ag8备用网址粉末冶金法优缺点粉末冶金模具价格

发布日期:2020-06-14 05:38

  材料科学与工程学院2018-7-29 3.1压制过程和精整过程中力的计算 3.2 压坯密度分布与压制方式的关系 3.3 不等高压坯压模的设计原理 压制速率相同或相近3.4 组合模具的设计原理 粉末冶金模具设计原理目的 压坯:相对均匀的压实密度 形状完整,具有一定强度 3.5 压制过程的图示 2018-7-29 •压制压力的计算模压过程的总压制力等于净压力与外摩擦力 之和 单位压制压力与压坯密度定量关系的研究, 是近60年来粉末成形理论研究的主要内容 •脱模力的计算 压制压力去掉后,侧压力因为高度方向的弹 性后效,侧压力会下降35~77% 2018-7-29 在低速高单位压制压力条件下,塑性金属粉末易发生“模瘤”;模具表面质量差、润滑 不良和模温过高,加重模瘤现象。 严重时脱模压力超过压制压力,使得模具拉 其中:R剩:卸压后阴模半径上剩余的变形量;j: 剩余侧压强与侧压强之比,决定于模具的刚度; m:阴模外径与内径之比; ρ:压坯的相对密度 当相对密度为:0.80~0.85时,m=2~4,可粗略 估算: 对于铁基:P侧剩=0.18~0.20P 对于铜基:P侧剩=0.20~0.22P 2018-7-29 •精整压力的计算外箍内的精整:精整压力Fc=F1+F2+F3 其中:F1为实现轴套纯变形所需要的力; F2为克服整形区外摩擦所需的力; F3克服内摩擦所需的力。 精整压力计算公式Fc=Pc (S+μQ)+0.58σαS2 其中:Pc 为精整区的平均单位压力;Q为阴模精 整区的工作面积;σ为精整件的塑性变形抗力 (三向压力);α为阴模入口端的角度;S2为精整 区轴套的横截面积 2018-7-29 压坯中中立层的位置可以表示压坯密度分布的均匀程度。通过压制方式和压模结构合理 选择使中立层2边受相同压缩,提高密度分布 均匀性 2018-7-29 10 —第一次压制后压坯平均密度;第一次压制后:d 100%2018-7-29 11 压力相等时双向压制与非同时双向压制的效 果相同 非同时双向压制中第二次压制的模冲移动距 x=(d2-d1)h/d1或者y=x/l=100(d2-d1)/d1(k-1) 其中:d2为要求的压坯平均密度;d1为单向压 制的平均密度;h为压坯高度;k为压缩比;l 为装粉高度与压坯高度之差。 2018-7-29 12 非同时双向压制原理为压模结构设计提供了 压坯密度均匀分布的理论基础;也为粉末压 机的设计提供了重要基础,使得多凸轮和凸 轮曲柄粉末压机更好地满足粉末压坯密度均 匀分布的要求。 2018-7-29 13 摩擦压制 在压制过程中,让阴模或芯杆与样品侧面产 生同向相对移动,即运动得更快,借助粉末 与模壁之间的摩擦,带动与阴模或芯杆接触 的粉末层移动,从而可改善沿压坯高度方向 的密度分布均匀性。 2018-7-29 14 2018-7-29 15 2018-7-29 16 •压制方式的选择依据 压制方式和方法不同,上、下模冲、芯杆和阴 模相对于粉末压坯的相对运动方向及速度也不 同,从而使外摩擦对压坯密度的均匀分布产生 有害或者有利的影响。 单向压制 当柱状压坯S侧/S

  T,可采用摩擦芯杆压制2018-7-29 22 2018-7-29 23 2018-7-29 24 不等高压坯压模的设计原理 影响压制过程中粉末流动方式的因素: 粉末的流动性 装粉方法 外摩擦力 上下模冲设计 压坯横截面形状 在压制的不同阶段,粉末流动方式也不同 2018-7-29 25 装粉阶段 粉末以散状流动的方式充填模腔,由于摩擦力的 影响容易产生“拱桥”现象。 采用添加润滑剂、振动装粉、过量装粉和吸入装 粉方法可以消除拱桥现象。 压制开始阶段 拱桥现象被破坏;当压坯各横截面上的粉末受到 相同程度的压缩时,只发生柱状流动;如果压坯 各横截面上的粉末受到不同程度的压缩,先受压 缩或者受压缩程度大的截面上的粉末会向其他处 发生横向流动。 是否发生横向流动取决于各截面的受压缩程度和 模冲形状 2018-7-29 26 压制最后阶段 相邻截面由于高压力的作用可能形成滑动面,导 致剥落和裂纹,该现象特别容易发生在压坯的截 面变化分界处 不等高压坯压模的设计原理 •粉末填装系数相同或相近 压坯密度分布的均匀性首先决定于装粉高度 粉末填装系数K=H粉/h压=d压/d粉,其大小等于压缩 先受压缩或者受压缩程度大的横截面上的粉末填装系数应比高度小的横截面上大0.1~0.5 2018-7-29 27 压制时压缩比相同或相近 保证各横截面上的粉末受到相同或相近的压缩比 各个模冲的移动距离不同:l=(k-1)H粉/k 组合模冲设计中,各个模冲在压制过程中应该按照 压缩比相同或相近的要求移动不同距离 压制速率相同 为了避免滑动面,压坯各横截面上粉末的压制速率 应该相等 压制速率η=(V粉-V压)/V粉t;即单位时间内粉末被压 缩减小的体积与压制前粉末松装体积的比 2018-7-29 28 在压制不等高压坯时,各个模冲移动的距离和速度 是不同的,但各个模冲的压制速率应该相同 对于高度不同的A、B横截面,当压制速率相同时 满足以下关系:VA/H粉A= VB/H粉B ,V为压制速度 为减少粉末横向流动实际常用的压制方法:先压缩 装粉高度较大的粉末,待压到相同高度时再同时压 缩整个压坯;采用非同时双向压制,在粉末的等高 端进行后压。特别是由于目前通常使用的压机和压 模不能够满足各模冲的压制速率相同的要求。 压制速率相同和最后压制速度相同的设计要求,是 不等高压坯压模设计的重要原则之一。 2018-7-29 29 组合模具的设计原理 组合模冲设计与装粉方式的关系 •第一、二类压坯: 整体模冲实现相同的移动速率和速度; •第三、四类压坯:如果一端带有一个或者多个台阶,需要按照压坯的 不同横截面设计组合下模冲;各横截面上的粉末填 装系数相同或者相近,并控制各个模冲不同的移动 距离,用先压缩高区粉末再同时压缩高低区粉末的 方法,使压坯各横截面上的粉末受到相同的压缩程 2018-7-2930 2018-7-29 31 如果压坯中间带内、外台阶,除不同横截面需要 设计组合下模冲外,还有根据粉末移动成形法的 要求设计组合上模冲。 首先将全部粉末装入模腔,使各部的粉末填装系 数相同或者相近; 压制时,成形主体的下模冲向上推移粉末,粉末冶金模具价格或者 成形台阶的上模冲将粉末和成形台阶的浮动下模 冲向下推移,或者利用组合上模冲将粉末和带内 台阶浮动阴模或芯杆向下推移,把台阶部分的粉 末推到所要求的位置。 2018-7-29 32 •带斜面的第五类压坯 当压坯斜面与垂直方向的夹角超过25~30,或 者具有多个斜面和平面时,一般按照斜面和平面的 分界线设计组合下模冲。斜面的装粉高度等于斜面 的压坯平均高度乘以粉末填装系数。 当压坯斜面与垂直方向的夹角小于25~30时, 可以通过阴模或者芯杆来成形斜面,不需要单独设 置成形斜面的下模冲。 当压坯斜面与垂直方向的夹角超过25~30,且 斜面很长时,应该设计组合模冲来成形斜面部分。 2018-7-29 33 •带曲面的第五类压坯 要根据曲面变化分界线设计组合下模冲;装粉高度 等于这部分曲面的压坯平均密度与粉末填装系数之 粉末移动成形法分类:侧向移动成形法和轴向移动成形法 多台阶压坯的组合模冲设计 一般可以按照台阶分别设计模冲,以保证各横截面 上的粉末填装系数和压缩比相同或者相近。当压坯 相邻台阶的高度差较小时,可以用一个模冲来压制 这二个台阶。粉末冶金法优缺点 当相连台阶的高度差不超过压坯较高台阶高度的 25%时,粉末冶金模具环保治理可以采用整体模冲来压制。 2018-7-29 34 2018-7-29 35 相邻台阶的孔隙率差: θ1-θ2=(d粉/dm)(k2-k1)100%,dm为致密材料密度 采用整体下模冲压制带台阶压坯时,相邻二台阶的 压缩比是不同的,二者的孔隙率差与粉末松装时的 相对密度成正比,ag8备用网址。与它们的压缩比之差成正比。 铁基制品相邻台阶用整体模冲时所允许的孔隙度差 铁基制品的孔隙度 ~1011~15 16~30

  30 相邻台阶允许的孔 2018-7-2936 例题:多台阶压坯组合模冲设计 铁粉末松装密度:d粉=2.3g/cm3 压坯密度:d压=5.85g/cm3,理论 密度d=7.8g/cm3 hA=20mm,hB=30mm,hC=32mm, hD=90mm 2018-7-29 37 压缩比k=d压/d粉=2.5 HA=khA,HD=khD 采用组合下模冲时,ag8备用网址HB1=khB,粉末冶金模具组成HC1=khC 采用整体下模冲时的实际装粉高度: HB2=(HB1+HC1)/2-(hC-hB)/2 HC2= (HB1+HC1)/2+(hC-hB)/2 实际压缩比:kB=HB2/hB,kC=HC2/hC 2018-7-29 38 2018-7-29 39 斜面压坯的组合模冲设计 斜面压坯的密度差随着斜面坡度角的增加而加大; 粉末的横向流动也随着斜面坡度角的增加有所增大 斜面压坯的平均高度计算: 斜面的装粉高度:Hx=kx从斜面短边到x线)的斜面压坯: b