粉末冶金(jīn)成型技術指(zhǐ)的是粉末壓製後(hòu),壓坯保持既(jì)定形狀的能力,用粉末能夠成形的最小(xiǎo)單位壓製壓力表示(shì),或用壓坯的強度來衡量。成形(xíng)性受顆粒形狀和結構的影響。
1、壓製的機理壓製
就是在外力作用下,將模具或其它容器(qì)中的粉末(mò)緊密壓實成預定形狀和尺寸壓坯的(de)工藝過程。粉末裝入陰模,通過上下模衝對其施壓。在壓縮過程中,隨著粉末的移動和變形,較大的(de)空隙(xì)被填充,顆粒表麵的氧化膜破碎,顆粒間接觸麵積增大,使原子間(jiān)產生吸引力且(qiě)顆粒間的機械楔合作用增強,從而形(xíng)成具有一(yī)定密度和強度的壓坯。2.等(děng)靜壓製壓力(lì)直接作用在粉末體或彈性模套上,使粉末體在同一時間內(nèi)各個(gè)方(fāng)向上均衡受壓而獲得密度分布均(jun1)勻和強度較高的壓坯的過(guò)程(chéng)。按其特性分(fèn)為冷等靜壓製(zhì)和(hé)熱等靜(jìng)壓製兩(liǎng)大類。
2、冷等靜壓製
即在室溫下等靜壓製,液體為壓(yā)力傳遞(dì)媒介(jiè)。將粉末體裝入彈性模具內,置於鋼體密封容器內,用高壓泵將液體壓入(rù)容器,利用液體均勻傳(chuán)遞壓(yā)力(lì)的特性,使彈性模具內的粉末體(tǐ)均勻受壓。因此,冷等靜壓製壓坯密度高,較均勻,力學性能較好,尺寸大且(qiě)形狀複雜,已用於棒材、管(guǎn)材和大型製品的生(shēng)產。
3、熱等靜壓製
把粉末壓坯或裝入特製容器內的粉末體置(zhì)入熱等靜壓機(jī)高壓容器中,施以高溫(wēn)和高壓,使這些粉末體被壓製和燒結成致密的零件或材料的過程。在高(gāo)溫下的等(děng)靜壓製,可以激活(huó)擴散和蠕變現象的發生,促進粉末的原(yuán)子擴散和再結晶及以極緩慢的(de)速率進行塑性變形,氣體為壓力傳遞(dì)媒介。粉末體在等靜壓高壓容器內同一時間經受高溫和高壓的聯合作用,強化了壓製與燒結過(guò)程,製品的壓製壓力和燒結溫度均低於冷等靜壓製,製品的致密度和強度高,且(qiě)均勻(yún)一致,晶粒細小,力學性能高,消除了材料內部顆(kē)粒間的缺陷和孔隙,形狀和尺寸不受限製。但熱等靜壓機價格高,投資大。熱等靜壓製已(yǐ)用(yòng)於粉末高速鋼、難熔金屬、高溫合金和金屬陶瓷等(děng)製品的生產。
4、粉末(mò)軋製
將粉(fěn)末通過漏鬥喂(wèi)入一對旋轉軋輥之間使其(qí)壓實成連續帶坯的方法。將金屬(shǔ)粉末通過一個特製的漏(lòu)鬥喂入轉動的軋輥縫中,可軋出具有一(yī)定厚度、長度連續、強度適宜的板帶坯料。這些坯體經(jīng)預燒結(jié)、燒結,再軋製加工及熱處理等工序,就可製成具有一定孔隙度的(de)、致密的粉末冶金板帶材(cái)。粉末軋製製(zhì)品的密度比較高,製品的長(zhǎng)度原則(zé)上不受(shòu)限製,軋製製(zhì)品的厚度(dù)和寬度會受到軋(zhá)輥的限製;成材率(lǜ)高為80%~90%,熔鑄軋製的僅(jǐn)為60%或更低。粉末軋製適用於生(shēng)產多孔材料、摩擦材料、複合材料和硬質合金等的板材(cái)及帶(dài)材。
5、粉漿澆注
是金屬粉末在不施(shī)加外力的情況下成形的,即將粉末加水或其它液體及懸浮劑調製成粉漿,再(zài)注入石膏模內,利用石膏模吸取水分使之幹燥(zào)後成形。常用的懸浮劑有聚乙(yǐ)烯醇、甘油、藻肮酸鈉等,作用是防止成形顆粒聚集(jí),改善潤濕條件。為保(bǎo)證形成穩定的膠態懸(xuán)浮液,顆粒尺寸不大於5μm~10μm,粉末在懸浮液中的質量含量為40%~70%。
6、擠壓成形
將置於擠壓筒內的粉末、壓坯或燒結體通過規定的模孔壓出。按照擠(jǐ)壓條件不同,分為冷擠壓和熱擠(jǐ)壓。冷擠壓是把金屬(shǔ)粉末與一定量的有機粘結劑混合在較低(dī)溫度下(40℃~200℃)擠壓成坯塊;粉末(mò)熱擠壓是指金屬粉末壓坯或粉末裝入包套內加熱到(dào)較高溫度下壓擠,熱擠(jǐ)壓法能夠製取形狀複雜、性能優良的製品和材料。擠壓成形設備簡單,生產率高,可(kě)獲得長度方向密度均(jun1)勻的製品。擠壓成形能擠壓出壁很薄(báo)直經(jīng)很小的微形小(xiǎo)管,如厚度僅0.01mm,直徑1mm的粉末冶金(jīn)製品;可擠(jǐ)壓形狀複(fù)雜、物理力學性能(néng)優良的致密粉末材料,如燒結鋁合金及(jí)高溫(wēn)合金(jīn)。擠壓製品的橫向密度均勻,生產連續性高,因此,多用於截麵較簡單的條(tiáo)、棒和螺旋(xuán)形條、棒(如麻花鑽等(děng))。
7、鬆裝(zhuāng)燒結成形
粉末未經壓製而直接進行(háng)燒結(jié),如將粉末裝入模具中振實,再連同(tóng)模(mó)具一起入爐燒結成形,用於多孔材(cái)料的生產;或將粉末均勻鬆裝於芯板上,再連同芯板一起入爐燒(shāo)結成形,再經複(fù)壓(yā)或軋製達到(dào)所需密度,用於製動摩(mó)擦片及雙金屬材料的生產。將置於擠壓筒內的(de)粉末、壓坯或燒結體通過規定的(de)模(mó)孔壓出。按照擠壓條件不同,分(fèn)為冷擠壓和熱擠壓。冷擠壓(yā)是把金屬粉末(mò)與一定量的有機(jī)粘結劑(jì)混合在較(jiào)低溫度(dù)下(40℃~200℃)擠壓成坯(pī)塊;粉末(mò)熱擠壓是指金屬粉末壓坯或粉末裝(zhuāng)入包套內加熱到較(jiào)高溫度下壓擠,熱(rè)擠壓法(fǎ)能夠製取形狀複雜、性能優良的製品和(hé)材料。擠壓成形設備簡單,生產率高,可獲得(dé)長度方向密度均勻的製品。
8、爆炸成形
借(jiè)助(zhù)於爆炸波的高能量使粉末固結的成形方法。爆炸成形(xíng)的特點是爆炸(zhà)時產(chǎn)生壓力很高,施於(yú)粉末體上(shàng)的壓力速度極快。如(rú)炸藥爆炸後(hòu),在幾微秒時間內產生的衝擊壓力可達106MPa(相當於107個大(dà)氣壓),比壓力機上壓製粉末的單位壓(yā)力要高幾百倍至幾千倍。爆炸成形壓製壓坯的相對密度極高,強度極佳(jiā)。如用炸藥爆炸壓製電解鐵粉,壓坯(pī)的密度接近(jìn)純鐵體(tǐ)的理(lǐ)論密度值(zhí)。
爆炸成形可加工普通壓製和燒結工藝難以(yǐ)成形的材料,如難熔金屬、高合金材料等,還(hái)可壓製普(pǔ)通壓力無法壓製的大型壓坯。除上述方法外,還有注射成形及熱等靜壓製新技術等新的成形方法。