粉末冶金学复习资料第三章

第三章粉末成形技术
§3.1 成形前的粉末冶金
§3.2 模压成形技术
§3.3 等静压成形
§3.4 粉末连续成形
§3.5 粉浆浇注
§3.6 粉末注射成形
第一节成形前的粉末冶金（成形料准备）
目的：准备具有一定组成和物理工艺性能的成形混合料
一、对成形料的要求（以铁基粉末冶金为例）
（一）成分要求
1. 主要元素：Fe -符合一定标准
2. 合金元素：种类很多
•作用：提高力学、物理性能、控制尺寸稳定性
•加入方式：元素混合、预合金状态比较（下页图）！
•注意：石墨-特殊的合金元素、多功能性！
3. 成形剂和润滑剂
•Fe基常用：硬脂酸、硬脂酸锌（锂）、石墨、硫磺、机油等
•比较：S在粉末烧结钢与铸钢中的不同作用！
•机油的作用： 1）防止比重偏析2）减少粉尘 3）严重降低粉末流动性：用量严格控制！
（二）成形料粒度和松装比重的调整
1. 成形料粒度和粒度组成的调整
（1）原料粒度影响制品性能
（2）根据制品性能要求来确定粒度和粒度组成
•高强度结构件：细粉，范围宽
•含油轴承：稍粗、范围窄（一般 -80~100目
2. 成形料松装密度的调整
松装密度是最重要的工艺性能之一！
如何调整：（1）粉末筛粉分级后根据要求合批；
（2）粉末中加入机油，显著降低松装密度；
（3）粉末退火后球磨，松装密度随球磨时间变化
二、原料金属粉末的还原、退火（Reduction or annealing）
✓作用:1.降低氧碳含量，提高纯度2.消除加工硬化，改善粉末压制性能（前者亦然）3.消除长期放置所吸附气体等
✓注意：此项工作绝大多数由粉末生产厂家完成
三、分级
•分级：将粉末按粒度大小分成若干等级。

•常用分级方法：
✓筛分分级：Screening by screens of various mesh sizes.
✓旋风分级、离心分级、沉降分级等。

✓粉末的粒度及粒度组成不同，影响压制和烧结工艺，且对产品的最终性能也有重要影响！
采用细颗粒粉末制成的产品，其强度较粗颗粒的高韧性也好
四、合批与混合（blending，mixing）
合批：同质、不同粒度粉末混和均匀过程；
混合：将不同成分（材质）的粉末混和均匀过程
（一）合批和混合的目的
1. 不同成分混合均匀；
2. 消除运输过程中产生的偏析或生产过程中不同批号粉末之间的性能差异
3. 混入合金元素
4. 调整松装密度和流动性
5. 混入润滑剂、成形剂等
（二）影响混合的因素
1.粉末特性: 比重、粒度及组成、相对含量等
2.装料量、球料比、研
磨体的尺寸及其搭配 3.混合机的结构与转速 4. 混合方式
（1）机械法混合：多种原料粉末在混料机中混合均匀得到混合料。

机械混合
分为：干混、湿混
干混：在空气或惰性气体中混合，铁基及其它粉末冶金零件的生产（多不采用磨介）；
湿磨混合法：在液体介质中混合，多同时加入磨介（球）。

广泛应用于硬质合金、含易氧化组分材料；
例如：WC与Co粉之间除产生一般的混合均匀效果，还发生显著的细化效果，一般采用工业酒精作为研磨介质
湿磨的主要优点：a.有利于环境保护b.无粉尘飞扬和减轻噪音c.提高破碎效
率，有利于粉末颗粒的细化d.保护粉末不氧化
（2）化学法混合：多在溶液中，通过反应同时生成均匀混合的产物（或前驱
体），或包覆粉末。

混合较机械法更为均匀,可以实现原子尺度的混合•例：A. W-Cu-Ni包覆粉末的制造工艺：
• W粉+Ni(NO3)2溶液→混合→热解还原（700- 750℃）→ W-Ni包覆粉 + 溶液→混合→热解还原（400-450℃）→W-Cu-Ni包覆粉末CuCl
2
• B. Cu-Al2O3复合包覆粉末的制备：
•Cu(NO3)2+Ni(NO3)2溶液→加氨水（pH）→过滤、洗涤、干燥、煅烧→
CuO+Al
2O
3
→ H
2
还原→Cu-Al
2
O
3
复合粉末
五、造粒（制粒）
✓目的——获得团粒：
a.改善细小颗粒或硬质粉末的成形性；
b.添加粘结剂、改善流动性；
c.
进行自动压制或压制形状较复杂的大型P/M制品； d.减小颗粒间的摩擦力，大幅度降低颗粒运动时的摩擦面积
✓原理：借助于聚合物的粘结作用将若干细小颗粒形成团粒
✓制粒方法： a.擦筛制粒—传统硬质合金生产b.旋转盘制粒c.挤压制粒
d.喷雾干燥—最先进的制粒方法之一
第二节模压成形技术（Compaction Technique）
一、概述
模压成形是将金属粉末或粉末混合料装入钢制压模（阴模）中，通过模冲对粉末加压，卸压后脱模，得到压坯的过程。

（一）模压成形的特点
1.效率高；
2. 成本较低；
3. 工序少；
4. 应用受限（压坯尺寸、形状、密度
等）
（二）模压成形的发展方向
•高强度、高精度、复杂形状结构零件的生产
（三）模压成形工序：
二、称料和装粉
（一）称料
称料量通常称为压坯的单重（允许一定的误差）。

压坯的单重可按以下公式计算： Q = V× d× K
•式中：Q--单件压坯的称料量（单重），kg；
V--制品的体积（由制品图算出），m3；
d--制品要求密度，kg/m3；
K--重量损失系数。

•称料方法有两种：（1）重量法；（2）容量法。

（二）装料（粉）
•将所称量的粉末装入模具中时，要求粉末在模腔内分布均匀、平整，以保证压坯各部分压缩比一致。

1.装粉要求：保证各高度（料腔）处装填系数相同！
2. 基本方法：（1）手工装粉—重量法
➢要求：
☆保证粉料重量在允许误差范围内；
☆装料均匀，尤注意边角处的充填；
☆不能过分振动阴模，防止比重轻的组元上浮产生偏析
☆多台阶压坯，要严格控制各料腔的装填高度。

•（2）自动装粉—容量法
装于料仓中的粉末，通过送料器自动地送入阴模模腔中。

自动装料是自动压制的一个重要的工艺步骤！
常用的装料方式有：
●落入（下）法、吸入法、多余装料法、超满装料法、零腔装料法、不满装
料法（图）
三、压制
（一）压制行程
1.定义：为得到一定密度压坯，模冲压制粉末时必须移动的最小距离。

压制行
程等于粉料在阴模中的松装高度与压坯高度之差。

2.控制方法：（1）模冲行程控制法：采用高度限位块、行程开关等；
✓高度精度高，但密度误差可能大，应严格控制装粉量！
（2）压制压力控制法
•根据密度-压力关系，控制压机压力（压力表读数）
各压坯密度较一致，但高度误差可能较大，应严格控制装粉量，压力表精度要高！
实际生产中：两种方法结合使用
（二）压制方式及其选择
（三）压制压力、保压时间、压制速度的选择
1. 压制压力
➢根据密度-单位压制压力关系（经验公式或曲线）→确定单位压制压力→计算总压制压力→选择压机吨位
2.保压时间 ;根据压坯材质和结构形状复杂程度而定
3.压制速度（后述）
四、脱模
（一）脱模的基本方式
1.顶出式脱模：阴模固定不动，通过上下模冲的运动将压坯从阴模中脱出。

又分：下顶出——手动压制中常用；上顶出——自动压制中常用
2. 拉下式脱模：上模冲撤回，阴模向下阴模拉动，使压坯脱出。

（二）脱模的基本原则
• 1. 速度快、连续平稳；2. 对侧向加压压坯，先撤垂直压力，后撤侧向压力 3. 合理选择脱模方式：a.柱状压坯，可顶出或拉下式 b.带发兰压坯多拉下式c.强动压制多拉下式(拉下式脱模速度快，更适合大规模生产)
五、模压成形新技术
（一）粉末高速压制成形（High velocity compaction，HVC）
压制压力600-1000MPa、压制速度2-30m/s下对粉末进行高能锤击：
●可将压坯密度提高0.3g/cm3以上；结合模壁润滑，生坯密度可达7.6g/cm3
以上;结合模壁润滑加温压，生坯密度可达7.7g/cm3。

高速压制（HVC—High Velocity Compaction）
✓以足够的冲击能量，瞬时作用于模腔内已预除气体的粉末体，使颗粒快速移动和变形，实现高致密和稳态动压成形。

✓特有的“绝热压制”特征，高冷态压制密度，低静摩擦系数和弹性后效值；
作为常规模压技术极限外延，具有“高密度、高强度、高精度、低成本”
优势。

✓瑞典Hydropulsor专利技术，兼具动态压制的高能量冲击和传统压制的高速平稳双重特征，适用于金属、陶瓷和聚合物的成形。

✓与高致密成形（复压、复烧、热压、热等静压、温压）相比，具有密度、效率和形状等优势；与动压成形（冲击、爆炸、模锻）相比，具有高速、平稳和精密等优势。

(二）粉末温压成形（Warm compaction pressing）
1. 概述
（1）定义：添加专门粘结剂的粉末与模具被加热到较低温度（一般≤150℃）
后进行的刚模压制。

☆除粉末与模具需加热以外，与常规模压几乎相同；
☆与热压不同，温压加热温度低（热压温度高于主要组分的再结晶温度）。

（2）温压技术开发的原动力
✓汽车特别是轿车工业急需低成本、高性能的铁基PM零部件。

• A. 高致密度压坯烧结可以获得高密度高性能零部件；
• B. 材质调整和后处理也可改善铁基PM零部件力学性能，但：潜力已几乎发挥到极限。

•提高铁基P/M零部件密度的技术途径
☆复压-复烧工艺：密度92%左右，形状复杂程度有限，成本较高
☆浸铜（熔渗）：密度大于95%，表面较粗糙，形状、成分设计有限，成本高
☆液相烧结：密度可达93%，变形较大，零件精度低，尺寸控制困难，成分设计有限
☆粉末锻造：全致密，但尺寸精度低，形状受限，成本昂贵
（3）温压的特点
☆低成本制造高性能P/M零部件
相对成本：若WP=1.0，则1P1S0.8；2P2S=1.3；CI（浸铜）=1.5；
PF=1.8( 工序少，模具寿命长，零件形状复杂程度提高)
☆压坯密度高
相对密度提高0.02-0.06，即孔隙度降低2-6%
☆便于制造形状复杂的零部件
低脱模压力：↓30%；高压坯强度，↑25-100%；
弹性后效小：↓50%；密度分布均匀，密度差：↓0.1-0.2g/cm3零件强度高(同质、同密度)
极限抗拉强度↑10%，烧结态达1200MPa;疲劳强度↑10%
若经适度复压，与粉末锻件相当
☆零件表面质量高
精度提高2个IT级，模具寿命长(模具磨损少)
☆压制压力降低
同压坯密度时，压力降低140MPa，提高压机容量☐温压保持了传统模压的高效、高精度优势
☐提高了铁基零部件的性能和服役可靠性
☐拓宽了部件的应用范围是“导致铁基粉末冶金技术革命的新技术
2. 温压工艺
粉末原料（扩散粘结铁粉+新型润滑剂）
↓
粉末加热（130℃）
↓
阴模装粉（130-150℃）
↓
温压
↓
温压压坯
↓
烧结
↓
温压零部件
3. 温压加热系统
阴模加热：多采用电阻加热
●粉末加热：
★热油循环加热：温控稳定性好，不易过热
★微波加热：加热速度快，但存在过热和微波；外泄（安全）问题
★感应加热：与微波相似
★电阻加热：加热速度较快，存在过热问题
4. 温压过程的实质
（1）塑性变形得以充分进行加工硬化速度和程度降低
（2）减小粉末与模壁间的摩擦、降低粉末颗粒间的内摩擦，便于颗粒间的相互填充和颗粒重排颗粒的塑性变形进一步促进颗粒重排，成为后期的主导致密化机理。

温压最关键技术之一润滑剂（粘结剂）
●降低粉末颗粒的内外摩擦( ↑有效外压→密度↑)
●↑温度，摩擦系数μ↓，利于塑性变形和粉末颗粒间的相互填充，弹性后效↓，脱模压力↓
第三节等静压成形（Isostatic pressing）
一、概述
（一）等静压的定义与分类
●定义：粉末装于弹性（柔性）模具（包套）中，以流体为传压介质，
各向均匀受压。

●分类：冷等静压（CIP）：常温下进行的等静压
热等静压（HIP）：高温下进行的等静压
（二）等静压的一般特点
●压坯形状、尺寸范围大，尤大尺寸、形状复杂压坯或制品；●压坯
密度高且均匀●成形粉末广，尤难熔金属化合物、陶瓷、高合金钢等●工艺简单，可不加润滑剂●不足之处： a）制品表面质量较差； b）生产效率较低； c）模具寿命短； d）设备投资较大
二、冷等静压CIP
✓定义：常温下，粉末装于弹性模具中，以液体为传压介质，使粉末体各向均匀受压而密实成压坯。

✓（一）冷等静压原理—压坯密度及分布
✓原理：借助于高压泵的作用将流体介质压入耐高压钢质密闭容器—高压流体的静压力直接作用于弹性模套内的粉末体上；依照帕斯卡原理，粉末体受到各个方向上大致相等的压力作用；消除了粉末与模套之间的外摩擦—达到同一密度所需压力较模压降低。

1.压坯密度的分布：
☐模具（包套）与粉末同步运动，没有外摩擦力——轴向密度分布均匀☐内摩擦力的存在，径向密度分布有轻微的不均匀性
☐经典的压制方程来描述仍适用
2. 粉末致密化的阻力
a）颗粒间摩擦（内摩擦）：粉末颗粒的表面形貌、粉末颗粒形状、粉末颗粒尺寸 b）颗粒本身的变形能力：显微硬度
（二）冷等静压设备
冷等静压机组成：高压容器 + 流体加压泵 + 辅助设备
1. 高压容器和高压泵系统组成：分类—依高压容器结构分：
✓螺纹式：能承受较高压力，螺纹磨损
✓拉杆式：较低压力，拉杆承受压力
✓框架式：很高压力，最安全（预应力结构)
2.辅助设备：
✓流体储罐、压力表、管道、阀门
（三）冷等静压方法
1. 湿袋冷等静压
装有粉末的包套，放置于穿孔金属套中，直接置于高压容器的传压介质中进行等静压。

2. 干袋冷等静压
粉末装于成形包套中，再放入固定于高压容器内的加压包套中进行的冷等静压。

3. 干、湿袋冷等静压比较
（1）湿袋式（wet bag）：柔性袋浸没在压力介质中—无支撑的CIP
优点：★能在同一压力容器中同时压制不同形状、尺寸的粉末压坯★模具寿命长，成本低. 缺点：压制生产率较低
（2）干袋式（dry bag）：柔性模固定在压力容器内，即有支撑的CIP
优点：★生产率高，易于实现自动化★模具使用寿命长
缺点：每次只能压制一种产品
4. 软模压制成形
是一种在液压机上进行的干袋模具压制。

可以达到接近等静压的效果
（四）冷等静压工艺
1. 柔性模套（flexible die set）的制造
●包套的选择原则: 常用：耐油、耐压橡胶：厚度为10mm以下的橡胶
板
●软模制作：聚氯乙烯树脂、硬脂酸、三盐基硫酸铅混合物倒入苯二甲
酸二辛酯的溶液搅拌成浆料，提拿制模
2. 工艺流程
粉末混合物→装入软模→摇实→密封→冷静压→脱模（包套剥离）→坯件
3. CIP压坯的质量控制
粉末流动性良好
装粉：振动或敲打摇实均匀
密封：防止液压介质渗入模内
加压速度：过快导致出现软心
卸压：过快→分层
三、热等静压HIP
定义：高温下，粉末或压坯装于包套中，在高压容器内，以气体为传压
介质，使粉末同时承受高温和等静压力作用而获得致密材料或制品
（一）HIP的原理和特点
原理：粉末体同时经受高温和高压的联合作用，强化了压制和烧结过程；
降低了制品的烧结温度；改善了制品的晶粒结构；消除了材料内部颗粒间的缺陷和孔隙；提高了材料的致密度和强度。

HIP的特点
★等静加压，压制、烧结同时进行，能消除粉末坯体中的所有孔隙，相
对密度可达0.9999；★压力作用，使HIP的烧结温度低于通常的烧结温度；★ HIP所需压制压力比CIP低；★晶粒细小、组织均匀，无成分偏析；★材料综合性能好，是PM高新技术之一；★设备投资大，成本高
（三）HIP压机
1. HIP压机的分类：螺纹式和框架式
（1）螺纹式：螺纹承受轴向压力。

缺点：工作压力难以均匀地由各个螺纹承担→巨大应力集中→断裂→爆炸。

（2）框架式：轴向压力通过上下活塞传递到框架，应力均匀分布，安全系数高。

3. 关键构件
发热元件：NiCrAl丝（1200℃）；Mo丝（1800℃）；W丝及钨铼合金；石墨
隔热屏：炉内温度在1000-3000℃，缸体温度为100-200℃
要求采用高效隔热屏，多层结构
压缩机：气体、真空系统：
油压机构：控制上下活塞开闭和框架移动
（四）HIP工艺流程
1. 包套材料
选择原则:a.可塑性和强度、热膨胀系数b.不破裂和隔绝高压气体渗入c.
良好的可加工性和可焊接性d.不与粉末发生反应和造成污染f.HIP后易被除去成本低
常用材料:
中低碳钢：适于粉末高速钢，<1400℃;Ni, Ti，陶瓷：<1430℃
不锈钢：不锈钢，<1350℃;铅-碱玻璃：金属，陶瓷，<630℃
高硅玻璃：金属，陶瓷，890-1600℃;石英玻璃：1130-1600
2. HIP工艺流程
粉末（或压坯）→装入包套→真空脱气（或加热）→检漏→封焊→HIP→出炉→除去包套（陶瓷、玻璃：敲碎；金属：机加工）→表面清理→ HIP 产品
HIP工艺参数：T、P、t
*****如何理解HIP强化了压制烧结过程？
3. HIP 升温升压方式
取决于包套材料：
金属：先P，后T（可采用低压压缩机系统）
玻璃、陶瓷和金属：先T，后P
玻璃、陶瓷和金属：同时(T，P)
热装炉操作：工件在预热炉加热，转入HIP压机生产效率提高
（五）HIP的应用
HIP成形: 一些难加工材料或高致密度要求材料：
高性能、难加工陶瓷、无孔隙（0-0.0001%P）硬质合金
粉末高速钢：高密度、无偏析、细晶产品
铸件处理：后处理，消除孔洞或裂纹等
扩散联结：M/C，C/C，M/M
核废料处理：避免环保问题和对操作人员的损害
第四节粉末连续成形
定义：粉末在压力作用下由松散状态经过连续变化而成为具有一定密度、强度以及所需尺寸形状压坯或制品的过程。

主要包括：粉末轧制、挤压、喷射成形、楔形压制等。

基本特征：（1）是模压成形方法的重要补充，可以生产普通模压成形无法生产的多孔或致密的板、带、棒、及管材等；（2）比钢模压制需要较少的设备、容
器。

一、金属粉末轧制（Powder rolling）
（一）概述
1. 粉末轧制的概念
粉末通过喂料进入一对轧辊之间，在轧辊力的作用下压实成具有一定厚度的连续带坯的过程
2.粉末轧制的特点：
与熔铸轧制相比：
1）基本原理相同，要实现轧制：μ+ξ>α；
2）可轧制出熔铸轧制无法生产或难以生产的板、带材等（尤多层复合板、带）；3）工艺流程短、节能、成本较低，
4）压坯或产品成分精确可控、轧制产品各向同性；
5）成材率较高。

与模压成形相比：
1）轧制能耗比压制低； 2）可以生产模压成形无法生产的板、带材；3）压坯密度更均匀，压坯长度原则上不限；4）板带材宽度、厚度有限：δ=（1/100 ~1/300）D，一般≤10mm粉末轧制适用于生产宽度几百mm，厚度10mm以下，长度原则不限的板带材，或D/δ很大的衬套等
（二）粉末轧制的基本原理
1. 轧制过程
松散粉末需依次经过三个区域才能完成轧制：（三个特征区）
I—粉末松装堆积区（自由充填区）
II—Ⅱ—喂料区
III—Ⅲ—压轧区
三个特征区
Ⅰ区-自由充填区：此区粉末仅受重力和颗粒下移而产生的颗粒间摩擦力作用； Ⅱ区-喂料区：轧辊表面施予粉末一定的摩擦力，带动粉末颗粒进入辊之间，导致粉末被咬入。

凡进入此区的粉末将在摩擦力作用下进入压轧区
Ⅲ区-压轧区：进入此区的粉末将在轧辊力作用下被轧制成坯粉末质量不变，体积缩小，密度增加。

2. 轧制过程的定量关系（轧制带坯厚度、密度与粉末特性及轧辊尺寸之间的定量关系）
基本概念及符号： 咬入层、咬入角α（α2）
H α— 咬入宽度δR — 轧制带坯厚度 ; D 、r — 轧辊直径、半径;ρ松、ρ压—粉末松装密度及轧坯密度;V 进、V 轧— 粉末进料速度和轧制速度 ;粉末料柱宽度 B≈轧坯宽度 b
3.影响轧制过程的因素
（1）粉末性能
●松装密度：ρ松↑，ρ压↑，δ↑
（保证轧制条件下）
●流动性：流动性↑，V
进↑，η↓，ρ
压
↑，δ↑
（保证轧制条件下）
●粉末硬度：低的粉末硬度便于变形和形成高的机械啮
合，↑成形性，↑压坯强度
（2）轧辊直径 :↑D, ρ（δ R固定）；δ R↑（ρ一定）
（3）给料方式 :水平与垂直：垂直 V进↑，ρ ↑ 、δ R↑
（4）轧制速度 :↑ω,ρ、δ R↓（m不变）
（5）辊缝t :↑t，轧制压力降低，ρ↓，δ R↑
（三）粉末轧制工艺
粉末准备→喂料（水平、垂直方式）→轧制（冷轧、热轧）→轧坯→烧结（直接烧结、成卷烧结）
1. 粉末冷轧工艺
室温下轧制;轧制速度较低：0.6-30m/s
轧坯可卷成卷后烧结，也可烧结后卷成卷，还可烧结后再热轧
2. 粉末热轧工艺
可以对粉末、预成形坯等进行轧制 ,防氧化—包套（真空）轧制或气氛保护
（四）粉末轧制的应用
多孔板材，如过滤板、催化剂板材;层状复合材料带、板材;多层钢背支撑轴承;纤维增强复合材料
二、粉末挤压
（一）概述
•●粉末挤压的定义
粉末、粉末压坯或粉末烧结坯在外力作用下，通过挤压筒的挤压嘴挤成坯料或制品的成形方法
●挤压的分类
粉末直接挤压（冷挤压）：适应于塑性好的金属粉末
粉末增塑挤压：粉末加入一定量的成形剂或粘结剂后挤压，适应于硬质粉末如硬质合金粉末
粉末包套热挤：适应于弥散强化合金等
烧结坯或粉末压坯的热挤压：适应于塑性较好的有色金属材料。

●粉末挤压成形的特点
1）能挤出直径小（1mm）、壁薄（0.01mm）的管材、棒材，以及其他异形
截面的制品2）产品长度原则不限，生产过程具有连续性 3）更换挤压嘴可以方便地改变产品的截面形状 4）工艺流程短、节能、成本较低 5）可获得致密、物理机械性能优良的材料或制品粉末挤压适用于截面尺寸较小，形状多样的各种棒材、管材坯体及制品。

（二）粉末挤压成形原理
1.粉末在挤压筒内的受力状态
三向受压缩，一方向变形（向下挤出）。

挤压杆施加压力P，筒壁约束产生侧压力P
侧， P
侧
=ξP
相对运动产生摩擦力P
f （筒、嘴）, P
f
=μP
侧
=ξμP
物料被挤出的条件：P≥P
f
+ Pr(粉末变形阻力2.粉末在挤压筒内的流动状况
三个区域：
V
1区：挤压初期物料不流动，后期进入V
3
区，向下流动；V
2
区：物料回流； V
3
区：向下（模嘴）流出
3.超前现象和轴向附加应力的形成
超前现象：由于摩擦力的影响，挤压筒中中心部位物料的流动速度较接近筒壁物料的流动速度快（挤出快）的现象。

4.挤压比
挤压比R：挤压筒横截面积与挤压嘴横截面积之比 R= F/F
=D2/d2
断面收缩率K： K=（F-F
）/F × 100% =（D2-d2）/D2× 100%合适的挤压比是获得合格压坯的关键之一，一般R≥10
（三）挤压模具设计
1）确定挤压比R
2）正确设计挤压嘴
重要参数：锥角α, 定型带长 l, 表面粗糙度
（四）粉末挤压工艺
1. 增塑挤压：具有一定粘结性性和良好塑性的有机物（增塑剂）粉末一起制成混合料后挤压
•增塑剂（plasticizer）：石蜡+粘结剂PVA+硬脂酸（表面活性剂）
•添加量： 6-8.5%
粗颗粒粉末或厚壁件取下限; 细颗粒粉末或薄壁件取上限
硬质合金增塑挤压生产工艺流程
粉末料+增塑剂
↓
掺合（40-50℃）
↓
预压（排气，提高料密度）
↓
挤压（40-50℃）
↓
挤压坯
↓
脱增塑剂
↓
烧结
↓
制品
2. 粉末热挤压
✓借助于高温的作用改善金属的塑性流动性能，使坯体发生充分致密化，便于制造高性能P/M管材，棒材。

◆应用
✓烧结坯热挤压：塑性好的金属与合金
✓粉末包套热挤压：含有活性高的元素粉末如Ti、B、Zr、Al、Si等的高温合金或弥散强化材料
•包套制作工艺与HIP相同
三、粉末喷射成形
✓喷射成形是将喷射沉积与成形技术结合一起进行加工金属或合金成半成品或成品的新工艺。

✓将雾化液态微粒先沉积为预成形实体，然后进行各种形式冷热加工成板、带、棒、管材。

喷射成形工艺特点：
✓制各种板、带、管等半成品及成品；控制雾化速度可控制制品的组织和性能; 晶态、非晶等组织;材料各向同性；可制多层复合材料
喷射成形工艺方法
a.喷射轧制不.
b.喷射锻造
c.离心喷射沉积
d.喷射涂层
第五节粉浆浇注成形（ slurry casting ）
1.基本原理
粉末与水（或其它液体）制成一定浓度的悬浮浆料，注入具有所需形状的石膏模中。

多孔石膏模吸收粉浆中的水分（或液体），使浆料在模内得以致密并形成与模具型面相应的成形注件。

2、特点
a.历史悠久的陶瓷成形方法，后应用于现代粉末冶金；
b.是制取复杂形状、大件粉末冶金制品的有效方法；
c.适于成形压制性较差的脆性粉末，如碳化物、硅化物、氮化物、铬和硅等粉末；
d.不需要压力机，设备简单，生产费用低；
e.生产周期长，生产率低。

3. 粉浆浇注工艺过程
（1）粉浆的制备
✓由金属粉末（纤维）与母液等组成的混合物
✓要求：具有一定的流动性、粘度和相对稳定性
✓浆料的主要组成：粉末 + 溶剂（水、酒精等）+ 添加剂
✓浆料中的添加剂
1）粘结剂:干燥后赋予坯件足够强度；PVA、PEG、藻肮酸钠等，3%
2）悬浮剂:阻止粉末颗粒间的聚集；弱酸、碱，在颗粒表面上吸附H+或OH-离子，静电吸附，同性相斥→分离机理
3）除气剂:表面活性剂，使颗粒表面吸附的气体脱附，防止颗粒聚集和消除坯间气孔：正丁醇
4）调节剂 :调节料浆粘度，改善流动性；常用NaOH、HCl，氨水等
（2）石膏模制作
三、制作过程（流程图）
石膏粉+水（1:1.5）
↓
搅拌
↓
浇入型箱
（铸造）
↓
干燥（40-50℃）
↓
石膏模
石膏粉粒度影响模具的吸水能力（图）
（3）浇注
石膏模壁涂离型剂：硅油或肥皂水
作用：隔绝粉末颗粒与石膏颗粒间的接触、控制吸水速度。

浇注方法：可以用手工浇注，即所谓倾倒浇注法。

也可以用压缩空气浇注，即用压缩气体将粉浆压入模具内。

4 . 影响粉浆浇注的因素
（1）粉末粒度：细粉末利于浇注。