探析粉末冶金材料溫壓成型新技術(shù)

趙奇

摘 要：通過粉末冶金可以將材料設備與設備上的零件融為有機的整體，并通過高效、節(jié)能以及環(huán)保等制造型的技術(shù)，可以將粉末冶金材料溫壓成型?，F(xiàn)今該項技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)上得到廣泛應用，對于零件生產(chǎn)以及材料生產(chǎn)過程都會產(chǎn)生很大作用。就目前來看，其已經(jīng)成為我國材料發(fā)展的前沿領域。該文主要對粉末冶金材料溫壓成型的新技術(shù)進行分析，以期在今后該項技術(shù)可以獲得新一輪的發(fā)展。

關鍵詞：粉末 冶金材料 溫壓成型

中圖分類號：TF124.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（a）-0057-02

粉末冶金成型技術(shù)主要含有溫壓技術(shù)、流動性的溫壓技術(shù)以及模壁潤滑技術(shù)、高速壓制技術(shù)等新技術(shù)。通過對粉末冶金新技術(shù)的利用以及該項工藝在現(xiàn)今得到的發(fā)展，可以幫助我國的高技術(shù)工業(yè)獲得新的發(fā)展。就目前來看，我國的粉末冶金技術(shù)為了適應社會發(fā)展的需求，也在進行新的改革。現(xiàn)今，該項技術(shù)主要向著低成本、高致密化以及高收入、強性能的方向進行新一輪的發(fā)展。我國的粉末冶金零件成型技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了近10年，可以對現(xiàn)今的粉末冶金技術(shù)進行全面提高。隨著現(xiàn)今我國工業(yè)化的發(fā)展迅速，工業(yè)上對粉末成型制品的需求量也得到提高，對其質(zhì)量也產(chǎn)生了更高要求[1]?，F(xiàn)今，對粉末成型工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生制約的因素主要有粉末材料以及粉末成型所使用的專用壓制設備。由于在粉末成型的零件中高強度、精度以及形狀較為復雜的零件占有的比重越來越大，且有占據(jù)主要地位的趨勢，對粉末成型壓機的性能以及精度也提出了更為嚴格的要求。隨著粉末成型技術(shù)的日益發(fā)展以及市場上產(chǎn)生的新需求，多臺面的復雜零件在其中占據(jù)的比例也將不斷擴大。粉末壓機在實際生產(chǎn)的過程中，壓制設備對于粉末壓制零件的成型精度也將會起到新的作用。

1 粉末成型技術(shù)的原理分析

粉末成型技術(shù)是對計算機的輔助設計進行利用或利用實體反求的方式對相關信息以及零件所需的幾何形狀、材料、結(jié)構(gòu)信息進行采集，從而在計算機中建立數(shù)字化的模型。將所得到的信息輸入到計算機進行控制的機電集成系統(tǒng)中后，再逐點逐面進行所需材料的三維成型工作。對其經(jīng)過必要的處理之后，使其外觀、性能以及強度都達到設計要求，從而對原型進行快速準確的制造，并對零部件進行制造的現(xiàn)代化方式[2]?，F(xiàn)今，所使用到的快速原型制造技術(shù)所采用的原理都是對分層疊加法進行利用，也就是對計算機輔助設計文件以及進行的分層切片進行分層分步驟處理，對計算機控制的成型機進行利用，從而完成材料的形體制造工作。快速原型制造技術(shù)現(xiàn)今在模具、汽車以及航空航天、醫(yī)療器具等方面都得到了相應的應用，按照快速原型制造技術(shù)產(chǎn)品功能，可以將應用分為原型、零部件、模具等方面。

2 溫壓技術(shù)

溫壓技術(shù)主要指的是在粉末冶金領域得到全新技術(shù)。利用該項技術(shù)可以生產(chǎn)出密度、強度較高且質(zhì)量優(yōu)質(zhì)的零件，因此，在實際應用的范圍也是較大的。溫壓技術(shù)主要就是利用特殊的粉末，并將其進行高溫、輸送以及模具加熱燈系統(tǒng)，在其中加入具有特色的潤滑劑制成的預合金粉末以及將其中所用到的模具加熱到140 ℃左右。需要注意的是，應該將溫度的波動控制在12.5 ℃之內(nèi)，之后再和常規(guī)的粉末冶金技術(shù)進行統(tǒng)一，開展壓制以及燒結(jié)工作，最終就可得到粉末冶金的零件。這項技術(shù)就被稱為溫壓技術(shù)。該項技術(shù)的關鍵點在于溫壓粉末制備以及溫壓系統(tǒng)。由于使用到了粉末冶金零件以及溫壓技術(shù)，就可對生產(chǎn)的綜合成本得到有效降低。

3 流動溫壓技術(shù)

流動溫壓技術(shù)是對粉末進行一定的溫壓以及壓制，在這過程中，對金屬粉末注射成型工藝中存在的特點進行相應的提煉，從而形成的一種全新性冶金零部件形成技術(shù)。該項技術(shù)主要是對混合粉末流動性以及填充的成形性進行一定的提高，使其可在80 ℃或130 ℃下，對傳統(tǒng)壓機上可精密成型的幾何外形零件進行利用。流動溫壓技術(shù)可對傳統(tǒng)粉末冶金技術(shù)在成型上的不穩(wěn)定性進行克服，也可防止在金屬注射成形的過程中產(chǎn)生的高成本技術(shù)。這樣的技術(shù)既是一種新的技術(shù)，也具有十分廣闊的發(fā)展前景。流動溫壓技術(shù)是一種新的粉末冶金部件成型技術(shù)，主要特點在于可利用相關設備形成十分復雜的幾何形狀零件。壓坯具有密度高，且均勻性較高的特點，對于各種材料的適用性較高。另外，該項技術(shù)的工藝十分簡單，所需要花費的成本較低。就目前來看，流動溫壓技術(shù)在現(xiàn)今的使用也還是屬于開始階段，主要是因為關鍵性的制造技術(shù)以及致密化機理研究沒有得到全面的應用。

4 模壁潤滑技術(shù)

傳統(tǒng)的粉末零件在進行成型的時候，為了使得粉末顆粒之間以及與模壁之間的摩擦減少，在進行粉末混合的時候就應該添加不定量的潤滑劑。但是，由于混進的潤滑劑密度較低，因此，在制成規(guī)格較高的粉末冶金零件的時候?qū)a(chǎn)生不利影響。另外，潤滑劑在燒結(jié)過程中也會對環(huán)境產(chǎn)生嚴重影響，導致燒結(jié)爐的使用時間以及生產(chǎn)產(chǎn)品的主要性能也得到降低。模壁的潤滑技術(shù)在實際的應用過程中可以將這樣的情況進行有效規(guī)避，近年來，利用潤滑技術(shù)已經(jīng)成為在研究粉末成型技術(shù)中的熱點問題[3]?，F(xiàn)今，要想實現(xiàn)模壁潤滑主要有兩種方式：首先是對模沖復位時與芯桿以及陰膜進行有機配合，在間隙的過程中可以對毛細作用進行利用，從而將液相潤滑劑帶入到陰膜的表面。其次，是對噴槍進行利用，將其中帶有的一種固態(tài)潤滑劑粉末直接在壓膜型腔中進行噴射。也就是將裝有粉靴的前部裝有潤滑劑裝置。利用這兩種方式，可以進行常規(guī)的壓制成膜工作。

5 高速壓制技術(shù)

高速壓制技術(shù)主要是國外推行的一項新技術(shù)，可以將生產(chǎn)零件的過程與傳統(tǒng)進行的壓制工序保持一致?；旌戏圻M入材料之后，粉末也可通過送粉靴自動將混合粉填充模腔進行壓制成形，在此之后，再將零件頂出，并且可將其轉(zhuǎn)入到燒結(jié)的工序之中。與該項技術(shù)存在差異的是壓制的速度與傳統(tǒng)壓制工藝速度還存在一定的不同。相比較而言，傳統(tǒng)的壓制工藝要比該項技術(shù)壓制速度低500～1 000倍。其中壓機錘頭的速度在運行的時候可高達2～30 m/s，液壓驅(qū)動的錘頭速度也可達到5～1 200 kg左右。粉末在運行的時候，在0.02 s就可對高能量的沖擊進行利用從而產(chǎn)生壓制。在壓制過程中，也可產(chǎn)生一種較為強烈的沖擊波。通過附加的時間間隔，形成多種沖擊，就可到達一種更高密度上。該項技術(shù)在應用上的生產(chǎn)率、性能以及密度等都較高，且生產(chǎn)的成本較低，可在制造一些難度較低的閥門、主軸以及齒輪時應用。

6 結(jié)語

粉末冶金技術(shù)屬于一項應用十分廣泛的零件成型技術(shù)，在粉末的冶金技術(shù)以及工藝得到迅速發(fā)展的今天，可對高技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生全面推動，也可為材料技術(shù)以及材料工程帶來新的發(fā)展?，F(xiàn)今，從我國粉末冶金技術(shù)的整體行業(yè)發(fā)展來看，其發(fā)展的技術(shù)水平還較低，各項工業(yè)設備也較為落后，與國外的相關技術(shù)相比，發(fā)展的差距較大。因此，需要對粉末冶金技術(shù)進行研究開發(fā)，可將我國的技術(shù)發(fā)展水平與國外的差距進行有效縮短，促使粉末冶金技術(shù)滿足社會發(fā)展所產(chǎn)生的新需求。

參考文獻

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