1、单元五冲压粉末冶金单元五冲压粉末冶金塑料塑料 一、概述 板料冲压是在冲床上，利用板料冲压是在冲床上，利用冲模冲模使板料产生使板料产生分离分离或或变形变形,获得零件或毛坯的压力加工方法。获得零件或毛坯的压力加工方法。通常为冷冲压。通常为冷冲压。超过超过8mm8mm钢板采用热冲压。钢板采用热冲压。1 1、特点：特点：（1 1）可制作形状复杂的零件，废料少；）可制作形状复杂的零件，废料少；（2 2）精度高，互换性好；）精度高，互换性好；（3 3）能获得重量轻，强度、刚度好的零件；）能获得重量轻，强度、刚度好的零件；（4 4）操作方便，生产率高。）操作方便，生产率高。2 2、设备：设备：（1 1）剪床
2、）剪床把板料切成条料，为冲压件的毛坯。把板料切成条料，为冲压件的毛坯。（2 2）冲床）冲床实现冲压加工。制成所要求的形状实现冲压加工。制成所要求的形状和尺寸的产品。和尺寸的产品。剪床51冲床冲床3、板材的分类1、板材是指各种形状的半成品，如：薄板、中板、厚板、窄带材、带材等。2、按生产方法分类：热轧钢板、冷轧钢板3、按表面特征分类:镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）、镀锡板、复合钢板、彩色、涂层钢板4、按用途分类:桥梁钢板、锅炉钢板、造船钢板、装甲钢板、汽车钢板、屋面钢板、结构钢板、电工钢板（硅钢片）、弹簧钢板及其他5、按厚度分：厚板（4MM以上）、中板（3-4MM）、薄板（3MM 以下）二、板料冲
3、压的基本工序二、板料冲压的基本工序 分离工序分离工序 将坯料的一部分和另一部分分开的工序。将坯料的一部分和另一部分分开的工序。如落料、冲孔、切断、修边等。如落料、冲孔、切断、修边等。变形工序变形工序是坯料的一部分相对余量一部分产生塑性变形而不破裂的工是坯料的一部分相对余量一部分产生塑性变形而不破裂的工序。序。如弯曲、拉深、翻边、成形等。如弯曲、拉深、翻边、成形等。板料冲压的基本板料冲压的基本工序工序（一）分离工序（二）变形工序（二）变形工序变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生塑性变形而不破裂的工序，如弯曲、变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生塑性变形而不破裂的工序，如弯曲、拉深、翻
4、边、成形等。拉深、翻边、成形等。1、弯曲、弯曲使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的工序叫弯曲。使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的工序叫弯曲。弯曲时材料内侧受压缩，外侧受拉伸。弯曲时材料内侧受压缩，外侧受拉伸。当外侧拉应力超过坯料的抗拉强度时，当外侧拉应力超过坯料的抗拉强度时，会造成金属破裂。坯料越厚，内弯曲会造成金属破裂。坯料越厚，内弯曲半径半径r越小，应力越大，越易弯裂。越小，应力越大，越易弯裂。一般，弯曲的最小半径应为（一般，弯曲的最小半径应为（0.251）板厚。材料塑性好，弯曲半径可）板厚。材料塑性好，弯曲半径可小一些。小一些。弯曲时还应尽可能使弯曲线与弯曲时还应尽可能
5、使弯曲线与坯料纤维方向垂直。坯料纤维方向垂直。与坯料纤维方向垂直与坯料纤维方向垂直 拉深过程如图示，其凸模和凹模有一定的圆拉深过程如图示，其凸模和凹模有一定的圆角，其间隙一般稍大于板料厚度。拉深件的底角，其间隙一般稍大于板料厚度。拉深件的底部一般不变形，厚度基本不变。直壁厚度有所部一般不变形，厚度基本不变。直壁厚度有所减小。为避免拉穿，拉伸件直径减小。为避免拉穿，拉伸件直径d与坯料直径与坯料直径D相比，即相比，即m=d/D（m叫拉深系数）叫拉深系数）应在一定应在一定范围之内，一般范围之内，一般m=0.50.8。m越小，表明拉越小，表明拉深件直径越小，变形程度越大，越容易出现拉深件直径越小，变形
6、程度越大，越容易出现拉穿现象。如果拉深系数过小，不允许一次拉的穿现象。如果拉深系数过小，不允许一次拉的过深，应分几次进行，逐渐增加工件的深度，过深，应分几次进行，逐渐增加工件的深度，减小工件的直径，即多次拉深。减小工件的直径，即多次拉深。2、拉深、拉深 使坯料变形成开口空心零件的工序使坯料变形成开口空心零件的工序使带孔坯料孔口周围获得凸缘的工序。使带孔坯料孔口周围获得凸缘的工序。内孔翻边（图内孔翻边（图9-159-15）和外缘翻边。）和外缘翻边。3 3、翻边、翻边利用局部变形使坯料或半成品改变形状利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序成为成型。的工序成为成型。用橡皮芯子来增大半成品的中间部分
7、，用橡皮芯子来增大半成品的中间部分，在凸模轴向压力作用下，对半成品壁产在凸模轴向压力作用下，对半成品壁产生均匀的侧压力而成形。凹模是可以分生均匀的侧压力而成形。凹模是可以分开的。开的。4 4、成形、成形（三）实例-冲压工艺编制以某车型翼子板为例分析分析、平面孔数、位置、负角检查形 状、深度3、纵壁孔数、位置4、修边条件检查（三）实例（三）实例-冲压工艺编制冲压工艺编制侧侧冲孔冲孔直冲孔直冲孔整形整形45确确认认孔与孔的加工方式是否有干孔与孔的加工方式是否有干涉，如干涉就要分序涉，如干涉就要分序翻翻边边侧侧冲孔冲孔如果如果轮轮罩罩处处有向内的翻有向内的翻边边需要研需要研讨讨5工序工序模具模具结结
8、构是否能构是否能实现实现 冲压模具是实现坯料分离或变形的工艺装备，工作时必须保证冲出合格的制件，同时能适应生产规模的需要，还应使模具制造及维修方便，操作简单、安全可靠。一副完整的冲模应由工作零件、定位零件、卸料零件、导向零件、基础零件及紧固零件六大部分组成。53三、冲压模具三、冲压模具 按冲压工序的组合程度不同可分为简单模、连续模和复合模三种。（1 1）简单冲模）简单冲模 在一次冲程中，只完成一个冲压工序的冲模，在一次冲程中，只完成一个冲压工序的冲模，如图如图335353的凸凹模。的凸凹模。（2 2）连续冲模）连续冲模 在一次冲程中，在一次冲程中，在冲模不同部位上在冲模不同部位上完成两道或完成
9、两道或数道冲压工序的数道冲压工序的冲模冲模。图。图335454，冲孔和落料同时，冲孔和落料同时进行。进行。（3 3）复合冲模）复合冲模 在一次冲程中，在一次冲程中，在冲模同一部位上在冲模同一部位上完成两道或完成两道或数道冲压工序的数道冲压工序的冲模冲模。图图335555 ，落料和拉深同，落料和拉深同时进行。时进行。四、质量知识-缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原因1、落料冲孔（修边）缺陷：毛刺过大、变形、表面划伤、尺寸不符、少孔等。(1)毛刺过大凸凹模间隙过大或过小,刃口磨损,导向精度差,凸凹模位置不同心等 (2)变形孔距太小,压料板与凹模型面配合不好,间隙过大等；(3)
10、表面划伤操作时有拖、拉等现象；板料在剪切 过程中划伤等；(4)尺寸不符上料不到位,定位装置损坏或松动，位置窜动等；(5)少孔冲头折断,冲头长度不够等；四、质量知识-缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原因 2、拉延缺陷：拉裂、起皱、表面拉伤、波浪、鼓包、凹坑、麻点等。(1)拉裂凸凹模R角半径过小，压边力过大，材料成形 性能差或材料尺寸偏大，凸凹模间隙小，润滑不当，定位不准，凸凹模R 角或拉延筋不顺、拉毛等。(2)起皱凸凹模R角半径过大，压边力过小，材料尺寸 偏小；凸凹模间隙太大；润滑过甚；定位不准；拉延筋 布置不良，高度不够等。四、质量知识-缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原
11、因冲压常见缺陷及产生原因 2、拉延缺陷：拉裂、起皱、表面拉伤、波浪、鼓包、凹坑、麻点等。(3)表面拉伤模具工作表面有伤痕,材料表面有缺陷,润 滑油中有杂质或废屑等。(4)波浪、鼓包、凹坑、麻点压边力小，润滑不当、模具 型腔脏，材料表面脏，透气孔堵塞，模具型面不平、润 滑油脏等。冲压常见缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原因3、翻边缺陷：翻边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛等。(1)翻边不垂直凸凹模间隙过大。(2)翻边高度不一致凸凹模间隙不均匀,定位不准,落料 件尺寸不准。(3)翻边拉毛刃口有伤痕,零件表面有杂质,刃口硬度太低;(4)翻边开裂修边时毛刺大,凸凹模间隙太小,翻边处形状有 突变。四、质
12、量知识-缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原因4、回弹、扭曲产生原因(1)回弹弹性变形的回复结果(2)扭曲不均匀塑性变形区释放残余应力的卸载过程各方向的回弹量不一造成扭曲后果造成冲压件尺寸精度与产品设计不符四、质量知识-缺陷及产生原因残余应力造成扭曲冲压常见缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原因4、回弹、扭曲解决措施(1)调整产品设计增加型面筋等(2)调整模具圆角半径半径越小回弹越小(3)增加整形工序对产品进行校形(4)工艺方法变压边力、回弹补偿法四、质量知识-缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原因5、产品刚性不足（软）产生原因(1)材料本身强度差(2)板
13、料变形量不足解决措施(1)材质变更采用强度相对较高的材料(2)调整压边或拉延筋等，调整拉延模面设计（拉延深度、工艺补充），使板料充分变形四、质量知识-缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原因冲压常见缺陷及产生原因6、滑移线和冲击痕（外观件）产生原因产品或者模具设计不合理，导致板料在成形过程中在圆角处发生板料流动，产生滑移线解决措施(1)产品结构变更增大圆角半径；增大面夹角(2)调整拉延模面设计，改善接触状态(3)工艺设计时调整冲压方向、进料阻力，改善滑移状态四、质量知识-缺陷及产生原因1.滑移线移动4.0mm；2.滑移线移动8.8mm；3.滑移线移动15.3mm；五、板料冲压件的结构工艺性五、板料
14、冲压件的结构工艺性 1、落料和冲孔工序对零件的要求（1）零件的孔形应尽量简单对称，尽量采用圆形、矩形等规则图形，应避免长槽和细长悬臂零件，使排样时的废料降低到最少。（2）孔间距离或孔与零件边缘的距离不宜过小，孔径也不能过小，否则会因凸模强度不够而发生折断。所有的直线与直线、曲线与直线的交接应为圆弧连接，转角处圆角半径r与板厚有关，90 r（0.30.5）90 r（0.60.7）（1）弯曲半径不宜小于最小弯曲半径，以免弯裂。Rmin（0.20.8）（顺着坯料的纤维方向弯曲）或Rmin（0.41.2）（垂直坯料的纤维方向弯曲）。（2）弯曲边不能过短，一般h2。否则难以获得形状准确的工件。（3）如果
15、弯曲附近有孔时，应使孔的位置离开弯曲变形区，否则孔容易变形。2、弯曲工序对零件的要求 尽量减少拉深零件的高度，减少拉深次数；弯曲处的圆角半径不宜过小；对拉深零件的精度要求不宜过高；复杂的冲压件可采用冲焊结构，简化冲压工艺。3、拉深工序对零件的要求粉末冶金粉末冶金基础基础 一、概述一、概述定义：定义：粉末冶金粉末冶金是以金属粉末是以金属粉末(或金属粉末与非金属粉或金属粉末与非金属粉末的混合物末的混合物)为原料，通过成形、烧结或热成形制成金为原料，通过成形、烧结或热成形制成金属制品或材料的一种冶金工艺技术。粉末冶金生产工艺属制品或材料的一种冶金工艺技术。粉末冶金生产工艺与陶瓷制品的生产工艺类似，因
16、此人们又常常称粉末冶与陶瓷制品的生产工艺类似，因此人们又常常称粉末冶金方法为金方法为“金属陶瓷法金属陶瓷法”。材料：材料：粉末冶金材料或制品种类较多，主要有粉末冶金材料或制品种类较多，主要有:1 1、难熔金属及其合金（如钨、钨难熔金属及其合金（如钨、钨钼合金）；钼合金）；2 2、组元彼此不相溶、熔点十分悬殊的特殊性能材料组元彼此不相溶、熔点十分悬殊的特殊性能材料（如钨（如钨铜合金型电触头材料）；铜合金型电触头材料）；3 3、难熔的化合物和金属组成的各种复合材料（如硬难熔的化合物和金属组成的各种复合材料（如硬质合金、金属陶瓷）等。质合金、金属陶瓷）等。粉末冶金的特点：粉末冶金的特点：1）某些特殊
17、性能材料的唯一制造方法；）某些特殊性能材料的唯一制造方法；2）可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件，是少甚至无）可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件，是少甚至无切削生产工艺；切削生产工艺；3 3）节约材料和加工工时，成本低。）节约材料和加工工时，成本低。4）制品强度较低；）制品强度较低；5）流动性较差，形状受限制；）流动性较差，形状受限制；6）压制成形的压强较高，制品尺寸较小；）压制成形的压强较高，制品尺寸较小；7）压模成本较高。）压模成本较高。二、二、粉末冶金基础粉末冶金基础 粉末冶金的主要工序有粉末冶金的主要工序有粉末制备、粉末预处理、成形、粉末制备、粉末预处理、成形、烧结及后处理烧结及后处理
18、等等。（一）（一）粉末性能和粉末制备粉末性能和粉末制备 1 1、粉末性能粉末性能 固态物质按分散程度不同分成固态物质按分散程度不同分成致密体、粉末体和胶体致密体、粉末体和胶体三类三类。致密体或常说的固体致密体或常说的固体：粒径在粒径在l l 以上以上；胶体微粒胶体微粒：0.1 0.1 以下以下；粉末体或简称粉末粉末体或简称粉末：介于二者之间介于二者之间。mmm 金属粉末的性能对其金属粉末的性能对其成形和烧结过程以及制品的质量成形和烧结过程以及制品的质量都都有重大影响。金属粉末的性能可以用化学成分、物理性能有重大影响。金属粉末的性能可以用化学成分、物理性能和工艺性能来表征。和工艺性能来表征。（1
19、 1）.粉末的化学成分粉末的化学成分 粉末的化学成分一般是指主要金属或组元的含量、杂粉末的化学成分一般是指主要金属或组元的含量、杂质或夹杂质或夹杂物物的含量以及气体的含量的含量以及气体的含量。金 属 或 合 金 粉 末 中 的 主 要 金 属 含 量 都 不 能 低 于金 属 或 合 金 粉 末 中 的 主 要 金 属 含 量 都 不 能 低 于98%98%99%99%。粉末中的杂质主要指：粉末中的杂质主要指：1 1）与主要金属结合，形成固溶体或化合物的金属或非金属）与主要金属结合，形成固溶体或化合物的金属或非金属成分，如还原铁粉中的硅、锰、碳、硫、磷、氧等；成分，如还原铁粉中的硅、锰、碳、硫
20、、磷、氧等；2 2）从原料和粉末生产过程中带进的机械夹杂，如二氧化硅、）从原料和粉末生产过程中带进的机械夹杂，如二氧化硅、三氧化二铝、硅酸盐、难熔金属或碳化物等酸不溶物三氧化二铝、硅酸盐、难熔金属或碳化物等酸不溶物。3）粉末表面吸附的氧、水汽和其他气体粉末表面吸附的氧、水汽和其他气体（N 2、CO2）。（2 2）.粉末的物理性能粉末的物理性能 粉末的物理性能：粉末的物理性能：粉末颗粒大小和粒度组成、粉末颗粉末颗粒大小和粒度组成、粉末颗粒形状与结构、显微硬度、粉末比表面、粉末真密度以及粒形状与结构、显微硬度、粉末比表面、粉末真密度以及粉末颗粒的晶格状态。在技术条件中，通常只规定各级粉粉末颗粒的晶
21、格状态。在技术条件中，通常只规定各级粉末颗粒的百分含量末颗粒的百分含量粒度组成或筛分组成粒度组成或筛分组成。1 1）颗粒形状：）颗粒形状：主要由粉末的生产方法决定，同时也与物质主要由粉末的生产方法决定，同时也与物质的分子或原子排列的结晶几何学因素有关；决定粉末工艺的分子或原子排列的结晶几何学因素有关；决定粉末工艺性能。性能。2 2）粒度组成：）粒度组成：指不同粒度的颗粒占全部粉末的百分含量，指不同粒度的颗粒占全部粉末的百分含量，又称粒度分布。又称粒度分布。3 3）粉末比表面：）粉末比表面：指每克粉末所具有的总表面积，通常用指每克粉末所具有的总表面积，通常用cmcm2 2/g/g或或m m2 2
22、/g/g表示。表示。（3 3）.粉末的工艺性能粉末的工艺性能 粉末的工艺性能用粉末的松装密度、粉末的工艺性能用粉末的松装密度、流动性、压缩性流动性、压缩性与成形性与成形性来表征。来表征。1 1）松装密度）松装密度是指粉末试样自然地充填规定的容器时，单是指粉末试样自然地充填规定的容器时，单位体积内粉末的质量，单位为位体积内粉末的质量，单位为g gcmcm3 3。2 2）流动性）流动性是是50g50g粉末从标准的流速漏斗流出所需的时间，粉末从标准的流速漏斗流出所需的时间，单位为单位为s s50g50g，其倒数是单位时间内流出粉末的重量，俗，其倒数是单位时间内流出粉末的重量，俗称为流速。称为流速。3
23、 3）压缩性）压缩性代表粉末在压制过程中被压紧的能力，通常以代表粉末在压制过程中被压紧的能力，通常以在规定单位压力下粉末的压坯密度表示。在规定单位压力下粉末的压坯密度表示。4 4）成形性）成形性是指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，是指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，通常用粉末得以成形所需的最小单位压制力表示或用压坯通常用粉末得以成形所需的最小单位压制力表示或用压坯强度来表示。强度来表示。2 2、粉末的制备粉末的制备 金属粉末的制取方法可分成两大类：机械法和物理化金属粉末的制取方法可分成两大类：机械法和物理化学法。学法。机械法机械法是将原材料磨碎成粉而不改变原材料的化学成是将原材料磨碎成
24、粉而不改变原材料的化学成分的方法。如将金属切削成粉末颗粒；把金属研磨成粉末；分的方法。如将金属切削成粉末颗粒；把金属研磨成粉末；液态金属的制粒和雾化。液态金属的制粒和雾化。物理化学法物理化学法是在制取粉末过程中，使原材料受到化学是在制取粉末过程中，使原材料受到化学或物理的作用，而使其化学成分和集聚状态发生变化的工或物理的作用，而使其化学成分和集聚状态发生变化的工艺过程。还原金属氧化物、电解水溶液或熔盐、热离解艺过程。还原金属氧化物、电解水溶液或熔盐、热离解羰羰基化合物、冷凝金属蒸汽、晶间腐蚀和电腐蚀法等。物理基化合物、冷凝金属蒸汽、晶间腐蚀和电腐蚀法等。物理化学制粉法是以还原和离解等化学反应为
25、基础的。化学制粉法是以还原和离解等化学反应为基础的。工业上普遍采用的有：工业上普遍采用的有：氧化物还原法、电解法、热离解氧化物还原法、电解法、热离解法、球磨法、涡旋研磨法、雾化法法、球磨法、涡旋研磨法、雾化法。（二）（二）粉末的成形粉末的成形 1 1、成形方法成形方法 成形是粉末冶金工艺的重要步骤。成形的目的是制得成形是粉末冶金工艺的重要步骤。成形的目的是制得具有一定形状、尺寸、密度和强度的压坯。粉末冶金常具有一定形状、尺寸、密度和强度的压坯。粉末冶金常用用的成形方法如的成形方法如下下所示所示。模压成形是最基本方法。模压成形是最基本方法。松装烧结松装烧结粉浆浇注粉浆浇注模压成形模压成形热压成形
26、热压成形等静压成形等静压成形轧制成形轧制成形离心成形离心成形挤压成形挤压成形爆炸成形爆炸成形成形成形无压成形无压成形加压成形加压成形（1 1）.粉末预处理粉末预处理 预处理包括：预处理包括：粉末退火，筛分，混合，制粒，加润滑剂粉末退火，筛分，混合，制粒，加润滑剂等。等。粉末的预先退火粉末的预先退火可使氧化物还原，降低碳和其他杂质可使氧化物还原，降低碳和其他杂质的含量，提高粉末的纯度；同时，还能消除粉末的加工硬的含量，提高粉末的纯度；同时，还能消除粉末的加工硬化、稳定粉末的晶体结构化、稳定粉末的晶体结构。筛分筛分的目的在于把颗粒大小不同的原始粉末进行分级。的目的在于把颗粒大小不同的原始粉末进行分
27、级。混合混合一般是指将两种或两种以上不同成分的粉末混合一般是指将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀的过程均匀的过程。混合可采用。混合可采用机械法和化学法机械法和化学法。制粒制粒是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序，以是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序，以此来改善粉末的流动性。此来改善粉末的流动性。2 2、压制成形压制成形（2 2）.压制成形压制成形 压模压制是将置于压模内的松散粉压模压制是将置于压模内的松散粉末施加一定的压力后，成为具有一定末施加一定的压力后，成为具有一定尺寸、形状和一定密度、强度的压坯，尺寸、形状和一定密度、强度的压坯，如图如图5-25-2是压模示意图。是压模示意图。
28、粉末的压缩过程一般采用压坯密粉末的压缩过程一般采用压坯密度度成形压力曲线来表示，如图成形压力曲线来表示，如图5-35-3所示。压坯密度变化分为三个阶段。所示。压坯密度变化分为三个阶段。滑动阶段滑动阶段：在压力作用下粉末颗粒发：在压力作用下粉末颗粒发生相对位移，填充孔隙，压坯密度随生相对位移，填充孔隙，压坯密度随压力增加而急剧增加；压力增加而急剧增加；二是二是粉末体出粉末体出现压缩阻力，即使再加压其孔隙度不现压缩阻力，即使再加压其孔隙度不能再减少，密度不随压力增高而明显能再减少，密度不随压力增高而明显变化；变化；三是三是当压力超过粉末颗粒的临当压力超过粉末颗粒的临界压力时，粉末颗粒开始变形，从而
29、界压力时，粉末颗粒开始变形，从而使其密度又随压力增高而增加。使其密度又随压力增高而增加。图图5-2 模压示意图模压示意图 图图5-3 压坯密度与压力压坯密度与压力 压坯密度分布不均匀：压坯密度分布不均匀：用石墨粉作隔层的单向压制实验，用石墨粉作隔层的单向压制实验，得到如图得到如图5-45-4所示的压坯形状，各层的厚度和形状均发生了所示的压坯形状，各层的厚度和形状均发生了变化，由图变化，由图5-55-5可知在任何垂直面上，上层密度比下层密度可知在任何垂直面上，上层密度比下层密度大；在水平面上，接近上模冲的断面的密度分布是两边大，大；在水平面上，接近上模冲的断面的密度分布是两边大，中间小；而远离上
30、模冲的截面的密度分别是中间大，两边中间小；而远离上模冲的截面的密度分别是中间大，两边小。小。因为粉末体在压模内受力后向各个方向流动，于是引因为粉末体在压模内受力后向各个方向流动，于是引起垂直于压模壁的侧压力。侧压力引起摩擦力，会使压坯起垂直于压模壁的侧压力。侧压力引起摩擦力，会使压坯在高度方向存在明显的压力降。在高度方向存在明显的压力降。a)压制前压制前 b)压制后压制后图图5-4 用石墨粉作隔层的单向压坯用石墨粉作隔层的单向压坯 a）单向压制）单向压制 b)双向压制双向压制 图图5-5 压坯密度沿高度分布图压坯密度沿高度分布图 为了改善压坯密度的不均匀性，一般采取以下措施：为了改善压坯密度的
31、不均匀性，一般采取以下措施：1）减小摩擦力：）减小摩擦力：模具内壁上涂抹润滑油或采用内壁更光模具内壁上涂抹润滑油或采用内壁更光洁的模具；洁的模具；2）采用双向压制）采用双向压制以改善压坯密度分布的不均匀性，以改善压坯密度分布的不均匀性，如图如图5-5所示所示；3）模具设计时尽量降低高径比）模具设计时尽量降低高径比。粉末的压制一般在普通机械式压力机或液压机上进行。粉末的压制一般在普通机械式压力机或液压机上进行。常用的压力机吨位一般为常用的压力机吨位一般为5005005000kN5000kN。（三）、（三）、烧结烧结 烧结烧结是将压坯按一定的规范加热到规定温度并保温一段是将压坯按一定的规范加热到规
32、定温度并保温一段时间，使压坯获得一定的物理及力学性能的工序时间，使压坯获得一定的物理及力学性能的工序。烧结机理烧结机理：粉末的表面能大，结构缺陷多，处于活性状：粉末的表面能大，结构缺陷多，处于活性状态的原子也多，它们态的原子也多，它们力图力图把本身的能量降低。将压坯加热到把本身的能量降低。将压坯加热到高温，为粉末原子所高温，为粉末原子所储储存的能量释放创造了条件，由此引起存的能量释放创造了条件，由此引起粉末物质的迁移，使粉末体的接触面积增大，导致孔隙减少，粉末物质的迁移，使粉末体的接触面积增大，导致孔隙减少，密度增高，强度增加，形成了烧结。密度增高，强度增加，形成了烧结。固相烧结固相烧结：烧结
33、发生在低于其组成成分熔点的温度烧结发生在低于其组成成分熔点的温度，如，如普通铁基粉末冶金轴承烧结普通铁基粉末冶金轴承烧结。液相烧结液相烧结：烧结发生在两种组成成分熔点之间烧结发生在两种组成成分熔点之间。如。如硬质硬质合金与金属陶瓷制品的烧结合金与金属陶瓷制品的烧结。液相烧结时，在液相表面张力液相烧结时，在液相表面张力的作用下，颗粒相互靠紧，故烧结速度快、制品强度高的作用下，颗粒相互靠紧，故烧结速度快、制品强度高。烧结时的烧结时的影响影响因素因素：烧结温度、烧结时间和大气环境，烧结温度、烧结时间和大气环境，粉末材料、颗粒尺寸及形状、表面特性以及压制压力等粉末材料、颗粒尺寸及形状、表面特性以及压制
34、压力等。常用粉末冶金制品的烧结温度与烧结气氛见表常用粉末冶金制品的烧结温度与烧结气氛见表5-15-1。烧。烧结温度过高或时间过长，都会使压坯歪曲和变形，其晶粒结温度过高或时间过长，都会使压坯歪曲和变形，其晶粒亦大，产生所谓亦大，产生所谓“过烧过烧”的废品；如烧结温度过低或时间的废品；如烧结温度过低或时间过短，则产品的结合强度等性能达不到要求，产生所谓过短，则产品的结合强度等性能达不到要求，产生所谓“欠烧欠烧”的废品。的废品。粉冶材料粉冶材料铁基制品铁基制品铜基制品铜基制品硬质合金硬质合金不锈钢不锈钢磁性材料磁性材料(F(Fe e-N-Ni i-C C0 0)钨、铝、钨、铝、钒钒烧结温烧结温度度
35、10501050 20002000700700 9009001350 1350 1550155012501250120012001700 1700 33003300烧结气氛烧结气氛发生炉煤发生炉煤气，分解气，分解氨氨分解氨，分解氨，发生炉煤发生炉煤气气真空、氢真空、氢氢氢氢、真空氢、真空氢氢表表5-1 5-1 常用粉末冶金制品的烧结温度与烧结气氛常用粉末冶金制品的烧结温度与烧结气氛（四）、（四）、后处理后处理 后处理的方法按其目的不同，有以下几种：后处理的方法按其目的不同，有以下几种：1 1）为提高制件的物理及力学性能，为提高制件的物理及力学性能，方法有：复压、复烧、方法有：复压、复烧、浸油、
36、热锻与热复压、热处理及化学热处理。浸油、热锻与热复压、热处理及化学热处理。2 2）为改善制件表面的耐腐蚀性，为改善制件表面的耐腐蚀性，方法有：水蒸方法有：水蒸气气处理、磷处理、磷化处理、电镀等。化处理、电镀等。3 3）为提高制件的形状与尺寸精度，为提高制件的形状与尺寸精度，方法有：精整、机械加方法有：精整、机械加工等。工等。4 4）熔渗处理，）熔渗处理，它是将低熔点金属或合金渗入到多孔烧结制它是将低熔点金属或合金渗入到多孔烧结制作的孔隙中去，以增加烧结件的密度、强度、塑性或冲击作的孔隙中去，以增加烧结件的密度、强度、塑性或冲击韧度。韧度。三、三、粉末冶金模具粉末冶金模具 粉末冶金模具主要是指在
37、粉末压制成形、烧结、后处粉末冶金模具主要是指在粉末压制成形、烧结、后处理等工序中所用到的模具理等工序中所用到的模具。根据用途可分为根据用途可分为：压模、精整模、复压模、锻模、挤压：压模、精整模、复压模、锻模、挤压模、热压模、等静压模、粉浆浇铸模、松装烧结模等。模、热压模、等静压模、粉浆浇铸模、松装烧结模等。按制作材料又可分为按制作材料又可分为：钢模、硬质合金模、石墨模、塑：钢模、硬质合金模、石墨模、塑料橡皮模和石膏模等。料橡皮模和石膏模等。在工业生产中应用最广泛的是压制、精整、复压和锻造在工业生产中应用最广泛的是压制、精整、复压和锻造用的钢模及硬质合金模。本节重点介绍压模的几种常见类用的钢模及
38、硬质合金模。本节重点介绍压模的几种常见类型。型。1 1、单向压模单向压模 单向压模单向压模在压制过程中，相对于阴模运动的只有一个在压制过程中，相对于阴模运动的只有一个模冲，或是上模冲或是下模冲。如图模冲，或是上模冲或是下模冲。如图5-7是压制轴套类压是压制轴套类压坯的单向手动压模，其基本组成部分有阴模、上模冲、坯的单向手动压模，其基本组成部分有阴模、上模冲、下模冲和芯杆。下模冲和芯杆。一般只用来生产高度不大（高径比一般只用来生产高度不大（高径比H/D1）、形状简单的零件）、形状简单的零件。图图5-7 单向手动压模单向手动压模2 2 双向压模双向压模 双向压制的特点是：双向压制的特点是：上下模冲
39、相对阴模都有移上下模冲相对阴模都有移动，模腔内粉末体受到两动，模腔内粉末体受到两个方向的压缩，或下模冲个方向的压缩，或下模冲固定不动，由上模冲和阴固定不动，由上模冲和阴模对着下模冲做不同距离模对着下模冲做不同距离的移动，实现双向压制。的移动，实现双向压制。如图如图5-85-8所示为压制套类所示为压制套类压坯的双向手动压模。压坯的双向手动压模。一般用来生产实体类一般用来生产实体类压坯的高径比压坯的高径比H HD D1 1或或管套类压坯的高度与壁厚管套类压坯的高度与壁厚之比之比H HT T3 3的零件。的零件。图图5-8 双向手动压模双向手动压模 3 3 摩擦芯杆压模摩擦芯杆压模 摩擦芯杆压模压制
40、特点：摩擦芯杆压模压制特点：芯杆芯杆和上模冲同速同向对着固定的阴和上模冲同速同向对着固定的阴模和下模冲移动压缩粉末体，或模和下模冲移动压缩粉末体，或者是阴模和上模冲同速同向对着者是阴模和上模冲同速同向对着固定的芯杆和下模冲运动压缩粉固定的芯杆和下模冲运动压缩粉末体末体。如。如图图5-95-9所示为套类零件摩所示为套类零件摩擦芯杆浮动压模。擦芯杆浮动压模。一般用于压制较长的薄壁套一般用于压制较长的薄壁套类零件的压类零件的压坯。坯。图图5-9 摩擦芯杆浮动压模摩擦芯杆浮动压模 组合压模是几种压制方式（如单向压制、双向压制组合压模是几种压制方式（如单向压制、双向压制和摩擦芯杆压制等）及其压模结构的综
41、合运用。即在设和摩擦芯杆压制等）及其压模结构的综合运用。即在设计压制模具时，综合各种压模的结构特点，设计成多种计压制模具时，综合各种压模的结构特点，设计成多种形状的组合模冲来完成复杂零件的压制成形工序，并采形状的组合模冲来完成复杂零件的压制成形工序，并采取几种压制方式综合运用来保证压坯质量；取几种压制方式综合运用来保证压坯质量；所以，组合所以，组合压模是形式最多且应用最广泛的压模结构。压模是形式最多且应用最广泛的压模结构。4 组合压模组合压模四、粉末冶金粉末冶金制品结构工艺性制品结构工艺性l总的原则：总的原则：零件应尽量平整简单。不带倒角、尖角、凸起、凹槽以及内外螺纹、倒锥度等。l考虑的因素：
42、考虑的因素：l1、压制不能困难，模具尽量简化；l2、易脱模；l3、粉末要均匀填充，密度要均匀；l4 4、注意压模的强度和寿命。塑料成型工艺基础塑料成型工艺基础A A、塑料概论塑料概论一、树脂和塑料1塑料的概念 以（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中一定温度和压力的作用下能流动成型的高分子有机材料。指受热时受热时通常有转化或熔融范围，转化时转化时受外力作用具有流动性，常温下常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。一、树脂和塑料2树脂的概念A A、塑料概论塑料概论A A、塑料概论塑料概论一、
43、树脂和塑料3树脂的分类 是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。4 4、塑料的组成塑料的组成1.1.树脂树脂6.6.固化剂固化剂2.2.填充剂填充剂 7.7.着色剂着色剂3.3.增塑剂增塑剂 8.8.抗静电剂抗静电剂4.4.稳定剂稳定剂 9.9.发泡剂发泡剂5.5.润滑剂润滑剂 10.10.阻燃剂阻燃剂塑料原料如下图所示塑料原料如下图所示A A、塑料概论塑料概论二、塑料的分类 1按塑料的物理化学性能分：指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料，其分子结构是线型线型或支链型支链型结构。()如
44、：PE（聚乙烯）、（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）、（聚氯乙烯）、PS（聚苯乙（聚苯乙烯）、烯）、ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）、（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）、（聚甲基丙烯酸甲酯）、PA（聚酰胺）、（聚酰胺）、POM（聚甲醛）、（聚甲醛）、PC（聚碳酸酯）等（聚碳酸酯）等A A、塑料概论塑料概论在受热或其它条件下能固化成不熔不溶性物质的塑料，其分子结构最终为体型体型结构。（）（酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、聚邻苯二（酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、聚邻苯二甲酸、二烯丙酯、有机硅塑料、硅酮塑料）甲酸、二烯丙酯、有机硅塑料、硅酮塑料）二、塑
45、料的分类热固性塑料A A、塑料概论塑料概论 一般指具有特种功能（如耐热、自润滑等）应用于特殊要求的塑料。一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。ABS、PA、POM、PC、PPO（聚苯醚）、（聚苯醚）、PSF（聚砜）及（聚砜）及各种增强塑料。各种增强塑料。一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如：PE、PP、PVC、PS（聚苯乙烯）、（聚苯乙烯）、PF（酚醛）和氨基塑料六大类。（酚醛）和氨基塑料六大类。二、塑料的分类2按塑料的用途分：A A、塑料概论塑料概论三、塑料的特性1.质轻、比强度高。2.优异的电绝缘性能
46、。3.优良的化学稳定性能。4.减摩、耐磨性能好。5.透光及防护性能。6.减震、消音性能优良。7.成型加工方便 8.粘结性能好 9.着色性能较强10.导热率低 11.收缩率高12.对温度敏感性大 一、塑料的工艺性能（一）、热塑性塑料的工艺性能1.收缩性 塑件从塑模中取出冷却到室温后，塑件的各部分尺寸都比原来在塑模中的尺寸有所缩小，这种性能称为。成型收缩的形式成型收缩的形式：塑件的线尺寸收缩 收缩方向性 后收缩 后处理收缩 B、塑料及模塑成型工艺塑料及模塑成型工艺：塑料品种 塑件特性 进料口的形式、尺寸、分布 成型条件（一）、热塑性塑料的工艺性能1.收缩性：塑件的成型收缩值可用以下公式来表示。（一
47、）、热塑性塑料的工艺性能2.流动性 塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为。流动性好、流动性中等、流动性差流动性好、流动性中等、流动性差分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流动比大的塑料流动性就好。常用塑料根据它的流动性可分为三类：（一）、热塑性塑料的工艺性能2.流动性流动性好的有：尼龙（流动性好的有：尼龙（PA）、聚乙烯（）、聚乙烯（PE）、）、聚苯乙烯（聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（）、聚丙烯（PP）、醋酸纤维素）、醋酸纤维素（CA）。）。流动性中等的有：流动性中等的有：ABS(丙烯腈丁二烯苯乙丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）烯共聚物）、有机玻璃、聚甲醛
48、（、有机玻璃、聚甲醛（POM）、聚）、聚氯醚。氯醚。流动性差的有：聚碳酸酯（流动性差的有：聚碳酸酯（PC）、硬聚氯乙烯）、硬聚氯乙烯（UPVC）、聚苯醚（）、聚苯醚（PPO）、聚砜（）、聚砜（PSF）、氟塑料。氟塑料。凡促使熔融料降低温度，增加流动性阻力的则流动性就降低。（一）、热塑性塑料的工艺性能2.流动性影响流动性的主要因素：料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异。注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大。（一）、热塑性塑料的工艺性能3.结晶性 所谓即为塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动，完全处于无次序状态，变成分子停止自由运动，按略微固定的位置，并有一个使分子排列成为正规模型
49、的倾向的一种现象。（一）、热塑性塑料的工艺性能3.结晶性无定形料为透明（如有机玻璃等）无定形料为透明（如有机玻璃等）一般结晶性塑料为不透明或半透明一般结晶性塑料为不透明或半透明 聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性ABS为无定形塑料但却并不透明（一）、热塑性塑料的工艺性能3.结晶性在模具设计及选择注塑机时的要求及注意事项:冷凝时放出热量大，要充分冷却。料温上升到成形温度所需的热量多，要用塑化能力大的设备。有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，在高温、高压下也会发生分解，这种性能称为水敏性水敏性。对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易出现变色、降解、分
50、解的倾向。这种性能称为热敏性热敏性。4.热敏性及水敏性（一）、热塑性塑料的工艺性能5.吸湿性（一）、热塑性塑料的工艺性能据此，塑料大致可分为以下两种：不吸水也不易粘附水分不吸水也不易粘附水分吸湿、粘附水分吸湿、粘附水分聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚砜聚乙烯、聚丙烯 塑料对水分的亲疏程度 是指当一定融熔指数的聚合物熔体，在恒温下通过喷嘴孔时当流速超过某一数值时，熔体表面即发生横向裂纹，这种现象被称为熔体破裂。是指有些塑料对应力比较敏感，成型时容易产生内应力，质脆易裂，当塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂的现象，被称为应力开裂。应力开裂应力开裂（一）、热塑性塑料的工艺性能6.应力开裂及
