特种塑性成形 教学课件 作者 李云江 第2章.ppt

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1、第2章2.1　粉末冶金成形2.1.1　粉末冶金的特点2.1.2　粉末冶金的应用2.1.3　粉末冶金工艺2.2　粉末锻造的特点及应用2.2.1　粉末锻造的发展概况2.2.2　粉末锻造的特点及应用2.3　粉末锻造时金属粉末的选择2.4　粉末锻造预成形坯的设计2.4.1　粉锻件的分类与锻件图设计2.4.2　预成形坯的设计2.5　粉末预成形坯的锻造方法2.5.1　预成形坯锻造成形方法2.5.2　预成形坯锻造工艺参数的选择2.5.3　预成形坯锻前加热2.5.4　粉末锻造对模具和设备的要求2.6　粉末热等静压和粉末喷射锻造2.6.1　粉末热等静压2.6.2　粉

2、末准等静压法2.6.3　粉末喷射锻造法2.1　粉末冶金成形粉末冶金是以金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)为原料，经成形和烧结，制造成各种类型的金属制品和金属材料的方法。广义而言，它也包括以氧化物、氮化物、碳化物等非金属化合物粉末为原料，用成形-烧结法制造材料和制品的技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此也称金属陶瓷法。现代粉末冶金工业，除了生产铁粉、铜粉、铁基粉末、铜基粉末冶金制品外，还制造诸如难熔金属制品、硬质合金、金属石墨材料等。2.1.1　粉末冶金的特点1)不需要或只需要极少量切削加工。2)材料利用率高达97％。3)零件尺寸的制

3、造公差较小，具有再现性。4)零件表面粗糙度值较低。5)对于自润滑或过滤，可提供具有可控孔隙度的材料或制品。6)可制造其他金属成形工艺不能制造的形状复杂或奇特的零件。7)适于中批量到大批量的零件生产。2.1.2　粉末冶金的应用粉末冶金常用于成批或大量生产板、带、棒、管、丝等各种型材，齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件，重量仅百分之几克的小制品以及近2t重的大型坯料(用热等静压法)等。制品的种类主要有：难熔金属及其合金；组元彼此不熔合、熔点十分悬殊的烧结合金；难熔金属及其碳化物的粉末制品(硬质合金)；金属与陶瓷材料的粉末制品(金属陶瓷)；含油轴承和摩擦

4、零件以及其他孔性制品。大多数粉末冶金零件的质量不大于2.2kg，但也可制造质量达16kg或小于1g的零件。1.粉末的生产2.粉末冶金的生产工序（1）金属粉末的合成方法1）还原法(ReductionMethod)还原法的基本原理就是所使用的还原剂对氧的亲和力比相应金属对氧的亲和力大，因而能够夺取金属氧化物中的氧而使金属被还原出来。2）雾化法(AtomizationMethod)雾化法生产金属和合金粉末就是利用高压气体（空气、惰性气体）或高压液体（通常是水）通过喷嘴作用于金属液流使其迅速地碎化成粉末。3）电解法(ElectrolysisMethod)电

5、解法既可以在水溶液中进行，也可以在熔盐状态下进行。2.1.3　粉末冶金工艺1.粉末的生产（2）化合物粉末的合成方法1）固相法(SolidReactionProcess)制备粉末固相法就是以固态物质为初始原料来制备粉末的方法。①化合反应法②热分解反应法③氧化物还原法2）液相法制备粉末液相法分为溶液法和熔液法两大类。①溶液法<1>生成沉淀法(PrecipitationMethod)a.直接沉淀法b.均匀沉淀法c.共沉淀法<2>溶剂蒸发法(SolventVaporizationProcess)冰冻干燥法喷雾干燥法喷雾热分解法②熔液法<1>等离子体喷射法典

6、型的等离子喷管如图2-11所示<2>激光法图2-12为激光法制超微粉工艺原理图。3）气相法制备粉末①蒸发－凝聚法②气相化学反应法2.粉末冶金的生产工序(1)粉末的预处理与混合粉末制备好之后要根据生产的要求分别对粉末作不同的处理，包括粉末粒度的分级、粉末退火、粉末混合、粉末干燥等许多工序。(2)粉末成形成形的目的是制得具有一定密度、强度与一定形状、尺寸的压坯。(3)烧结烧结是粉末冶金的关键工序，对粉末冶金生产起着很重要的作用。(4)烧结后的处理根据产品的不同要求，烧结后的处理有多种方式，如提高制件的物理及力学性能的复压、复烧、浸油、热锻与热复压、热处

7、理及化学热处理，改善制件表面耐蚀性的水蒸气处理、磷化处理、电镀等工艺以及提高制件形状与尺寸精度的精整、机械加工。图2-1　粉末冶金的生产工序2.2.1　粉末锻造的发展概况粉末锻造是将粉末烧结的预成形坯经加热后，在闭式模中锻造成零件的工艺。它是将传统的粉末冶金技术和精密模锻相结合的工艺，它综合了二者的优点，能以较低的成本和较高的生产率实现大批量生产。能够生产高质量、高精度、形状复杂的结构零件。2.2　粉末锻造的特点及应用89(1)材料利用率高，可达90%以上；(2)可获得形状复杂的精密锻件，锻件精度高于一般模锻件，且尺寸精确，可实现净成形、净终成形；

8、(3)工艺流程简单，生产率高，易于实现自动化；(4)锻件的力学性能好，塑性、韧性略差于普通模锻件。图3-56_2粉末锻造过