多场耦合作用下粉末成型固结技术及其装备的发展

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1、万方数据现代制造工程2009年第11期综述多场耦合作用下粉末成型固结技术及其装备的发展+吴丽贞，邵明，李小强(华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510640)摘要：综述多场耦合作用下粉末冶金零件的制备技术及其装备，包括力、温度两场耦合的温压成型，磁、力两场耦合的动磁压制成型，强电场、温度场和应力场耦合的放电等离子烧结方法，以及强电场、磁场、温度场和应力场四场耦合作用下的多场耦合粉末成型。讨论多场耦合粉末固结成型装备的发展方向。关键词：装备技术；场耦合；粉末固结成型中图分类号：TFl2文献标识码：A文章编号：1671—3133(2009)11----0156----04Developme

2、ntofequipmenttechnologyofpowderformingandconsiderationinmultiplecoupledfieldsWULi—zhen，SHAOMing，LIXiao-qiang(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，CHN)Abstract：Technologyandequipmentdevelopmentofpowderformingandconsiderationinmultiplecoupledfi

3、eldsarepresent．whichinclude，warmcompactionofforceandtemperaturetwofieldscoupling，dynamicmagneticcompactionofmagneticfieldandforcefieldcoupling，sparkplasmasinteringofstrongelectricfield，forceandtemperaturethreefieldscoupling，powderformingandconsiderationinmultiplecoupledfieldswhicharestrongelectri

4、cfield，magneticfield，forcefieldandtemperaturefield．Atlastadevelopmenttrendofequipmenttechnologyofpowderformingandconsiderationinmultiplecoupledfieldsisdiscussed．Keywords：equipmenttechnology；fieldcoupling；powderformingandconsolidation0引言采用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆和刀具等，是一种少／无切削工艺。这

5、些优点已使粉末冶金成为新材料科学和技术中最具发展活力的领域之一，所制备成型的高性能精密零件在航空、航天、兵器、核工业、汽车和机械制造等领域得到了广泛应用H]。为了满足粉末冶金制品向高密度、高性能、高效率和低能耗方向发展的要求，近十几年来，在传统的粉末成型与烧结方法所固有的内场下，耦合其他物理场，相继发展了一系列多场耦合作用下的粉末成型与烧结新方法，如力、温度两场耦合的温压成型技术(warmcompaction)，磁、力两场耦合的动磁压制(Dy-namicMagneticCompaction，DMC)成型技术，强电场、温度场和应力场耦合的放电等离子烧结(SparkPlasmaSinteri

6、ng，SPS)方法以及强电场、磁场、温度场和应力场四场耦合作用下的粉末成型固结技术。这些新技术的研发和应用，都离不开相关成型装备的设计与制造。因而装备设计制造技术是这些新工艺技术发展的重要基础。1温压技术温压技术是美国Hoeganaes公司在20世纪90年代研发的一种新型的粉末冶金成型技术。该工艺只通过一次压制便可生产出高密度、高强度和低成本的粉末冶金零件，具有非常广阔的应用前景。温压技术的原理是：将加有特殊润滑剂的预制金属粉末和模具·国家重点基础研究计划973专项课题项目(2007CB616905)；国家高技术研究发展计划863项目(2007AA032112)156万方数据综述现代制造

7、工程2009年第11期等加热至130—1500C，并将温度波动控制在±2．5℃以内，然后进行压制、烧结而制得金属粉末冶金结构零件‘2

8、。国际上现有可以产业化的温压设备及其制造厂家，主要有美国HoeganaesCorp和CincinnatiIncorp公司共同开发的专利EL—TEMP温压系统；美国Hoegan—aesCorp与美国微波材料技术公司开发的Micro．Met温压加热系统；AbbottFurnaceCompany生产的TPP