粉末冶金原理第三章

第三章成形

成形是粉末冶金工艺的重要步骤。成形的目的是制得具有一定形状、尺寸、密度、孔隙度和强度

3.1 成形前的原料预处理

粉末退火，筛分，混合，制粒，加润滑

一般指将两种或两种以上不同成分

各种混合机将粉末或混合料机硬质合金或含易氧化组份合金的生

将金属或化合物粉末与添加金属的盐溶液均匀混合，或者是各组元全部以某种盐的溶液形式混合，然后经沉淀、干燥、还原等处理

筛分的目的在于把颗粒大小不匀的原始粉末进行分级，使粉末能够按照粒度分成大小范围更

将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序，常

成形剂是为了提高压坯强度或为了防止粉末混合

润滑剂是为了降低压形时粉末颗粒与模壁和模冲间摩擦、改善压坯的密度分布、

选择成形剂、润滑剂的基本条件：

（1）有较好的粘结性和润滑性能，在混合粉末中容（2）软化点较高，混合时不易因温度升高而熔化；

原料粉末其它添加剂

等静压制轧制挤压粉末冶金成品

（2）赋予坯体以精确的几何形状与尺寸，应

工序组成：称粉、装粉、压制、保压及脱模。

自动装粉方式

a）落入法b）吸入法c）多余充填法

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基本压制方式

a)单向压制b)双向压制c)浮动压制

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①粉末颗粒移动，孔隙减小，颗粒间相互挤紧；

②粉末挤紧，小颗粒填入大颗粒间隙中，颗粒开始

③粉末颗粒表面的凹凸部分被压紧且啮合成牢固接

二、金属粉末压制时的位移与变形

粉末在松装堆集时，由于表面不规则，彼此之间有摩擦，颗粒相互搭架而形成拱桥孔洞的现象。当施加压力时，粉末体内的拱桥效应遭到破坏，粉末

滑动；（d）粉末颗粒的转动；（e）粉末颗粒因粉碎而产生的移动2012/3/623

压坯反抗外力作用保持其几何形状和尺寸不变的

3.3 压制压力与压坯密度的关系

图3-10 压坯密度与成形压

力的关系

二、压制压力与压坯密度关系的解析

粉末压制理论研究粉末压制成形过程中颗粒移动和变形的规律，讨论并定量描述压坯密度和压制

方程假设粉末体在压制时发生弹性压缩变形，服从虎克定律，不考虑粉末压制时加工硬化的影响，并假设

式(3-12)为巴尔申半对数压制方程，表示压制压力对数(lgp)与粉末相对体积β成线性关系。

的压制，对

在高压与低压情形下出现偏差的原因粉末颗粒以位移方式填充孔隙空间为主

巴尔申方程曲线之所以与实际情况不大一将粉末体当作理想弹性体看待，运用虎克定律

由日本人川北公夫于1956年以经验公式的形式提出，

3）粉末层各断面上的外压力与该断面上粉末的实际断面积受的压力总和保持平衡；

4）每个粉末颗粒仅能承受它所固有的屈服极

3.艾西-沙皮罗-柯诺皮斯基压制理论简介

由德国人柯诺皮斯基(K．Konopicky)于40年代提出。

我国黄培云教授首次将粉末视为标准非线性弹滞体，考虑粉末体的非弹性性质、加工硬化、模壁摩擦和压制时间(弛豫)对粉末压制成形的

(3-49) (3-53)

，适用于粉末压

。用回归分析方法整理铜、锡、钨、钼、碳化钨粉末的模压成形和冷等静压成形实验数据表明，与巴尔申、

巴尔申方程用于硬粉末比软粉末效果好

川北公夫方程在压制压力不太大时优越性显著

压制过程中由垂直压力所引起的模壁

粉末体与模壁之摩擦力的大小与摩擦系

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在没有润滑剂的情况下，外摩擦的压力损失可达60-90%，这是引起压块密度沿高度分布不均匀的根本原因。

使压坯由模中脱出所需的压力。

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弹性后效：在压制过程中，当除去压制压力并把压坯压出压模后，由于内应力