先进成型及烧结技术

主要特点是：材料结构均匀性好、可成形大批量、结构复杂、尺寸小、精度高的制品。
在注射成型工艺中，最关键的工艺环节包括： a. 成型剂的配制与添加 b. 成型剂的脱出
成型剂的脱出可采用溶解浸出法和加热分解法两种： 溶解浸出法是把成型坯体放入溶剂抽取装置中，除去粘结剂，
形成具有一定密度的坯体。 加热分解法：是把注射成型坯体置于加热炉中，在加热条件
先进成型与加工新技术
1．概述 2．先进成型技术 3．先进的烧结与致密化技术
1．成型与加工技术概述
材料成型问题主要涉及粉末冶金和陶瓷材料制备
粉末冶金工艺与陶瓷材料制备工艺具有极大的相似性。 其共同特性主要表现在：
研究对象具有相同的物理形态，即粉末状态 制备工艺过程几乎完全相同 粉末在加工过程百度文库具有相同或相似的物理—化学 变化规律，服从相同或相似的理论规律。 几乎所有的先进的粉末冶金制备技术都可以用来制备先进工程陶瓷，但粉末冶金的 后加工手段是工程陶瓷制备中难以使用的。
(2) 等静压成型
特点：a. 能生产具有复杂形状的零件 b. 压力均匀传递、压坯密度均匀、坯体强度高 c. 模具成本低廉
主要工艺有： 湿式等静压成型和干袋式等静压成型
模具的制造是最为关键的因素
2.3 塑性成型法
混合料塑性的获得可以通过： a. 粉末本身具有塑性变形能力 b. 添加增塑剂获得变形能力
热致密化成型技术主要包括：热压、热等静压、热挤压、热轧制技术，其主要 特点是成型与烧结一步完成，同时，在高温作用下，粉末处于热塑性状态，成型 压力低，时间短，制品晶粒细小、密度高。
(1) 热压 在高温条件下，对粉末施以一定的压力，从而促进粉末的烧结和致密化。热压
烧结中，成型压力一般不大于40，其主要缺点是生产率低，成本高。
2.5 流延成型工艺
一种动态连续的注浆成型工 艺。将料浆由料斗槽中流入基 材上，由刮刀控制膜的厚度， 成膜后的浆料经烘干后得到膜 坯，烧结后得到薄的片材。
主要用于制备厚度小于 0.05 m的薄片。如多层膜电 容器等，主要工艺控制包括粉 末粒度（细粉最好），料浆流 动性好。
2.6 热致密化成型技术
按照加热方式不同，热压可分为直接加热法和间接加热法 直接加热：是将加热电流通过装有粉末的石墨模具，使模具发热，达
到加热加压致密化的目的，这种工艺中温度较难控制，并 且温度场分布不均匀。
按照原料的特性来分类，可分为： 粉料成型法：模压成型、冷等静压成型等,一般为压力成型 塑性料成型法：挤压、轧模、注射成型等 浆料成型法：粉浆浇注、流延成型等 热致密化成型：热压、热等静压、热煅等 特殊的致密与成型技术
模压成型零件
零件
冷等静压成型零件
注射成型零件
(2) 成型前的原料处理
原料的预处理是为了调整和改善粉末原料的物理、 化学特性，使之适应后续加工工艺和产品性能的需要。
1.2 一般的粉末冶金工艺的主要环节
成型的目的：获得一定形状和尺寸的坯样。并使 其具有一定的密度和强度。
基本成型方法有：有压成型和无压成型。
烧结：是为了获得所要求的物理和机械性能。
后处理与加工：是为调整和控制材料结构，以获 得更优的工作性能。
1.3 粉末冶金的发展历程及特点
粉末冶金技术的特点： (1) 可生产普通熔炼法无法生产的具有特殊性能 和结构的材料 多孔材料(陶瓷过滤器、分子筛等） 各种复合材料（叠层材料:双金属、叠层陶瓷） (2) 采用粉末冶金技术生产的某些材料，与普通熔炼 法相比具有更加优异的性能 高合金粉末冶金制品性能更优，如高速钢、超合金制品。 难熔金属制品一般采用粉末冶金技术生产，如W、制品 (3) 粉末冶金制品是一种少切屑无切屑的加工工艺。
主要的原料的预处理工艺包括： 煅烧：除去杂质、提高纯度；改变晶型，增加晶
粒度等 原料塑化：除去杂质、提高纯度；改变晶型，增
加晶粒度等 造粒：普通造粉、压制造粉、喷雾造粉
2.2 粉料成型法
(1) 模压成型法 可分为单向与双向模压成型（影响成型坯体的密度）。
•特 点 ： 工 艺 简 单 ， 易于自动化。 •缺 点 ： 复 杂 形 状 的零件难以制备。
汽车尾气过滤器：材料硬度大，孔隙多且细小。 难加工。
粉末冶金成型的主要缺点： 成本高 制品的大小形状受到一定的限制 材料和制品的韧性较差
1.4 粉末冶金技术的应用 在金属材料、陶瓷材料、复合材料方法广泛应用。
2．先进成型技术
2.1 概述 (1) 成型方法的分类 成型可分为：加压成型和无压成型， 也可分为模压成型和特殊成型工艺。
具有塑性的粉末可以通过成型方法达到加工的目的 塑性成型可以分为：挤压成型、轧制成型、注塑成型
(1) 挤压成型 挤压成型是指粉末体或者可塑性泥团在压力作用下，通过成 型模嘴挤
成预期的制品。 按照挤压条件的不同可分为冷挤和热挤。 在挤压成型工艺中，不论是具有变形能力的金属粉末还是脆
及复杂形状的试件 b. 纵向成型体
下使粘结剂逐步分解而脱去成型剂。这个过程可以和烧结设备化过 程连在一起进行。
2.4 浆料成型法
浆料成型是将粉末与水或其它有机液体制成一定浓度的悬浮粉浆， 注入具有所需形状的石膏模中，达到成型制品的目的，其关键工艺 环节是模具的设计和浆料的制备
新的浆料成型工艺： 压力注浆工艺 离心注浆工艺 真空注浆工艺等
和横向密度均匀 c. 工艺连续性
强
影响挤压成型工艺的主要因素:
a. 增塑剂含量的影响，增塑剂多， 挤压压力下降
b. 预压压力的影响，预压压力大， 挤压压力增大
(2) 轧制成型（轧膜成型）
将粉末混合料喂入两轧辊间隙中，通过轧制压力压轧成为具
有适当强度的板带坯料，再经烧结和后处理工艺后成为带材，
主要用于板带状的材料制造。
可分冷轧和热轧工艺。
AlN
Al
轧制成型的主要特点： a. 制造一般轧制工艺无法生产的板带材，（多孔板材等） b. 成分精确，组织均匀 c. 工艺简单，节省能源，成材率高
(3) 注射成型方法（ ）
注射成型方法是粉末冶金技术同塑料注射成型技术相结合的一项新工艺。它是将粉末与成形剂均匀混合使之在一定温度下具有良好的可塑性， 然后将这种可塑性粉末注射模具中，冷却后可得到所需的零件生坯。