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第二章粉末压制成形原理

PrinciplesofPowderCompaction（Pressing）程继贵材料科学与工程学院SchoolofMaterialsScienceandEngineering

本章内容§2.1概述§2.2压制过程中力的分析§2.3压制压力与压坯密度的关系§2.4粉末压坯密度的分布§2.5粉末压坯的强度§2.6影响压制过程的因素（自学）SchoolofMaterialsScienceandEngineering

一、基本概念●成形（Forming）的定义：将粉末密实（densify）成具有一定形状、尺寸、孔隙度和强度的坯体（greencompacts）的工艺过程。第一节概述Consolidation

成形的重要性SchoolofMaterialsScienceandEngineering是重要性仅次于烧结的一个基本的粉末冶金工艺过程。比其他工序更限制和决定粉末冶金整个生产过程。成形方法的合理与否直接决定其能否顺利进行。影响随后各工序（包括辅助工序）及最终产品质量。影响生产的自动化、生产率和生产成本。

●成形方法的一般分类冷法石膏模常压冷法注浆加压冷法注浆抽真空冷法注浆等静压成形isostatic（hydrostatic）pressing粉末压制成形（钢模压制）compacting，briquetting，pressing————普通成形注浆成形法热法（热压注法）：钢模粉末连续成形粉末轧制粉末挤压（可塑成形）喷射成形热成形及高能率成形——成形烧结同时进行特殊成形

?按成形过程中有无压力：有压（压力）成形、无压成形?按成形过程中粉末的温度：冷压（常温）成形、温压成形、热成形?按成形过程的连续性：间歇成形、粉末连续成形?按成形料的干湿程度：干粉压制、可塑成形、浆料成形01成形方法的其他分类02

模压成形是最重要、应用最广的成形方法！本章有关成形原理的讨论以模压成形为基础！成形压模的基本结构上模冲下模冲阴模粉末

Loosepowderiscompactedanddensifiedintoashape,knownasgreencompactMostcompactingisdonewithmechanicalpressesandrigidtoolsHydraulicandpneumaticpressesarealsoused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，压坯从阴模内脱出，完成成形过程。

，pressing模压成形

模压成形的主要功用是：SchoolofMaterialsScienceandEngineerin粉末成形成所要求的形状；赋予压坯以精确的几何尺寸；赋予压坯所要求的孔隙度和孔隙模型；赋予压坯以适当的强度以便于搬运。

模压成形PM产品实例—电动工具零件

模压成形PM产品实例—汽车发动机用粉末烧结钢零件

二、金属粉末压制过程中发生的现象图12-4粉末压制示意图1—阴模Die2—上模冲Top（upper）punch3—下模冲Bottom（lower）punch4—粉末Powder

钢模

压制

粉末

的

基本

过程粉末混合料称量、装模压制卸压脱模粉末压坯PowdermixWeighting，fillingCompactingcompacts

粉末压制过程中发生的现象：SchoolofMaterialsScienceandEngineering压制后粉末体的孔隙度降低，压坯相对密度明显高于粉末体的相对密度。压制使粉末体堆积高度降低，一般压缩量超过50%轴向压力（正压力）施加于粉末体，粉末体在某种程度上表现出类似流体的行为，向阴模模壁施加作用力，其反作用力—侧压力产生。但是粉末体非流体，侧压力小于正压力！

3.随粉末体密实，压坯密度增加，压坯强度也增加。Q:压坯强度是如何形成的？（后述）4.由于粉末颗粒之间摩擦，压力传递不均匀，压坯中不同部位密度存在不均匀。压坯密度不均匀对压坯乃至产品性能有十分重要的影响。5.卸压脱模后，压坯尺寸发生膨胀—产生弹性后效弹性后效是压坯发生变形、开裂的最主要原因之一。

三、粉末体在压制过程中的变形（一）粉末体受压力后的变形特点（与致密材料受力变形比较）1.致密材料受力变形遵从质量不变和体积不变，粉末体压制变形仅服从质量不变。粉末体变形较致密材料复