现代制造工程技术实践 第2版 教学课件 作者 宋昭祥 主编第七章.ppt

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1、第七章　粉末冶金第一节　粉末冶金生产的工艺流程第二节　粉末冶金零件的结构工艺性一、制粉与混配料1.金属粉末的工艺要求(1)粉末粒度、粒度组成与粒形粉末粒度即粉末颗粒的粗细。(2)流动性它表征粉末充填型腔的能力。(3)松装密度它也称松装比，即粉末自由松装时单位容积的质量。(4)压制性它们包括压缩性和成形性。第一节　粉末冶金生产的工艺流程2.金属粉末的制备(1)机械法它包括机械破碎法、液态雾化法两种。(2)物理法它包括气相沉积法、液相沉积法等。(3)化学法它包括电解法、还原法、化学置换法等几种。3.混配料混配料

2、包括配料与混合两个阶段，是根据配料计算并按规定的粒度分布把各种金属粉末与适量的成形剂进行充分混合的过程。这一过程是粉末冶金制品生产中的一个十分重要的环节，直接影响产品的质量。二、压制成形87压制成形是将金属粉末与添加剂混合均匀后装入模具型腔，然后施加压力，使金属粉末聚集成一定密度、形状和尺寸的制件。压制成形的基本方式有单向压制、双向压制、浮动模压制以及引下模压制等四种，如图3-56所示。其中单向压制的原理为：压制过程中凹模与顶杆不动，凸模向下施加压力，待制件成形后顶杆上行将制件顶出。三、烧结烧结是将压制好的

3、制件在低于金属熔点的温度下加热，使金属粉末颗粒间产生原子扩散、固溶、化合和熔接，使制件得以收缩并强化的工艺。烧结时，必须控制烧结温度、加热速度、烧结时间、冷却速度以及烧结气氛。采用特定的烧结气氛可使制件不产生氧化、脱碳现象，并能还原粉末表面的氧化物。四、后续处理粉末冶金制品的后续处理极为重要。如多孔材料通过浸油处理可成为自动润滑的含油轴承；制件通过精压可提高其尺寸精度以及表面质量；铁基制品可通过热处理提高其强度和硬度等。图3-56压制成形的基本方式1－上阳模；2－阴模；3－下阳模；4－阳模；5－顶杆；6－弹

4、簧烧结后处理(精整)1.整形整形是将烧结型坯置于整形模中，施加一定的压力，使之产生塑性变形和挤压，从而提高制品的精度、强度和耐磨性，降低其表面粗糙度。2.浸渍各种润滑轴承是采用多孔压制件浸渍润滑剂(主要是油)制得的；某些耐压件或气密件需要浸塑料；某些零件则需要浸渍树脂或清漆。3.渗透渗透是将熔点低于压制件主要组元的熔融金属或合金渗入到多孔压制件的孔隙中，通过充填与密闭作用而获得致密制品的工艺。这一过程可以在烧结过程中进行，也可在预烧结或复烧工序中进行。4.复压与复烧复压是在比压制压力更高的压力下进行的。复压

5、件的密度可接近于普通同材质材料的密度，强度得到大幅度提高，尺寸公差等级可提高至IT6～IT7，表面粗糙度Ra可降低至0.63～1.25μm。复烧温度相当于退火温度，其余条件下与一般烧结相同。经复烧后，可消除复压造成的加工硬化和内应力。5.热处理粉末冶金制品可以像普通材料一样进行各种热处理，但由于结构和组织上的特殊性，具体热处理参数和做法稍有差异。6.表面涂层或处理即对粉末冶金制品进行镀敷(如电镀)、喷砂、磷化、蒸汽氧化、渗铬等处理，以提高其表面质量7.机械加工主要是加工一些不能直接压制出来的部位(如与压制方

6、向垂直的孔、凹槽、沉割、内外螺纹等)及一些需要精加工的部位。一般采用硬质合金刀具进行高速切削。8.焊接焊接是将几个粉末冶金制品焊接在一起，以得到更加复杂的形状。五、粉末冶金工艺过程类型的选择①压实+烧结。②压实+烧结+整形。③压实+预烧结+精压+烧结。④压实+预烧结+精压+烧结+整形。第二节　粉末冶金零件的结构工艺性一、粉末冶金制件设计要点1)不能有与压制方向垂直的孔、槽等结构。2)避免内、外螺纹、倒锥角、网状花纹、狭长槽、细长臂等结构。3)不应有内、外尖角、45°倒角等结构，圆角半径应不小于0.5mm。4

7、)阶梯圆柱形制作每级直径之差不大于3mm，每级的长度与直径之比应在3以下，应尽可能避免多级阶梯形结构。5)应尽可能减小零件的长度与直径之比，长径比一般应不大于2，决不可超过3。二、粉末冶金制件结构工艺性示例表2-7-1粉末冶金制件结构工艺性示例例号原　设　计改进设计例号原　设　计改进设计13原设计的截面沿压制方向逐渐增大，无法压实原设计孔四角距外缘太近，不易压实42倒角处应留出0．2～0．3mm平台，避免模具上出现尖锐刃边法兰厚度太薄，不易压实59制品上无法压制出与压制方向垂直的沟槽键槽底部太薄(＜1．5m

8、m)，改成凸键后容易压制610制品上应避免狭的深槽，修改后的设计易压制，容易顶出工件，模具也简单制品上无法压出网纹花纹711制品应避免内、外尖角，圆角半径不小于0．5mm8球面的外形不易压实，应做出小块平面12修改后的设计模具制造简单