粉末成型第二章：压制成型技术及其理论.pptVIP

压力增加（a）等压力线（MPa）压力增加（b）等密度线（％）陶瓷粉体模压成型坯中等密度线与等压力线分布第4节压制成型工艺2.3、压坯在压制后期的排气在压制过程中，粉体体积的压缩实际上是粉体中气体体积的压缩。被压缩的气体或者排除坯体，或者存留坯体内。在压制的早期，压坯的密度很低，压坯中存留很多通道供气体排除。随着压力的增加，压坯的密度不断提高，粉体颗粒间自然形成的排气通道逐渐被堵塞，坯体中残余的气体无法排出体外。这部分残余的气体被不断增大的压力不断压缩，气孔内气压随之不断强增大。第4节压制成型工艺压坯中的气孔第4节压制成型工艺粉体的塑性变形能力塑性变形能力差的粉体，弹性后效大。陶瓷粉体的塑性变形能力差，为了压坯不分层，压制压力不宜太大。成型压力一般在50—120MPa。钢铁粉体的成型压力一般在300—750MPa,屈服强度较低的铝、铜、锡等粉体的成型压力一般小于300MPa。粉体粒度粒度越小，颗粒形状越复杂，压坯弹性后效值越大。压坯的孔隙率压坯的孔隙率越大，弹性后效值越小。图2－12压坯弹性后效与孔隙率关系1－电解铁粉；2－涡旋铁粉；3－转化天然气还原铁粉；4－固体碳还原铁粉孔隙率越高，弹性后效越小表面活性剂当粉体中加入表面活性的润滑剂（如油酸）时，粉体颗粒表面由于吸附作用而处于活化状态，颗粒变形容易进行，并由弹性变形转变为塑性变形，可以大大降低弹性后效。而非表面活性的润滑剂（凡士林油和樟脑油）几乎对弹性后效无影响。常用干压模具干压模具设计要点：1、压坯的松装密度确定模腔的高度:H2、粉末的侧压系数确定成型所需的压力：P3、粉末的粒度及分布确定模具的间隙;2.3粉体压制理论常见的压制压力与压坯密度关系的实验曲线如下图。压制压力与压坯密度的常见关系第3节粉体压制理论弹性塑性这项工作曾吸引了大量的研究工作。很多人想用一个公式说明所有的问题。目前已有几十种这样的公式，包括理论公式和经验公式。实际上它们都有各自的适用范围。其中有代表性的有：1）巴尔申压制方程由前苏联粉末冶金学家M.I.O.巴尔申于1938年提出。压制一个圆柱形压坯。压模的截面积为A，装粉高度为h。施加压制压力p时，压坯的高度为h；若增加压力dp，压坯高度降低dh。若被压制的是致密金属，在弹性变形阶段，由胡克定律，压应力增加无限小增量，压缩变形呈正比地增加无限小量：粉体压制过程中的高度变化（11）式中:p—压力；A—截面积；σ—压应力；h—试样高度K—比例系数。若压坯与模具压头的有效接触面积为，则有：（12）压坯与模具压头的有效接触面积与名义截面积设坯体压缩后的最终高度为hK，压坯在某压力下的密度与最终密度之比为ρ、压坯在某压力下的体积与最终体积之比为β。显然随着粉体的逐步压紧，h接近hK，β与ρ的值接近于1，并且有:(13)若压坯的截面积为S压坯，随着压缩的进行，由于坯体越来越致密，压坯与模具压头的有效接触面积增加，且或/S压坯的增值与ρ有关。由于/S压坯增加比β降低要快得多，所以有：(14)其中σk为粉体材料的屈服强度。将这个关系代入式（14）中得：两边取对数，得：（巴尔申方程）（15）式中，m为一个大于1的常数，称为压缩因子。巴尔申在此假定粉末颗粒实际承受的应力不变（相当于假定塑性变形时没有加工硬化出现）：式（15）就是巴尔申压制方程。它表明压坯在某压力下的体积与最终体积之比β与压力的关系。评论：忽略了粉体流动产生的颗粒重排和颗粒本身的塑性变形，将压制过程中的粉体当作理想弹性体；没有考虑粉体的内摩擦和与模壁间的外摩擦造成的压力损失。该理论没有普遍意义