内容发布更新时间 : 2024/11/2 20:31:54星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

v1.0 可编辑可修改 温压压坯 ↓ 烧结 ↓ 温压零部件

3温压的技术特点

.低成本制造高性能P/M零部件：若WP=，则 1P1S= 2P2S= CI（浸铜）= PF=

源于：加工工序少，模具寿命长，零件形状复杂程度提高。 .密度高：相对密度提高，即孔隙度降低2-6%。 .便于制造形状复杂的零部件 源于：

.低的脱模压力，↓30%； .高的压坯强度，↑25-100%； .弹性后效小，↓50% ； .密度分布均匀，密度差↓-0.2gcm3； 而根据我们的研究结果，回弹与烧结收缩降低一个数量级。 .零件强度高：（同质、同密度）

极限抗拉强度↑10%，烧结态达1200MPa；

疲劳强度↑10%，若经适度复压，与粉末锻件相当； .零件表面质量高，精度提高2个IT级，模具寿命长(模具磨损少) .压制压力降低：同压坯密度时，压力降低140Mpa，提高压机容量

温压既保持了传统模压的高效、高精度优势，又提高了铁基零部件的性能，被誉为“导致粉末冶金技术革命的新技术”。 4温压工艺的关键技术

.温压粉末原料的制造技术：基粉（base material powder）制造技术和新型聚合物润滑剂的设计 基粉：

4141

v1.0 可编辑可修改 .部分预合金化铁粉partially alloyed iron powder（高压缩性，便于烧结合金化）；

塑性改善机理：未合金化区域中的间隙元素的原子O、C、N发生了向合金化区域的定向迁移，导致铁的纯化和软化，压缩性提高。

如：在900℃进行部分预合金化处理时，碳含量（ppm）变化（原始值为320ppm）： 扩散时间，min 30 Fe-Ni Fe-Cu .颗粒形状为近球形，水或气雾化铁粉；

.石墨的添加：普通石墨的加入导致温压密度大幅度降低，↓-0.4gcm3； a、压缩模量高 b 降低材料的无孔隙密度

聚合物润滑剂：润滑颗粒与模壁，降低外、内摩擦力 不适当的润滑剂导致：

. 流动性降低，不能实现自压和产品单重不一致； . 劣化润滑效果； . 降低烧结密度。 技术要求： .熔点>温压温度； .低的摩擦系数；

.具有明显的温度效应：T升高，摩擦系数下降 .较宽的分解温度范围，分解产物为单分子化合物； .无残留物； .无环保问题 .模具设计与制造

.硬质合金阴模衬与模套间的热配合间隙↓，即过盈量↑； .硬质合金阴模与冲头间的配合间隙，↑；

4242

40 213 205 60 192 195 75 180 186 90 160 178 230 215 v1.0 可编辑可修改 .提高模具的加工精度。

.温压加热系统：粉末与阴模的加热 加热方式：

热油循环：温控稳定性好，不易过热； 微波：加热速度快，但存在过热问题； 感应：同上

电阻加热：加热速度较快，也存在过热问题。 5温压过程的实质

.塑性变形得以充分进行：加工硬化速度和程度降低 .有效地减小粉末与模壁间的摩擦

.有效地降低粉末颗粒间的内摩擦，便于颗粒间的相互填充

颗粒重排为主导机理，颗粒的塑性变形为前者提高协调性变形，并成为后期的主导致密化机理。

利于颗粒重排的因素：球形粉末；易获得最大堆积密度的粒度组成；润滑剂薄层均匀地覆盖粉末颗粒表面；适当的塑性变形能力。 .润滑剂的作用：

.降低粉末颗粒的内外摩擦，↑有效外压→密度↑；

.↑温度，摩擦系数μ↓，利于塑性变形和粉末颗粒间的相互 填充，弹性后效↓，脱模压力↓

§3 注射成形(Injection moulding)技术

1技术背景

IM是塑料制品的一种通用成形技术，原理是利用熔融塑料的流动行为，借助于外压经注射嘴注入特定的形腔。由于单纯的塑料的强度和耐磨性低，应用范围受到很大限制。一般作法是在熔融塑料中加入诸如金属或陶瓷粒子作填充剂。 七十年代，从事P/M的工程技术人员由此得到启发，能否最大限度地提高塑料中填充剂的体积分数，而又可以保持塑料的良好流动性能呢这就是后来发展起来的

4343

v1.0 可编辑可修改 PIM，用以制造形状复杂程度很高的P/M小型零部件。

美国AMAX Met. Injet. Moulding ，德国BASF公司是开发PIM的先驱。八十年代初，PIM就实现了产业化。 2 PIM工艺概述

Metallic or ceramic powders + Binder

↓ Premixing ↓

Compounding(mixing and pelletizing) ↓

Feedstock

↓

Injection moulding ↓

Debinding(solvent and or thermal debinding/Presintering) ↓ Sintering ↓ PIM parts

3 PIM(MIM)工艺的主要控制因素 粉末原料

.particle size：一般小于30μm，常用2-8μm。提高粉末烧结驱动力和脱脂后坯体的强度，便于混练；

.particle shape:球形颗粒有利于脱脂后获得最大的颗粒填充密度和混练均匀的喂料。颗粒外形比（particle aspect ratio）λ最好在之间，脱指后能获得最佳的坯件形状保持性（shape retention），相互间钩连。

4444

v1.0 可编辑可修改 .particle size distribution:相当宽或窄的粒度分布易于获得稳定流变性能的喂料，便于混练和注射成形。

Wider:↑packing density,↓binder content,→提高注射坯件在烧结过程中的尺寸稳定性和利于烧结致密化。 粘结剂

一般要求粘结剂必须满足：

.较低的粘度：<，但过低易引起两相分离现象。

.与粉末颗粒润湿性好：加入表面活性剂，阻止在混练和注射过程中发生两相分离和粉末聚集现象

.冷却后粘结剂具有足够的强度和韧性 .脱脂过程中易于排除，且不易形成脱脂缺陷

为满足混练、注射和脱脂的要求，一般采用多组元体系的粘结剂。 混练Compouding

借助于热和剪切应力的联合作用，使PIM喂料均匀且高度一致性。

.混练温度：过高→可能导致粘结剂分解和因粘度太低而发生两相分离现象；过低→粉末聚集，喂料不均匀性。

.剪切力：太高→混练设备磨损和引入机械夹杂；太低→粉末聚集 喂料的不一致性导致注射坯件单重变化和降低烧结坯收缩不一致 注射成形

注射压力和温度是关键工艺参数。 注射缺陷及成因：

.void: shrinkage,entrapped gas; .sink marks: shrinkage,segregation; .weld lines: jetting,flow around cores; .surface patterns: cold flow,segregation;

.deformation: residual stress,ejection of weak green parts; .inconsistent shot weight: inconsistent feedstock,machine control.

4545