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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【知鎢】什麼是硬質合金?

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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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【知钨】什么是硬质合金?

 

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非准静力压制

定义:等静压传压介质按传压特性来看,液体和气体可以无损耗地传递压力,这种特性成为准静力特性,具备这种特性的传压介质称之为准静力介质。反之,不具备这种特性的传压介质称之为非准静力介质。固体介质就是非准静力介质。采用非准静力压制的等静压过程即称为非准静力压制。
 
特点:
1、传力介质的工作范围很大,压力范围可以在0-1500MPa的范围内选择。如采用橡皮模和硬脂酸锌粉的组合方式时,其工作压力可达到800MPa。又如在高压下实现石墨向金刚石的转变,采用固体叶腊石做传压介质,可在0-3000MPa压力下工作。而气体和液体介质在高压容易液化和凝固,不能达到如此高压的工作要求。
2、固体传压介质操作起来比液体和气体简便,容易形成压力密闭空间。
3、高压容器就可以做出压模外壳,提高生产效率,并且可以制作形状复杂且密度均匀的压坯。
4、可以直接利用模压压制塑性软模,进而使软模内部粉末成形,扩大生产途径。
 
分类:目前常用的非准静力压制根据介质又可分为塑料软模非准静力压制、橡胶模非准静力压制和粉末充填非准静力压制三种:
a、塑料软模非准静力压制
此种压制可通过模压机模具给塑料软模加压,进而对塑料软模内的粉体加压,结合了模压和等静压两种压制方式。此时的传压介质是塑料软模。塑料软模的非准静力系数可达到0.98,故压坯相当于在液体等静力下压制,密度分布特征与等静压基本相同。下图为塑料软模非准静力压制示意图。
塑料软模非等静力压制图片
b、橡胶模非准静力压制
基本原理同塑料软模非准静力压制类似,只不过采用真空橡皮(天然橡胶、合成橡胶如氯丁橡胶、硅氯丁橡胶等)作为传压介质。其非准静力系数为0.75左右,一般用于制造状压坯,不用与压制球形压坯,某些情况下的压力可达800MPa或更高。
c、粉末充填非准静力压制三种
原理同上述两种类似,传力介质为粉末体(如硬脂酸锌等)。
 
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