等静压成型概论.ppt

等静压成型概论;粉末的制取、成形和烧结是粉末冶金过程中三个基本环节。 金属粉末的成形通常是将需要成形的粉末装入钢模内，在压力机上通过冲头单向或双向施压而使其致密和成形。显然，压机能力和压模的设计就成为限制压件尺寸及形状的重要因素。 ;绪论;等静压制的基本原理 ;等静压成型的过程 1.初期成型压力较小时，粉体颗粒迁移和重堆积阶段。 2.中期压力提高，粉体局部流动和碎化阶段。 3.后期压力最大时，粉体体积压缩，排出气孔，达到致密化阶段。 等静压制过程可由以下工序构成：借助于高压泵的作用把流体介质（气体或液体）压入耐高压的钢质密封容器内（如图所示），高压流体的静压力直接作用在弹性模套内的粉末上；粉末体在同一时间内在各个方向上均衡地受压而获得密度分布均匀和强度较高的压坯。 ;在钢模压制过程中，无论是单向压制还是双向压制都会出现压块密度分布不均匀的现象。 ;等静压压坯的密度分布沿纵断面是均匀的。但是沿压坯同一横向断面上，由于粉末颗粒间的内摩擦的影响，压坯的密度从外往内逐渐降低。 ;等静压制的基本原理;等静压制法有下列优点 ⑴能够压制具有凹形、空心等复杂形。 ⑵压制时摩擦损耗也很小。单位压制压力较钢模压制法低。 ⑶能够压制各种金属粉末及非金属粉末。 ⑷压坯强度较高，便于加工和运输。 ⑸模具材料是橡胶和塑料，成本较低廉。 ⑹在较低的温度下制得接近完全致密的材料。;冷等静压力机主要由高压容器和流体加压泵组成。辅助设备有流体储罐、压力表、输送流体的高压管道和高压阀门等。;拉杆式结构 压力容器是一整体钢筒，外箍用热套法箍套在压力容器上结合成双层结构。 容器上端开口以便于装卸料。 容器经受的径向压力由筒体壁承受。工作室的纵向压力传递给密封塞上被可移动盖板顶住。上横板和下横板由四个螺母连接于两根拉杆共同承受轴向压力。 拉杆式压力容器不能承受很高的单位压力。 ;螺纹式结构 压力容器装卸料口是靠压紧螺母压紧密封塞和密封垫圈来密封紧固的。 工作室经受的轴向压力由压紧螺母和筒体通过螺纹联接来承受，工作室经受的径向压力由筒体承受。 ???纹式结构压力容器承受流体压力的大小，很大程度上取决于密封接口。 ;图（a）所示为一种最简单的螺纹接口靠橡皮垫圈密封，容器承压力700MPa。 如图（b）所示，如将橡皮垫圈和皮革垫圈结合一起改进密封接口。则容器承受压力能力可达1400 MPa。;框架式结构 容器是一钢质空心圆柱体，外层缠绕高强度钢丝。框架是由两个半圆形钢环和一个牌坊状钢架联接构成。框架也用钢丝缠绕。 压力容器和框架上的钢丝能使压力容器和框架获得预应力。;三种类型等静压力机的比较 ;冷静压制按粉料装模及其受压形式可分为湿袋模具和干袋模具压制。;把高压容器放置在大吨位压力机的工作台面上，压力机的上冲头将压力施到高压容器的盖板，通过密封圈与活塞传递给容器内的液体 ，借以产生较大的静压力压缩模袋 ，从而把压力均匀地传递给模袋 中的粉末料 使其成形。活塞与容器之间的密封靠压盖与活塞之间的弹性密封垫圈（塑料或软金属）受压膨胀而将容器密封。;干袋式模具压制 干袋固定在筒体内，模具外层衬以穿孔金属护套板 ，粉末装入模袋内靠上层封盖密封。高压泵将液体介质输入容器内产生压力使软模内粉末均匀受压。压力除去后即从模袋取出压块，模袋仍然留在容器内供下次装料用。 ;软模压制 采用一种像流体一样的软质材料作模具。 压形时，将粉末装入弹性模具内，然后将它装入钢模筒内，就按一般钢模压制那样在普通压力机上进行压制。受压完毕，卸去压力即可从钢模中的软模袋内取出压块。;冷等静压压制主要工艺过程;模具材料必须满足下列要求： ⅰ应有一定的强度和弹性； ⅱ应具有较高的抗磨耗性能，且易于加工； ⅲ不与压力介质发生物理化学作用； ⅳ材料不易粘附压坯，寿命长，价格便宜。;加工模具所采用的弹性物有天然橡胶或合成橡胶（如氯丁橡胶、硅氯丁橡胶、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨基甲酸脂等）。这些材料中，天然橡胶和氯丁橡胶被广泛用于加工成湿袋压制模具，而聚氨甲酸脂、聚氯乙烯适于加工成干袋压制模具。某些弹性材料的性质如表所示。; 软模制作的工艺程序如下：;冷等静压制（CIP） ;湿袋式装料过程示于右图。 模袋应放置在电磁振动台上装料，通过振动器的振动使粉末摇实均匀的分布。 通常，第一次装满料后，振动30s以后就可边振边装，直至装满为止。;升压卸压的速度要掌握适当，不宜太快。通常卸压速度以5MPa/min为宜。;降低了制品的烧结温度，改善了制品的晶粒结构，消除了材料内部颗粒间的缺陷和孔隙，提高了材料的致密度和强度。 ;热等静压法是消除制品内部残存微量孔隙和提高制品相对密度的有效方法。目前已有许多金属粉末或非金属粉末采用热等静压法压得接近理论密度值的制品和材料，如表所示 ; 硬质合金是一种新型工具材料，广泛应用于钻机