材料成型：粉末成型.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、定义：是利用金属粉末与非金属粉末的混 合物作原料，经过压制、烧结以及后续处理等工序，制造某些金属制品或金属材料的工艺技术。,二、特点：,1、其他成形方法不能制造的，粉末冶金法可以制造,2、可实现少切削或无切削,三、缺点：,1、制品的强度比相应的锻件、铸件低,2、对制品的结构形状有一定限制,3、制品一般小于10kg,4、适于成批或大量生产,4,粉末冶金成形,1,四、工艺过程,1、粉末的制取方法：,（1）机械方法：用球磨机破碎制粉,（2）物理方法：将金属蒸汽冷凝制取金属粉末,（3）化学方法：还原法、电解法制取粉末,2、粉末制品的成形,（1）粉末预处理：成形强进行粉末退火、筛分、混合、制粒、加润滑剂等,（2）压制成形：,有四种压制方法，如下图所示,2,3,3、烧结：将压坯按一定的规范加热到规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。,a.间歇式：,高频真空烧结炉,b.连续式：,网带传送式烧结炉,4,五、粉末冶金成型的应用,1、机械制造中常用的粉末冶金材料,（1）粉末冶金减摩材料,（2）粉末冶金铁基结构材料,（3）粉末冶金摩擦材料,2、硬质合金,6,五、粉末冶金制品的结构工艺性（详见表4.2）,1、壁厚不能过薄,2、沿压制方向的横截面变化时,不能逐渐增大,不合理 合理,7,3、阶梯圆柱体每级直径之差不宜大于3mm，每级的长度与直径之比应小于3，上下底面之差也不能悬殊太大，否则不易压实,不合理 合理,8,5、应避免内、外尖角，圆角半径应不小于0.5mm,6、球面的外形不容易压实，应做出小块平面,不合理 合理,10,7、键槽底部太薄，改成凸键后容易压制,8、避免狭小的深槽,11,二、成形性能,1、塑料形变与温度的关系,13,2、塑料的流变性能,3、塑料的成形工艺性,（1）流动性,（2）收缩性,（3）结晶性,（4）热敏性和水敏性,（5）毒性、刺激性和腐蚀性,15,二、工程塑料的成形方法,1、注射成形,16,3、吹塑成形（图5.7）,4、压制成形,（1）模压成形,（2）层压成形,5、浇注成形,18,三、典型塑料成形模具：注射模,19,20,四、塑料制品的结构工艺性,1、尺寸精度,2、表面粗糙度,3、起模斜度,4、壁厚,21,5、加强筋,22,8、孔,（1）不影响塑件的强度,（2）孔与孔之间、孔与边距之间应有足够距离,（3）固定用孔的四周应用凸边或凸台加强,（图5.14）,（4）当塑件孔为异型孔时，可用拼合型芯的方法成形（图5.15）,9、嵌件：在塑件中嵌入金属或非金属零件，以提高塑件的力学性能或导电磁性等,（图5.17）,10、支撑面：常为凸起的边缘或底脚。当塑件的底部有筋时，筋的端面应低于支撑面0.5mm,图（5.18）,24,6,快速原型制造技术（,RPM）,零件成形方法:,1、材料成形法,进入工艺过程物料初始重量近似等于加工后最终重量。如铸造、压力加工、粉末冶金、注塑成形等，这些方法多用于毛坯制造，但也可直接成形零件。,2、材料去除法,零件的最终几何形状局限在毛坯的初始几何形状范围内，零件形状的改变是通过去除一部分材料，减少一部分重量来实现的。如切削与磨削，电火花加工、电解加工等特种加工等。,3、材料累加法,传统的累加方法有焊接、粘接或铆接等，通过不可拆卸连接使物料结合成一个整体。形成零件,近几年才发展起来的快速原型制造技术（,RPM），是材料累加法的新发展。,25,快速原型制造技术,快速原型制造，又称“快速成形技术”或“分层制造”,，,是,20世纪80年代后期迅速发展起来的一种新型制造技术。,它将计算机辅助设计,（CAD）,、计算机辅助制造,（CAM）,、计算机数控,（CNC）,、精密伺服驱动、新材料等先进技术集于一体，依据计算机上构成的产品三维设计模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓。,按照这些轮廓，激光束选择性地切割一层层的箔材（或固化一层层的液态树脂，或烧结一层层的粉末材料），或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等，形成一个个薄层，并逐步迭加成三维实体（如图）。,26,a）b）,图6-2 传统加工与快速成型比较,模具,模具,设计,铸造,焊接,锻压,毛坯,（大于工件）,半成品,半成品,工件,去除加工,设计,模具,样品,快速成形,28,快速原型制造技术典型方法,一、立体印刷成形法（SLA),二、层合实体制造法（LQM),三、选域激光烧结法（SLS),四、熔融沉积制模法（FDM),五、三维喷涂粘结法(TDP),29,7,材料成形方法的选择,一、选择的基本原则,1、适用性 2、可行性,3、经济性 4、环保性,二、各类成形零件的特点,1、铸件 2、锻件,3、冲压件和挤压件 4、焊接件,5、型材 6、粉末冶金件,7、工程塑料件,31,三、常用零件毛坯的成形方法,1、轴杆类零件：,轴杆类零件的结构特点是其轴向尺寸远大于径向尺寸。在机械装置中，该类零件主要用来支承传动零件和传递转矩。同时还承受一定的交变、弯曲应力，大多数还承受一定的过载或冲击载荷。,轴失效的主要形式有疲劳断裂、脆性断裂、磨损及变形失效,轴杆类零件大多要求具有高的力学性能，除直径无变化的光轴外，多数采用锻件，选中碳钢或中碳合金钢材料制作，经调质处理后具有良好的综合力学性能。对于某些情况，可采用锻焊或,铸焊结合方式制造轴杆类毛坯,32,2、盘套类零件：,盘套类零件的结构特点是零件长度一般小于直径或两个方向尺寸相差不大,3、机架、箱体类零件,该类零件一般结构复杂，有不规则的外形和内腔，壁厚不均，重量悬殊，一般采用铸造成形。,33,材料成形工艺方案的选择举例,一、经济性对成形方案的影响,1、修改产品的结构工艺，降低生产成本,例1：可锻铸铁车轮,34,例2：仪表座冲压件,35,例3：提高材料利用率的设计,36,2、改变材料及成形工艺，降低原材料及加工成本,例如：套筒扳手,37,二、用户对产品质量的要求促进成形工艺的改进,例如：铸造铁锅,38,中压容器工艺设计,39,