材料工程导论 教学课件 作者 毕大森 主编第6章 其他成形工艺方法.ppt

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1、第六章其他成形工艺方法天津理工大学毕大森《材料工程导论》6.1粉末冶金成形工艺方法粉末冶金成形工艺是制取金属材料和制品的加工方法之一。工艺过程：原料粉末的制备；粉末物料在专用压模中加压成形，得到一定形状和尺寸的压坯；压坯在低于基体金属熔点的温度下加热，使制品获得最终的物理、力学性能。第六章其他成形工艺方法6.1.1粉末冶金成形工艺过程1.粉料制备粉末冶金的生产工艺是从制取原材料(粉末)开始的。这些粉末可以是纯金属，也可以是非金属，还可以是化合物。制取粉末的方法很多，它的选择主要取决于该材料的特殊性能及制取方法的成本。第六章其他成形工艺方法金属粉末的制取方法可以分成

2、机械法和物理化学法两大类。机械法制取粉末是将原材料机械地粉碎而化学成分不发生变化的工艺过程。物理化学法则是借助化学的或物理的作用，改变原材料的化学成分或聚集状态而获得粉末的工艺过程。第六章其他成形工艺方法粉末的生产方法很多，应用最广泛的是还原法、雾化法和电解法；而在特殊应用场合下，气相沉积法和液相沉淀法也会等到应用。第六章其他成形工艺方法雾化法制粉第六章其他成形工艺方法2.普通模压法粉末成形粉末的成形根据成形时是否从外部施加压力，可分为压制成形和无压成形两大类。将处理过的粉末经过成形工序，得到具有既定形状与强度的粉末体，叫做压坯。粉末成形可以用普通模压法或用特殊成

3、形法成形。第六章其他成形工艺方法封闭钢模压制成形是指在常温下，粉料在封闭的钢模中，按规定的压力，将粉料制成压坯的方法。这种成形过程通常由称粉、装粉、压制、保压及脱模等工序组成，压坯密度较高，生产率高。第六章其他成形工艺方法三种基本压制方式第六章其他成形工艺方法金属粉末压制变化过程第六章其他成形工艺方法单向压制时密度的变化第六章其他成形工艺方法双向压制时密度的变化第六章其他成形工艺方法浮动凹模双向压制时密度的变化第六章其他成形工艺方法压坯密度的均匀性是影响其质量的重要因素，烧结制品的强度、硬度及各部分性能的同一性，都与密度分布的均匀程度有关。此外，当压坯密度分布不均

4、匀，在烧结时还会导致收缩不均匀，从而使制品中产生很大的应力，出现翘曲变形、甚至裂纹等。因此压制成形时，应力求使压坯密度分布均匀。第六章其他成形工艺方法压制过程：粉末装在模腔中，形成许多大小不一的拱洞。加压时，粉末颗粒产生移动，拱洞被破坏，孔隙减小，随之粉粒从弹性变形转化为塑性变形，颗粒间的接触从点接触转为面接触。由于颗粒间的机械啮合和接触面增加，原子间的引力使粉末体形成具有一定强度的压坯。第六章其他成形工艺方法压制过程第六章其他成形工艺方法烧结：金属粉末的压坯，在低于基体金属熔点下进行加热，粉末颗粒之间产生原子扩散、固镕、化合和熔接，致使压坯收缩并强化的过程，叫做

5、烧结。粉末冶金制品因都需要经过烧结，故也叫做烧结制品(或零件)。第六章其他成形工艺方法镍粉的烧结过程第六章其他成形工艺方法对于烧结工序的要求，主要是：制品的强度要高，物理、化学性能要好，尺寸、形状及材质的偏差要小，适合于大生产，烧结炉易于管理和维修等。第六章其他成形工艺方法高频真空烧结炉第六章其他成形工艺方法网带连续传递式烧结炉第六章其他成形工艺方法金属粉末压坯经烧结后的处理：①浸渍。浸渍是利用烧结件的多孔性的毛细现象，浸入各种液体。如为了润滑目的，可浸润滑油、聚四氟乙烯溶液、铅溶液等；为了提高强度和防腐能力，可浸铜溶液；为了表面保护可浸树脂或清漆等。第六章其他成

6、形工艺方法②表面冷挤压。为提高零件的尺寸精度和表面质量，可采用整形；为提高零件的密度，可采用复压。为改变零件的形状或表面形状，可采用精压。此外，对于零件上的横槽、横孔以及高的轴向尺寸，精度面需进行切削加工后处理，以及为提高铁基制品的强度和硬度可进行热处理等。第六章其他成形工艺方法3.粉末冶金特殊成形方法粉末冶金成型方法按其工作原理和特点分为等静压成形、连续成形、无压成形、注射成形、高能成形等，这些都统称为特殊成形。第六章其他成形工艺方法①等静压成形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，高压流体的静压力直接作用在弹性模套内的粉末上，粉

7、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。第六章其他成形工艺方法等静压制原理图第六章其他成形工艺方法②金属粉末轧制将金属粉末通过一个特制的漏斗喂人转动的轧辊缝中，即可轧出具有一定厚度的长度连续的、并且强度适宜的板带坯料。这些坯料经预烧结、烧结，又经轧制加工以及热处理等工序，就可制成有一定孔隙度的，或致密的粉末冶金板带材。第六章其他成形工艺方法粉末轧制工艺示意图第六章其他成形工艺方法③粉浆浇注粉浆浇注是金属粉末在不施加外压力的情况下而实现成形的过程。其方法是将成形材料首先与水或其他液体调成悬浮液浆，并注入能够吸收液体的石膏模内，然后再

8、从石膏模中