材料成型技术-第四章-粉末压制和常用复合材料成形过程.ppt

四、制品的尺寸精度及表面粗糙度 压制烧结零件的尺寸精度，应以能满足零件的技术要求为准；既不要盲目地追求过高的尺寸精度，这样不仅大大增加生产成本；又不要不必要地降低尺寸精度，从而抹煞粉末压制的技术特点。 制品的表面粗糙度取决压模的表面粗糙度。烧结后一般在10~15μm，若想进一步降低表面粗糙度，则需要进行复压校形或精压。 3、雾化法制取粉末 雾化法是将熔化的金属液通过喷射气流(空气或惰性气体)、水蒸汽或水的机械力和急冷作用使金属熔液雾化，而得到金属粉末。 由于雾化法制得的粉末纯度较高，又可合金化，粉末有其特点，且产量高、成本较低，故其应用发展很快。可用来生产铁、钢、铅、铝、锌、铜及其合金等的粉末。 4、机械粉碎法 机械破碎法中最常用的是钢球或硬质合金球对金属块或粒原料进行球磨。 适宜于制备一些脆性的金属粉末，或者经过脆性化处理的金属粉末(如经过氢化处理变脆的钛粉)。 一些重要的金属粉末生产方法 金 属 粉 末 生 产 方 法 铁 还原法、水雾化法、空气雾化法、研磨法 铜、镍 电解法、雾化法、还原法 钨、钼、钒、钴 还原法 钛、锆、钽 还原法、电解法 铌、钍、铬、锰 电解法、还原法 铍 研磨法、还原法、电解法 银 电解法、沉淀法 硅 研磨法 铝 雾化法、研磨法 锌、锡、铅 雾化法 二、金属粉末的特性 金属粉末的特性对粉末的压制、烧结过程、烧结前强度及最终产品的性能都有重大影响。 金属粉末的基本性能包括：化学成分、粒径分布、颗粒形状和大小以及技术特征等。 1、化学成分 粉末的化学成分通常指主要金属或组分、杂质及气体的含量。金属粉末中主要金属的含量大都不低于98％—99％。 金属粉末中最常存在的夹杂物是氧化物。氧化物使金属粉末的压缩性变坏，增大压模的磨损。 金属粉末中含有的主要气体是氧、氢、一氧化碳及氮，这些气体使金属粉末脆性增大和压制性变坏，加热时，气体强烈析出，可能会影响压坯在烧结时的正常收缩。因此，对一些金属粉末往往要进行真空脱气处理。 2、颗粒形状和大小 颗粒形状是影响粉末技术特征(如松装密度、流动性等)的因素之一。通常，粉粒以球状或粒状为好。 颗粒大小常用粒度表示。工业上制造的粉末粒度通常在0.1~500μm。 150μm以上的定为粗粉；40~150μm定为中等粉；10~40μm的定为细粉；0.5~10μm为极细粉；0.5μm以下的叫超细粉。 粉粒大小直接影响粉末冶金制品的性能，尤其对硬质合金、陶瓷材料等，要求粉粒愈细愈好。但制取细粉比较困难，经济性亦差。 3、粒度分布 指大小不同的粉粒级别的相对含量，也叫粒度组成。 粉末粒度组成的范围广，则制品的密度高，性能也好，尤其对制品边角的强度尤为有利。 4、技术特征 粉末的成形技术特征主要有：松装密度、流动性、压制性。 （1）松装密度 松装密度亦称松装比，指单位容积自由松装粉末的质量。受粉末粒度、粒形、粒度组成及粒间孔隙大小决定。松装比的大小影响压制与烧结性能，同时对压模设计是一个十分重要的参数。 （2）流动性 它是指50g粉末在粉末流动仪中自由下降至流完后所需的时间。时间愈短，流动性愈好。流动性好的粉末有利于快速连续装粉及复杂零件的均匀装粉。 （3）压制性 粉末的压制性包括压缩性与成形性。压缩性的好坏决定压坯的强度与密度，通常用压制前后粉末体的压缩比表示。粉末压缩性主要受粉末硬度、塑性变形能力与加工硬化性决定。 4．2．2粉末配混 粉末配混是根据产品配料计算并按特定的粒度分布把各种金属粉末及添加物(如润滑剂等)进行充分地混合，此工序通过混粉机完成。 添加物的加入主要在于改善混合粉的成形技术特征。如加入润滑剂(如硬脂酸锌，质量比0.25％~1％)可改善混合粉的流动性，增加可压制性。压制后烧结前，润滑剂用加热方法(如硬脂酸锌在375~425℃的热空气中)排除。 混合粉的特性常用混匀度表示。混匀度越大，表示混合越均匀；也就越有利于制品的性能要求。 4．2．3压制成形 粉末的压制成形是主要且基本的工序。它的过程包括称粉、装粉、压制、保压及脱模等。 压制成形的方法有很多，如钢模压制、流体等静压制、三向压制、粉末锻造、挤压、振动压制、高能率成形等。 一、钢模压制 指在常温下，用机械式压力机或液压机，以一定的比压(压力常在150—160MPa)将钢模内的松装粉末成形为压坯的方法。这种方法应用最多且最广泛。 双向压制示意图 (a)单冲头 (b)组合冲头 二、流体等静压制 它是利用高压流体(液体或气体)同时从各个方向对粉末材料施加压力而成形的方法。 等静压制示意图 1-工件；2-橡胶或塑料模；3-高压容器；4-高压泵 三、三向压制 它综合了单向钢模压制与等静压制的特点。这种方法得到的压坯密度和强度超