粉末冶金简介

首先要弄清楚粉末材料是如何被成型的：每个台阶对应一个模冲，模 冲可以简单理解为能单独运动并施加压力的模具冲头
整理ppt
什么样形状的零件可以用粉末冶金加工？
然后根据粉末成型压机的构造、模架、模具的结构，将粉末零件分为6 种基本类型：
整理ppt
1、Ⅰ型压坯 指柱状、筒状、板状等形状简单的一类压坯。 通常由：阴模、一个上模冲、一个下模冲（有孔的零件可以带一个芯棒）所组 成的模具成型，如下图所示。
整理ppt
粉末冶金典型的工艺过程：
1、原料粉末制取； 2、原料粉末经必要的预处理，通过不同的成型技术以获得具有一定形 状和尺寸的压坯； 3、将坯件在低于基体金属熔点温度下加热烧结； 4、零件的后续处理。
整理ppt
粉末冶金机械零件传统工艺过程：
整理ppt
粉末冶金机械零件新工艺过程——粉Βιβλιοθήκη Baidu锻造：
整理ppt
整理ppt
e）带尖角或细窄部分的压坯 模具细窄处强度低，易于在应力集中处断裂，必须将压坯的尖角处设计成圆角， 细窄部位应尽量设计成宽度在1mm以上，在拐角处应有圆角过渡，使模具寿命 延长，同时可以改善压坯的强度
整理ppt
f）圆角和倒角 为了避免模冲出现尖薄边缘，一般皆采用小于45°角和宽度不小于0.125mm的 平台，如下图所示。最佳的倒角是取对径向不大于30°倒角，这使得模具具有 足够的强度，模冲倒角凸出部的破裂降低到最低程度，当倒角的径向角度必须 大于30°时，最好是在复压时成型出该倒角
粉末冶金机械零件新工艺过程——温压工艺：
整理ppt
粉末冶金机械零件新工艺过程——金属注射成型：
整理ppt
优选粉末冶金的基本原则：
1、自润滑性零件：含油轴承类零件，件小量大 2、同一品种大批量的各种结构件：形状复杂，不加工和少加工
整理ppt
粉末冶金零件设计 ——粉末压坯的形状设计
整理ppt
什么样形状的零件可以用粉末冶金加工？
整理ppt
1、应满足装粉均匀性要求： 制件上不能有薄壁、窄键、尖端等，这些地方难以填充粉末，使压坯密度很不 均匀，容易掉边、掉角或变形开裂，还会因受力不均，造成模冲断裂：最小壁 厚不能小于1mm，齿厚需要在1mm以上，齿根及顶部要有R0.3以上的过渡圆弧， 这样才能是粉末易于流动和均匀充填。
整理ppt
整理ppt
整理ppt
c）相切圆压坯，台阶圆相切类制品
整理ppt
d）曲面和斜面压坯 具有球形表面的压坯，其中间部位应有一直带（宽度不得小于1mm），避免将 模冲末端做成尖角锐边。 对于有拔梢或斜度的压坯为防压制时模具相碰，阴模和模冲或芯棒移动时斜坡 相接处塞粉，需要在压制放向上有一长为1mm的平行面
整理ppt
特殊压坯形状设计：
随着粉末冶金模具制造水平及压坯成型技术的发展，将制品上的一些特殊形状 设计成适合粉末冶金方法直接成型，不仅可以减少制品后续加工量，同时可以 简化模具结构，延长模具寿命 a）凸凹台 高度≤压坯总高度15%的单一凸台和其斜度足够大时，往往可用具有相应凹形面 的整冲成型。用这种成型方法压坯凸台与其余部分密度差较大，但模具简单， 模具与零件费用较低，且轴向尺寸公差较小，如下图所示，有（a）设计改为 （b）设计可以使用此法
整理ppt
5、Ⅴ型压坯 指上部有两个台面，下部有三个台面的一类压坯。 通常由：阴模、两个上模冲、三个下模冲及芯棒所组成的模具成型；“上三下 四”压坯，是目前粉末冶金成型机可压制成型的、形状最复杂的压坯，如下图 所示。
整理ppt
6、Ⅵ型压坯 指压坯带有球面或斜面、侧面工端面带有螺旋齿、多平行孔、支座和连杆等类 特殊形状的压坯。 因形状特殊用常规方法无法成型，除考虑密度均匀性，应补偿装粉外，还要考 虑成型及脱模需要。
如下图的零件，在压制时，尖角处往往不能成型，应将尖角处设计有R0.3的圆 角。图C所示的带台阶零件，为了便于粉末流动和充填，避免尖角处应力集中和 开裂，台阶处应设R0.25以上的圆角
整理ppt
2、应满足压坯成型及脱模的需要： 一般压坯成型都是沿压坯的轴向进行的，制品是径向的孔、槽、螺纹和倒锥， 通常是不能压制成型的，需要在烧结后用机加工切削来完成，设计时必须将其 设计成能压制成型和脱模的形状
整理ppt
这样的零件能不能成型和脱模？
整理ppt
粉末冶金模具示意图
整理ppt
3、应保证模具寿命： 由于铁基烧结结构零件的成型压力一般为600MPa左右，股压模的强度和结构不 然会受到一定的限制，设计压坯时应避免在压模结构中出现不坚固部位，同时 应力求模具结构简单易于制造 a）小孔压坯：压制极小孔（直径小于2mm或长度长、直径小于3mm）压坯时， 芯棒压制时可能弯曲或脱模时被拉长。在进行复压时，由于侧向力、或切向力 大，芯棒可能会断裂 b）薄壁压坯：压制薄壁、长零件的模具十分易坏，且模具寿命很短，一般要求 压坯壁厚不小于1.5mm，在压制多台阶零件时，为避免模冲因太薄而损坏，压 坯台面厚度不小于1.5mm，否则应烧制后用机加工方法来完成，部分情况下可 以设计成台阶模腔或台阶芯棒来压制
粉末冶金及应用实例分析
整理ppt
粉末冶金简介
整理ppt
粉末冶金定义：
研究和制取各种金属粉末，通过成型与烧结过程和必要的后续处理， 最终获得最终材料和制品的技术。 粉末冶金是一种少或无切削加工的批量生产方法，可以在较低的成本 下，制得形状叫复杂，结构强度叫高的结构件；是在较低成本下批量 生产轴承类自润滑零件的主要方法
整理ppt
2、Ⅱ型压坯 指端部有外凸缘或内凸缘的一类压坯。 通常由：阴模、一个上模冲、两个下模冲及芯棒所组成的模具成型，如下图所 示。
整理ppt
3、Ⅲ型压坯 指上、下端面都有两个台面的一类压坯。 通常由：阴模、两个上模冲、两个下模冲及芯棒所组成的模具成型，如下图所 示。
整理ppt
4、Ⅳ型压坯 指下端面都有三个台面的一类压坯，包括两个外台阶面类和凹槽类。 通常由：阴模、一个上模冲、三个下模冲及芯棒所组成的模具成型，如下图所 示。
整理ppt
几种压坯形状汇总
压坯分类 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
阴模
上模冲 下模冲
1
1
1
1
1
2
1
2
2
1
1
3
1
2
3
球面、斜面、螺旋齿等
芯棒 有/无 有/无 有/无 有/无 有/无 有/无
整理ppt
思考： 如下的零件能不能用粉末冶金成型法制作？分别是什么类型的？
整理ppt
粉末冶金的压坯形状设计：
粉末冶金的形状千差万别，只有易于粉末冶金的方法压制，才能充分发挥粉末 冶金技术的优势，保证产品的质量要求。 制品压坯形状设计是在保证产品使用要求的情况下，从压制过程（装粉、压制、 脱模）、模具寿命、压坯质量等方面来考虑。