粉末冶金件成型技術論文
粉末冶金成型是將金屬粉末或混合料裝在陰模型腔內，通過模衝對粉末施加壓力壓制成具有一定形狀、尺寸、孔隙度和強度坯塊的工藝。下面小編整理了，歡迎閱讀!
篇一
簡述粉末冶金成型方法
摘要：粉末冶金成型是將金屬粉末或混合料裝在陰模型腔內，通過模衝對粉末施加壓力壓制成具有一定形狀、尺寸、孔隙度和強度坯塊的工藝。成型的方法合理與否直接決定產品能否順利生產以及能否具備批量生產的能力，降低成本。此外成型的效果將影響產品隨後的工序和產品的最終質量。本文通過闡述粉末冶金模壓成型常見的幾種方法，以及不同的方法對應的原理及其壓制的坯件的密度分佈。併為不同型別產品的成型壓制如何選擇最合適的方法提供理論依據。
關鍵詞： 單向壓制 雙向壓制
中圖分類號：TP217.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791***2015***02***b***-0000-00
1、引言
粉末冶金是用金屬粉末***或金屬粉末與非金屬粉末的混合料***作為原料，經過成型和燒結制造金屬材料、複合材料以及各種型別製品的工藝過程【1】。隨著粉末冶金技術發的發展，粉末冶金產品的效能要求也不斷提高，相對產生多種不同的成型方法。目前傳統壓制成型方法有：單向壓制和雙向壓制兩種。其中雙向壓制又分為陰模浮動式壓制和陰模拉下式壓制。
2、成型方法
2.1單向壓制
單向壓制工作原理：陰模型腔和下模衝的位置固定不動，上模衝在壓機凸輪帶動下，向下進入陰模型腔，並對陰模型腔的粉末加壓，使粉末壓制成具有一定密度和強度的坯件。【2、3】
單向壓制的一個迴圈有以下步驟。
A粉末充填：粉末通過手工或者動送粉器的送粉，利用粉末重力充填在陰模型腔中。
B單向壓制：粉末填充完畢後，陰模型腔與下模衝位置固定不變，上模衝在壓機凸輪帶動下，向下進入陰模型腔，使粉末壓制成成具有一定密度和強度的坯件。
C保壓：為了使壓力得到有效傳遞，保證坯件密度分佈均勻，上模衝應在180度的成型壓制位置下保持不動一段時間，使坯件中空氣有足夠時間逸出。【4】。
D脫模：保壓結束後，上模衝由壓機凸輪復位帶動向上脫離陰模型腔，下模衝則由壓機的下氣缸的作用力作用下把坯件頂出陰模型腔。
E復位：上模衝退到最高點，送粉器把壓制的坯件推出，同時下模衝退回固定位置，同時粉末在重力作用下充填在陰模型腔中。
2.2雙向壓制
雙向壓制一般分為陰模浮動式壓制和陰模拉下式壓制。
2.2.1陰模浮動式壓制
陰模浮動式壓制工作原理：陰模由彈簧支承，處於浮動狀態，下模衝固定不動，上模衝在凸輪帶動下向下進入陰模型腔，對粉末施加向下壓力。開始加壓時，由於粉末與陰模型腔壁間摩擦力小於彈簧支承力，只有上模衝向下移動，隨著壓力增大，粉末對陰模型腔壁間的摩擦力大於彈簧支承力時，陰模型腔與上模衝一起向下運動，與下模衝間產生相對移動，從而達到雙向壓制的效果。【2、3】。
陰模浮動式壓制的一個迴圈有以下步驟。
A裝料：手工或者由自動送粉器把粉末均勻裝入陰模型腔。
B上衝下壓：粉末填充完畢後，陰模彈簧支撐，下模衝位置固定不變，上模衝在壓機凸輪帶動下，向下進入陰模型腔，對陰模型腔中的粉末施加向下壓力。
C陰模浮動：隨著上模衝施加的壓力不斷增大，粉末對陰模型腔壁間的摩擦力也不斷增大，當此摩擦力大於陰模型腔的彈簧支撐力時，陰模型腔與上模衝一起向下運動，直到坯件成型
D保壓：為了使壓力得到有效傳遞，保證坯件密度分佈均勻，上模沖和陰模型腔向下運動至坯件成型的位置下保持不動一段時間，使坯件中空氣有足夠時間逸出。【4】。
E脫模：保壓結束後，上模衝由壓機凸輪復位帶動向上脫離陰模型腔，陰模則由壓機下壓氣缸的向下拉力往下退，直到坯件從陰模型腔脫出。
F復位：上模衝退到最高點，送粉器推出從陰模型腔脫出的坯件，然後陰模由彈簧支撐恢復到粉末充填位置，同時粉末在重力作用下充填在陰模型腔中。
2.2.2陰模拉下式壓制
下模衝固定位置不動，上模衝在凸輪的帶動下，向下進入陰模型並對型腔中的粉末施加向下壓力的同時，陰模型腔也由於受壓機下壓氣缸的向下拉力，使其與上模衝一起向下運動，相對下模衝形成向上運動。從而實現上衝和下衝的雙向壓制【2、3】。
陰模拉下式壓制過程一個迴圈有以下步驟。
A裝料：手工或者由自動送粉器把粉末均勻裝入陰模型腔。
B雙向壓制：粉末填充完畢後，上衝在凸輪的帶動下，向下進入陰模型腔並對型腔粉末施加向下壓力的同時，陰模也在壓機下壓氣缸的向下拉力作用下一起向下運動，使下模衝相對陰模向上運動。
C保壓：為了使壓力得到有效傳遞，保證坯件密度分佈均勻，在上、下模沖和陰模型腔相對位置不變的前提下保持不動一段時間，使坯件中空氣有足夠時間逸出。【4】。
D脫模：保壓結束後，上模衝由壓機凸輪復位帶動向上脫離陰模型腔，陰模則由壓機下壓氣缸的向下拉力往下退，直到坯件從陰模型腔脫出。
E復位：上模衝退到最高點，送粉器推出從陰模型腔脫出的坯件，然後陰模卸去下壓氣缸壓力，恢復到粉末充填位置，同時粉末在重力作用下充填在陰模型腔中。
3壓制方式與坯件密度的關係以及它們應用
3.1單向壓制坯件與密度關係
單向壓制的密度分析：從壓制原理可知，單向壓制的壓力是從上模衝方向向下傳遞。與上模衝相接觸的坯件上層，從橫向分析，密度從中心向邊緣逐步增大，頂部的邊緣部門密度最高，這是由於壓制過程在陰模型腔壁會對粉末產生橫向反作用力，所以邊緣比心部高。從縱向分析，密度從上往下逐漸減少。這時由於壓力在密實粉末過程，粉末發生滑移和變形會產生向上的反作用力，隨著傳遞的壓力不斷減少，粉末更難發生滑移變形，最終導致底部坯件的密度低【5】。由此可知，單壓制坯件密度分佈從邊緣向中心，從上到下逐漸減少。
3.2雙向壓制坯件與密度關係
雙壓制的密度分析：從雙向壓制原理可知，雙向壓制的壓力是從兩端向中心傳遞。與模衝接觸的坯件兩端，橫向分析，密度同樣從中心向邊緣逐步增大，理論跟單向壓制一致。從縱向分析，由於壓力從兩端向中心傳遞，所以坯件兩端的粉末能充分發生滑移變形現象，密度高，而隨著壓力傳遞減少，心部密度粉末不能充分滑移變形，密度低。由此可知，雙向壓制坯件密度分佈：從邊緣向中心逐漸減少，但坯件由於受兩端壓力壓制，降低坯件的高徑比，減少壓力沿高度而減少的差異，密度分佈更均勻。【5】。
4 結語
隨著社會科技的不斷髮展，粉末冶金也發生翻天覆地的變化，各式的成型壓制方法不斷出現。但無論那種壓制方式***摩擦芯棒壓制，下模衝浮動壓制，組合衝壓制，換向壓制等***都可以從上述3種壓制方法的原理中找到理論基礎。因此掌握上述3種方法的原理和應用原則就能為粉末冶金模具設計大打下堅實基礎。
【1】 黃培雲.粉末冶金原理.[M].北京.冶金工業出版社.1997***2006.1重印***.1
【2】 中南礦冶學院粉末冶金教研室，粉末冶金基礎，冶金工業出版社，1974
【3】 黃培雲.粉末壓型問題.***中南礦冶學院***.1980
【4】 黃培雲.粉末冶金原理.[M].北京.冶金工業出版社.1997***2006.1重印***.213
【5】 黃培雲.粉末冶金原理.[M].北京.冶金工業出版社.1997***2006.1重印***.204
作者簡介：阮志光***1985-***?男，漢，廣東佛山人，本科，畢業於合肥工業大學，主要從事粉末冶金的研發工作。
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