Science and Engineering 第五节 粉末压坯的强度 压坯强度：粉末压坯反抗外力而保持其形状、 尺寸不变的能力 重要性： 衡量粉末性能的重要指标之一； 衡量压制过程和压坯质量的重要指 标之一。 School of Materials Science and Engineering 一、压坯强度的形成原因 巴尔申观点：粉末压坯中颗粒之间的联结力（压坯强度）主 要来源于颗粒间的机