鐵基粉末溫壓成形過程的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究.pdf

1、粉末冶金技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械制造的先進(jìn)技術(shù)，溫壓是二十世紀(jì)九十年代以來粉末冶金領(lǐng)域最具創(chuàng)造性的一項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步。但由于影響溫壓致密化的因素較多，在一定程度上阻礙了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。而且，一般的溫壓研究都局限于零件性能提高等工藝方面，對其進(jìn)行綜合深入研究很困難，尤其是對粉末壓制過程中的顆粒移動和變形過程的直接觀察難以實(shí)現(xiàn)，對溫壓致密化機(jī)理的了解尚不透徹，使得溫壓技術(shù)難以推廣。本文從粉體特性研究入手，對粉末壓制過程進(jìn)行了一系列動態(tài)連續(xù)測試，經(jīng)過數(shù)據(jù)分

2、析，結(jié)合細(xì)觀測試，揭示了鐵基粉末溫壓成形機(jī)理，了解了各影響因素對溫壓致密化的貢獻(xiàn)，并在溫壓致密化機(jī)理的指導(dǎo)下，研制了某大功率柴油機(jī)機(jī)油泵傳動齒輪和氣門導(dǎo)管，獲得如下研究成果：發(fā)明了一種直接、連續(xù)、動態(tài)測量粉末壓制過程中各種力的變化的試驗(yàn)裝置，特別是能直接測量側(cè)壓力的分布。 研究了五種含有不同潤滑劑的鐵基粉末在不同溫度下的壓制過程，定量描述了溫壓過程中壓坯的密度隨壓力變化的四個階段及其致密化的主導(dǎo)機(jī)制：第Ⅰ階段，從壓制開始到75M

3、Pa左右，粉末顆粒以無摩擦或少摩擦為主的運(yùn)動；第Ⅱ階段，從75MPa到350MPa左右，粉末顆粒以摩擦運(yùn)動為主，并有少量的彈塑性變形；第Ⅲ階段，從350MPa到600MPa左右，為粉末顆粒移動和顆粒被磨損的塑性變形的混合機(jī)制；第Ⅳ階段，600MPa以上，致密化主要由金屬的塑性變形造成。這四個階段中，粉末顆粒的移動由強(qiáng)變?nèi)酰苄宰冃斡扇踝儚?qiáng)。然后推導(dǎo)出鐵基粉末溫壓的壓制方程，回歸出方程中的系數(shù)，并從壓制過程中的正壓力、下作用力、摩擦力和側(cè)

4、壓力的變化以及摩擦系數(shù)和側(cè)壓系數(shù)的變化方面詮釋溫壓成形過程，從粉末壓制過程的摩擦和塑性變形方面得到證實(shí)。 研究了五種含有不同潤滑劑的鐵基粉末的溫壓對致密化的貢獻(xiàn)，指出這幾種粉末的高效、合理的溫壓生產(chǎn)區(qū)間。一般溫壓溫度110～150℃，最佳作用區(qū)間為第Ⅱ、Ⅲ階段，但潤滑劑不同，區(qū)間范圍不同；同時對四種粉末不同條件下的模壁潤滑試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方差分析和各影響因素的效應(yīng)分析結(jié)果表明，對密度顯著影響的因素依次是內(nèi)潤滑劑種類、溫度、內(nèi)潤滑劑含量