压制成型技术及其理论课件.pptx

壓制成型技術及其理論

;矩形零件;一、粉末壓制過程;一、粉末壓制過程;一、粉末壓制過程;;粉料剛裝入模具時，呈松裝堆積。如顆粒搭接形成拱橋。粉料堆積體中的空隙很大,粉料具有被壓縮的可能性。

;粉料受壓力時，克服了顆粒間的作用力，通過以下方式發生顆粒重新排列（顆粒重排）,使拱橋效應破壞，填充密度提高。;壓力增大到一定程度時，顆粒產生變形。隨壓力增大，顆粒依次以三種機制變形：

彈性變形

顆粒承受的應力達到了顆粒的彈性極限時，顆粒發生彈性變形。外力卸掉後，顆粒的變形可以消失。

塑性變形

顆粒承受的應力達到了顆粒的屈服極限時，顆粒發生塑性變形。外力卸掉後，顆粒的變形仍然保存。

斷裂

顆粒承受的應力達到了顆粒的斷裂強度時，顆粒發生破裂。但壓制應力一般沒有達到使顆粒破裂的程度。

;1）壓制壓力

粉料在模具中被壓縮時，粉體在模具中流動和變形，存在兩種阻力：

粉體的內摩擦力

由顆粒相對位移和變形所引起。

粉體與模具之間的外摩擦力

由顆粒相對模具壁面位移所引起。

;粉料被壓縮時壓力在模具中的傳遞（單向壓）;2）側壓力P側

粉體受到壓力時，力圖向各方向流動，對壓模側壁產生壓力，即側壓力。;由於對稱性，側壓力:

p1x=p1y=p1

將式（1）、式（2）、式（3）代入式（4）中得：;側壓係數隨壓制壓力而變化；

有人提出了經驗公式：;?

;

3）外摩擦力

定義：粉體與模壁間的摩擦力。

外摩擦力的大小：f=μp1

式中：f—外摩擦力

p1—側壓力

μ—粉體與模壁間的摩擦係數

外摩擦力的大小取決於粉體與模壁間的摩擦係數。

;

由於外摩擦力的存在，作用在壓坯上的壓制壓力沿軸向向下傳遞時，不斷損失。

在外加壓力P作用下，如果要成型一個直徑為D、高為H的圓柱形壓坯時，壓坯底部受到壓力為：;由式（7）和式（8）可知：

壓坯中的壓力分佈是不均勻的，上面最大，下麵最小；越遠離可以移動的模沖，壓力越小；壓坯的截面積越大，壓力的級差越小。

壓坯底部壓力與壓坯的尺寸有關，即壓坯的高度越大或直徑越小，底部壓力損失越大。一般將壓坯的高度與直徑統一起來考慮，壓坯的高度與直徑之比H/D越大，底部壓力損失越大。

壓坯高度一定時，截面積較大的壓坯受外摩擦力作用的影響越小，外摩擦力引起的壓力損失小。;隨著壓力的增加，粉體成型坯的孔隙率降低；在同樣壓力下，鎂粉壓坯中的孔隙率明顯低於二氧化釷粉壓坯，即鎂坯料更容易壓制。;1）粉末的內摩擦力

2）粉末顆粒與模壁之間的摩擦力。;3）脫模及脫模壓力

壓制完畢，將壓坯從模具中脫出。若要壓坯從模具中脫出時，需要通過上模沖對坯體施加一定的壓力，該壓力就是脫模壓力。;影響脫模壓力的因素：

壓制壓力

一般認為，隨壓制壓應力的提高，脫模壓應力也提高。但在壓制壓應力不太大的情況下有如下關係：;粉體性能

粉體的流動性和可塑性越好，脫模壓力越小。

壓坯密度

密度越高，脫模壓力越大。

如果卸掉壓制壓力後，壓坯不發生任何變形，則脫模壓力完全取決於壓坯與模具之間的外摩擦力。塑性變形較強的金屬粉末，接近這種情況，其脫模壓力與外摩擦力接近。

壓坯形狀尺寸

（H/D）越大，脫模壓力越大。

模具表面粗糙度

表面粗糙度越大，摩擦係數越大，脫模壓力越大。;4）彈性後效

當坯體從模具中脫出時，要產生一定量地膨脹。該現象稱為彈性後效。;

產生彈性後效的原因：

粉體在模具中壓縮成型時，顆粒發生了彈性變形，壓坯內部產生很大的彈性內應力，其方向與所受的外力方向相反；將壓坯壓出模具之後，外力消失,伴隨彈性內應力的鬆弛，壓坯發生彈性膨脹。

彈性後效明顯的坯體，其脫模壓力也大。

陶瓷粉體在壓制時的變形機制主要是彈性變形，金屬在壓制時的變形機制主要是塑性變形，兩者相比,後者彈性內應力及彈性後效均較小。;隨著壓制壓力（彈性後效）的增加，坯體中出現裂紋的可能性增加；容易出現裂紋的部位是