简单台阶件的压制

在粉末冶金中,很多零件是带台阶的,根据台阶的数量可以分为简单台阶件和复杂台阶件。前者的台阶数量一般只有一个,或内台阶或外台阶。这种零件可以通过阴模及芯棒(有通孔存在的情况下)的浮动来压制成形,可以说技术难度会比较小。
简单台阶件的压制成形
图1a 所示为一种带挡边的筒形轴承,用于支承双缸洗衣机的波轮轴。虽然该零件带有一个外台阶,但还是属于比较简单之列,可以使用手动反压模来压制成形。图1b 示出了反压模的成形过程。应当注意的是,在成形时需使下模冲得到一定的向上压入的相对运动,以减小压坯两端的密度差。这类零件也可使用正压模压制成形,此处不另赘述。目前手动反压模或手动正压模在生产车间一般已不常使用,只在工艺试验或特殊情况下偶或用之。许多工厂的冲压机床都已改装有顶出式或拉下式脱模机构,使得这类带挡边的筒形零件的压制成形变得更为简单容易了。图2示出了这类零件的顶出式压模的成形原理。
带挡边的筒形轴承的压制图片
图1
顶出式压模的成形原理图片
图2
图3a所示的粉末冶金针圈,是内孔带有一个台阶的零件,同样可以使用顶出式压模成形,见图3b。从图3可知,压制内台阶件的关键措施是采用了浮动芯棒。
内孔带有台阶的零件压制图片
 
 
 
 

无台阶筒形零件的压制

对于硬质合金制品,由于混合料较硬,压制成形压力较大,这给复杂零件的成形带来困难,另外由于有增塑加工的可能,故很大较复杂的零件通常先经简单的压制成形再在压坯上改形。最简单的压制零件是无台阶的零件。
 
在粉末冶金零件的成形工艺中,无台阶筒形零件(以下简称为轴套)的压制也许是最基本、最简单的了。当轴套的长壁厚比不大(例如H/T< 3) 时,用单向压制的方法就可满意地成形,如图l所示。
无台阶类产品压制图片
但当轴套的长壁厚比较大(例如H/T>3) 时,为了改善压坯密度的均匀性,则需考虑使用双向压制、双向摩擦压制等方式来进行压制。例如图a 所示的轴套,可以使用阴模和芯棒均自由浮动的压模来成形。图b示出了这种浮动压模的成形原理。成形时下模冲保持不动,上模冲压下行程为x。由于阴模与芯棒向下浮动了距离x/2,所以相对阴模而言,上下模冲分别向压坯压入距离x/2。压坯的最大密度差发生于两端与中部之间,这就大大减少了压坯密度的不均匀程度。
无台阶产品的双向压制图片
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【知钨】什么是硬质合金?

 

什么是硬质合金文字图片

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无刚性支撑的等静压受力分析

下图为无刚性支撑的等静压受力图,如图的情况下,可以分为截面为圆形和矩形的两种模型。
无刚性支撑的等静压受力分析图片
1、圆形模型
等静压压坯各处所受的压力均相等,压制开始时,粉末颗粒外层首先受压,粉末颗粒的运动从表面开始,沿表面法向指向粉末的内部。
粉末颗粒的填充是先从外层开始,逐步朝内部推进。尤其是在致密化的开始阶段,充填最先发生在塑性模(本例为橡皮模)处。压坯心部密度要小于边缘密度,随着压制的继续进行,密度差逐渐减少。
在一般的模压过程,颗粒只有沿压力方向的位移,即在此方向上被压缩;但对于球状(或圆柱状)制品等静压过程中,颗粒除了作径向位移外还在做周向位移,即有径向压缩,又有周向压缩。由于有周向压缩,在同样径向位移量的情况下,致密化过程更为迅速。
由于上述特点,对于球状(或圆柱状)制品,其坯体表层较心部优先致密化。表面致密的、封闭的薄壳层,阻止压力传至心部,形成所谓的“薄壳拱顶”结构。
薄壳拱顶图片
有鉴于此,凡球状或圆柱状的等静压制品,其表层密度与心部密度会存在较大差异,这种密度差严重时甚至不能被烧结消除。
 
2、矩形模型
通过对球状模型的分析,可知当制品的截面为矩形时,边角角度将被压缩,形成尖角,但不会产生如圆形制品那样的“薄壳拱顶”结构,所以密度差要小于圆形截面制品,但由于内摩擦的存在,密度差依然存在。
 
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