《机械制造工程》 第八章 其它成形方法

发布日期:[13-09-10 08:57:31] 浏览人次:[]

第八章 其它成形方法

除了前几章介绍的毛坯成形方法外,还有一些成形方法在实际生产中被采用,本章将对粉末冶金成形、特种陶瓷成形、复合材料成形、塑料成形的工艺方法作简单介绍。

第一节 粉末冶金

一、概述

粉末冶金是一种特殊的固态成形工艺,它是制取金属粉末,采用成形和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)制成制品的工艺技术。

粉末冶金工艺的基本工序是:

(1)原料粉末的制取和准备(粉末可以是纯金属或合金、非金属、金属与非金属的化合物以及其它各种化合物);

(2)将金属粉末制成所需形状的坯块;

(3)将坯块在物料主要组元熔点以下的温度进行烧结,使制品具有最终的物理、化学和力学性能。

近代粉末冶金技术的发展中有三个重要标志:一是克服了难熔金属(如钨、钼等)熔铸过程中产生的困难,如电灯钨丝和硬质合金的出现;二是多孔含油轴承的研制成功,继之是机械零件的发展,发挥了粉末冶金少、无切削的特点;三是向新材料、新工艺发展。

粉末冶金技术已得到愈来愈广泛地应用,这是基于粉末冶金本身的特点所决定的。

表8-1 金属粉末和粉末冶金材料、制品的应用

工 业 部 门

金属粉末和粉末冶金材料、制品的应用举例

采 矿

硬质合金,金刚石-金属组合材料

机械加工

硬质合金,陶瓷刀具,粉末高速钢

汽车制造

机械零件,摩擦材料,多孔含油轴承,过滤器

机床制造

机械零件,多孔含油轴承

机车制造

多孔含油轴承

纺织机械

多孔含油轴承,机械零件

造 船

摩擦材料,油漆用铝粉

冶金矿山机械

多孔含油轴承,机械零件

电机制造

多孔含油轴承,铜-石墨电刷

精密仪器

仪表零件,软、硬磁材料

电器电子工业

电触头材料,电真空电极材料

无线电和电视

磁性材料

计算机工业

记忆元件

化学工业

过滤器,耐腐蚀零件,催化剂

石油工业

过滤器

军事工业

穿甲弹头,炮弹箍,军械零件

航 空

摩擦片,过滤器,防冻用的多孔材料,粉末超合金

原子能工程

核燃料元件,反应堆结构材料,控制材料

 

难熔金属及合金,纤维强化材料

粉末冶金材料和制品的应用,从普通机械制造到精密仪器;从五金工具到大型机械;从电子工业到电机制造;从采矿到化工;从民用工业到军用工业;从一般技术到尖端高科技,都有粉末冶金的用武之地。表8-1是金属粉末和粉末冶金制品、材料在各工业部门的应用举例。

二、粉末的性能与制取方法

(一)粉末的性能要求

粉末成形工艺对所使用的粉末材料有一定的性能要求,其中最主要的包括颗粒形状、 粒度、流动性、压缩性和成形性。

1. 形状

粉末颗粒形状是指粉末颗粒的几何形状,因粉末的制取方法而异,有不规则状、片状、多面体状、树枝状、球状和纤维状等。不规则状和树枝状颗粒粉末因比表面大,所以成形性好,有利于烧结,但流动性差;球状颗粒粉末流动性好、填充空隙小,利于烧结,但成形性差;片状、颗粒粉末成形性和烧结性均差,不适于制造粉末冶金零件。

2. 粒度

粉末颗粒的大小通常用平均直径来表示。颗粒平均直径大于44μm的粉末称为粗粉;10~44μm之间的称为细粉,小于10μm的称为超细粉。粉末颗粒越细小,颗粒间空隙越小,压坯的强度越高,也就越容易烧结。

3. 流动性

流动性是粉末一个重要的工艺性能,是指粉末流经倾斜面的速度。速度越大,粉末的流动性越好。

4. 压缩性与成形性

压缩性是指粉末在一定压力下被压紧的能力,以压坯密度来表示,在相同单位压力下,密度越高,压缩性越好;成形性是指粉末材料压制成形后,压坯保持既定形状的能力,通常以压坯强度的高低衡量。

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文章作者:王金凤 | 文章来源:郑州航空工业管理学院 | 责任编辑:admin | 发送至邮箱: | 加入收藏:
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