粉末冶金模压模工作零件的材料及技术要求
MPIF 35(1998)粉末冶金结构零件材料标准简介
。
最小值 最小强度
材料牌号 屈服 极限
型
衰 烧 结铁铜 合 金 和烧结铆钥的益绘 力黛雄能
标准值
拉 伸性 能
极限 强度
屈服 强度
伸长 率
弹性常数
杨氏 模量
泊松
无凹 口
锤式冲 击能量
抗弯
强度
比
压缩
屈服 强度
阮
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一
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修订
硬度 哪靛梦
℃左右熔 化 , 在铁粉颗粒 之 间流动并流入 小孔 隙中 , 从 而有助 于 材 料 的烧
结 。 正 常烧结 的含铜 量 为 的合 金 材 料 中很 少 或 没 有 不 溶 解 的铜 。 铜 的 百 分 含 量 高 时 , 铜 将 以 单 独 相 存
在 。 铜溶于铁中 , 但不会渗透到铁粉颗粒心部 。 铜 粉颗粒熔化扩散或迁移后 将遗 留下相 当大 的孔 隙 , 这些 孔
极限 强度
屈服 强度
伸长 率
一
标 准值
弹性常数
杨氏 模量
泊松
无凹 口 锤式冲
击能量
抗弯 强度
比
压缩
屈服 强度
流
续表
硬度 哪纂赫
宏观 微观
密度
表观 换算的 率
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同表 。
粉末冶金件技术要求
1.主题与适用范围
本标准适用于用铁基粉末冶金压铸、烧结、和切削加工成形的零件，包括活塞、导向器、压缩阀座、压缩阀体、复原阀体等零件。
2．引用标准
GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差
GB/T1184形状和位置公差未注公差值
3.材料
铁基粉末冶金件化学成分见下表：
化学成分
6.外观：零件外观无破损、裂纹、氧化、严重碰伤、夹杂物及毛刺。重要型面无碰伤。
7.表面处理
部分粉末冶金件要求对表面进行蒸汽处理，蒸汽处理后不得影响重要型面的形状和尺寸，必要时应进行整形处理。
8．防锈处理：零件应进行防锈处理。
C
Cu
其它
Fe
含量（%）
活塞
1.2～１.6
2.5～4.5
<2
余
导向器、阀座等
0.5～１.2
1.8～2.5
<2
余
4.铁基粉末冶金件的性能指标如下:
含油密度(g/cm3)
00～150
珠光体不低于70%
游离渗碳体约10%
且不允许呈网状分布
导向器、阀座等
>6.3
90～140
珠光体不低于40%
游离渗碳体约5%
且不允许呈网状分布
零件的强度可根据零件的受力情况进行压溃强度的检查，压溃力的大小和方式以图纸要求为准。
5．尺寸公差
5.1图纸尺寸公差有要求的按图纸执行，图纸未作具体要求的按GB/T1804中m级精度执行。
5.2图纸尺寸形位公差有要求的按图纸执行，图纸未作具体要求的按GB/T1184未注形位公差中的H级精度执行。
粉末冶金模具的设计与制造
粉末冶金模具的设计与制造1. 引言粉末冶金是一种重要的金属制造工艺，广泛应用于汽车、航空航天、电子、能源等领域。
在粉末冶金工艺中，模具的设计与制造是关键环节，直接影响产品的质量和性能。
本文将介绍粉末冶金模具的设计与制造过程，包括模具材料的选择、模具的结构设计、加工工艺等内容，以帮助读者全面了解粉末冶金模具的制造方法和技术要点。
2. 模具材料的选择模具材料的选择是粉末冶金模具设计的第一步。
模具材料需要具备一定的硬度、耐磨性和耐各种腐蚀介质的能力。
常用的模具材料有以下几种：•工具钢：具有较高的硬度和韧性，适用于大部分粉末冶金模具的制造。
•高速钢：具有更高的硬度和耐磨性，适用于对模具耐磨性要求较高的情况。
•硬质合金：具有较高的硬度和耐磨性，适用于对模具耐磨性要求极高的情况。
在选择模具材料时，需要根据具体应用场景和成本考虑，综合各种性能指标做出合理选择。
3. 模具的结构设计模具的结构设计是粉末冶金模具制造中的核心环节。
良好的模具结构设计可以提高产品的制造效率和质量，降低生产成本。
以下是模具结构设计的几个要点：•模具的整体结构应该合理，易于安装和拆卸。
模具的结构应简洁、牢固，能够承受制造过程中的力和压力。
•模具的导向和定位系统要设计到位，以确保模具在制造过程中的稳定性和精度。
•模具的开合系统要灵活可靠，能够实现快速开合和调节。
对于大型模具，可以考虑采用液压或气动开合系统。
•模具的冷却系统要充分考虑，以保证模具在制造过程中能够及时散热，提高产品质量和生产效率。
4. 模具的制造过程粉末冶金模具的制造过程主要包括以下几个步骤：4.1 模具设计在模具设计阶段，根据产品的形状和尺寸要求，通过CAD软件进行三维建模。
在设计过程中，要充分考虑模具的可行性和制造工艺，以确保模具的质量和可生产性。
4.2 模具加工模具加工是模具制造的关键环节。
常用的模具加工方法包括数控加工、线切割、铣削等。
在加工过程中，需要根据模具材料和结构要求选择合适的加工工艺，精确控制加工尺寸和表面质量。
粉末冶金材料的成型
粉末冶金材料的成型一、压制成型基本规律压模压制是指松散的粉末在压模内经受一定的压制压力后，成为具有一定尺寸、形状和一定密度、强度的压坯。
当对压模中粉末施加压力后，粉末颗粒间将发生相对移动，粉末颗粒将填充孔隙，使粉末体的体积减小，粉末颗粒迅速达到最紧密的堆积。
粉末压制时出现的过程有：颗粒的整体运动和重排；颗粒的变形和断裂；相邻颗粒表面间的冷焊。
颗粒主要沿压力的作用方向运动。
颗粒之间以及颗粒与模壁之间的摩擦力阻止颗粒的整体运动，并且有些颗粒也阻止其他颗粒的运动。
最终颗粒变形，首先是弹性变形，接着是塑性变形；塑性变形导致加工硬化，削弱了在适当压力下颗粒进一步变形的能力。
与被压制粉末对应的金属或合金的力学性能决定塑性变形和加工硬化的开始。
例如，压制软的铝粉时颗粒变形明显早于压制硬的钨粉时的颗粒变形，最后颗粒断裂形成较小的碎片。
而压制陶瓷粉时通常发生断裂而不是塑性变形。
随着压力的增大，压坯密度提高。
不同粉末压制压力与压坯密度之间存在一定的关系。
然而，至今没有得到令人满意的压坯密度与压制压力之间的关系。
建立在实际物理模型基础上的一些关系，仍然是经验性的，因为其中使用了与粉末性能无关的调节参数。
更准确地应当使用给定粉末的压制压力与压坯密度之间关系的图形或表格数据。
二、粉末的位移粉末体的变形不仅依靠颗粒本身形状的变化，而且主要依赖于粉末颗粒的位移和孔隙体积的变化。
粉末体在自由堆积的情况下，其排列是杂乱无章的。
当粉末体受到外力作用时，外力只能通过颗粒间的接触部分来传递。
根据力的分解可知，不同连接处受到外力作用的大小和方向都不一样。
所以颗粒的变形和位移也是多种多样的。
当施加压力时，粉末体内的拱桥效应遭到破坏，粉末颗粒便彼此填充孔隙，重新排列位置，增加接触。
可用图4.9所示的两颗粉末5种状态来近似地说明粉末的位移情况。
图4.9 粉末位移的形式三、粉末的变形粉末体在受压后体积明显减小，这是由于粉末体在压制时不但发生了位移，而且还发生了变形。
粉末冶金原理及模具计算要求
3.4 组合模具的设计原理
形状完整，具有一定强度
3.5 压制过程的图示
2020/12/16
粉末冶金原理及模具计算要求
2
•压制压力的计算
模压过程的总压制力等于净压力与外摩擦力 之和
单位压制压力与压坯密度定量关系的研究， 是近60年来粉末成形理论研究的主要内容
•脱模力的计算
压制压力去掉后，侧压力因为高度方向的弹 性后效，侧压力会下降35~77%
单向压制
S侧max/S=[1-(ρ下/ρ上)m]/μξ=K
当柱状压坯S侧/S<K或者圆柱体压坯高径比
H/D<K/4时，采用单向压制可以满足压坯密度
分布均匀性的要求
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粉末冶金原理及模
粉末冶金原理及模具计算要求
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双向压制
S侧max/S=[1-(ρ中/ρ上)m]/μξ=2K
压力相等时双向压制与非同时双向压制的效 果相同
非同时双向压制中第二次压制的模冲移动距 离：
x=(d2-d1)h/d1
或者 y=x/l=100(d2-d1)/d1(k-1)
其中：d2为要求的压坯平均密度；d1为单向压 制的平均密度；h为压坯高度；k为压缩比；l 为装粉高度与压坯高度之差。
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•压制时粉体产生柱式流动，几乎不产生明显
的横向流动 2020/12/16
粉末冶金原理及模具计算要求
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压坯中中立层的位置可以表示压坯密度分布
的均匀程度。通过压制方式和压模结构合理
选择使中立层2边受相同压缩，提高密度分布
均匀性 2020/12/16
粉末冶金原理及模具计算要求
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2020/12/16
d粉—粉末松装密度； d1—第一次压制后压坯平均密度； 第一次压制后：d粉H粉=d1h1 x=h1-h d粉H粉=d1(h+x) ∴x=(d粉H粉-d1h)/d1 第二次压制后：d粉H粉=dh d粉=d ·h/H粉 x=(d-d1)h/d1; k=H粉/h=(l+h)/h 粉末冶金原理及∴模x具=计(算d要-d求1)l/d1(k-1); y=x/l ·11000%
粉末冶金：钢压模具设计
好的材料 ➢ 高密度、高精度件用耐磨性好的材料 ➢ 整形模用耐磨性好的材料
绘制模具装配图和零件图
➢ 绘制模具装配图和零件图 ➢ 标注尺寸偏差和形位公差 ➢ 标注其他加工要求
绘制模具装配图和零件图
模具示例
模具示例
设计模具结构
根据制品图纸设计坯件，选择压机和压制方式，设计 模具结构草图 ➢ 从生产工艺、压制成形和经济成本方面分析制品图纸 及技术要求，看是否适于用粉末冶金方法生产 ➢ 根据制品图纸及技术要求和粉末冶金生产工艺的特点， 设计坯件的几何形状、精度和密度 ➢ 为了使制品适于压制成形，或为了简化模具结构，常 对制品形状进行修改，设计出适合于压制的压坯 ➢ 在设计坯件形状的同时要确定压制方向，然后根据压 坯的形状、高径比、生产批量和压机来选择压制方式、 压模结构类型
粉末成形模具分类
➢ 压模、精整模、复压模、锻模、挤压模、 热压模、等静压模、粉浆浇注模、松装 烧结模
➢ 钢模、硬质合金模、石墨模、塑料橡皮 模和石膏模
钢压模具结构
钢压模具一般由 阴模、模冲、芯棒 组成
钢压模具结构
１—模柄 ２,９—法兰圈 ３—上模冲 ４—模套 ５—阴模 ６—模座 ７—弹簧 ８—下模冲 10—下模冲座 11—压垫 12—下模板 13—顶杆 14—顶板
➢ 制品生产工艺流程及工艺参数：粉末混合料成分、杜 装密度、流动性、压制性、单位压制压力、压坯密度、 压缩比、弹性后效、烧结收缩率、精整余量、机加工 余量、复压装模间隙和压下率等
➢ 压机类型及主要技术参数：公称压力、脱模压力、压 机行程、每分钟压制次数、工作台面积、压机自动化 程度和安全保险装置等
粉末冶金模具设计说明书样板
粉末冶金模具设计说明书样板粉末冶金模具设计说明书1、引言本文档旨在提供粉末冶金模具设计的详细说明，包括设计目的、设计原则、设计流程以及设计结果等内容。
2、设计目的本次设计旨在开发一种可用于粉末冶金工艺的模具，以满足客户对于产品质量、生产效率和成本控制等方面的要求。
3、设计原则在模具设计过程中，应遵循以下原则：3.1 精确度和稳定性原则：模具应具备高度的精确度和稳定性，以确保产品的质量和尺寸的一致性。
3.2 工艺可行性原则：模具设计应基于现有的粉末冶金工艺和设备，确保设计方案的可行性和实施的可行性。
3.3 成本效益原则：模具设计应考虑材料成本、制造成本和维护成本，以降低总体生产成本。
4、设计流程4.1 产品需求分析：了解客户对于产品性能、尺寸和表面质量等方面的要求，获得设计的基础数据。
4.2 材料选择：根据产品需求和工艺要求，选择适合的材料，包括模具材料和涂层材料等。
4.3 模具结构设计：设计模具的整体结构和零部件结构，考虑模具的可装卸性、易维护性和生产效率等。
4.4 模具零部件设计：设计模具的各个零部件，包括模具芯和模具腔等，确保其几何形状和尺寸的准确性。
4.5 涂层选择和设计：根据模具的使用环境和工艺要求，选择合适的涂层材料，并设计涂层的厚度和结构等。
4.6 模具制造和调试：根据设计图纸和规范，制造和组装模具，并进行调试和试产，以确保模具的正常使用。
4.7 模具维护和管理：建立模具维护和管理体系，包括清洗、保养和修复等工作，延长模具的使用寿命。
5、设计结果基于以上设计流程和原则，我们提供了粉末冶金模具的设计方案。
设计方案包括模具结构图纸、材料选择和涂层设计等内容，请参阅附件1：附件：1、粉末冶金模具设计图纸本文涉及的法律名词及注释：1、粉末冶金：一种通过将金属粉末压制成形并经过烧结过程得到制品的金属加工工艺。
2、模具：用于塑料、金属等物质加工中的一种工具，用于赋予材料所需的形状和尺寸。
粉末模压成型工艺
粉末模压成型工艺粉末模压成型工艺是一种常见的制造工艺，主要用于生产各种形状复杂、尺寸精确的金属零部件。
该工艺通常适用于需要大批量生产的零部件，例如汽车零部件、机械零部件等。
粉末模压成型工艺通过将金属粉末与特定的添加剂混合，并在高压下压制成型，最终经过烧结工艺得到成型零件。
粉末模压成型工艺的优点之一是能够生产形状复杂、密度均匀的零部件，且具有高度的精度和表面质量。
通过粉末模压成型，可以实现对零件的几乎完全成型，减少后续的加工工序，提高生产效率并降低成本。
此外，粉末模压成型还可以实现对材料的节约利用，减少浪费，具有较好的环保效应。
在粉末模压成型工艺中，首先需要选择适合的金属粉末作为原料。
金属粉末的选择直接影响到成型零件的性能和质量，因此需要根据零件的要求选择粒度、形状、成分等合适的金属粉末。
接下来将金属粉末与添加剂混合均匀，添加的添加剂可以改善粉末的流动性、成型性和烧结性能。
混合后的金属粉末经过模压成型工艺，即将混合好的金属粉末放入模具中，在一定的压力下进行成型。
模具的设计需要考虑到零件的形状、尺寸以及成型后的收缩率，以确保最终成型零件的精度和质量。
在模压成型的过程中，通过控制成型压力、温度等工艺参数，可以实现零件的精确成型。
最后，经过模压成型的零件需要进行烧结处理。
烧结是利用高温将金属粉末颗粒粘合在一起的过程，使得零件的密度得到进一步提高，表面质量也得到改善。
烧结过程中需要控制好温度和时长，以确保零件具有良好的力学性能和表面质量。
在粉末模压成型工艺中，需要综合考虑材料选择、工艺参数控制、模具设计等方面因素，以实现对零部件的精确成型。
粉末模压成型工艺的发展使得生产过程更加高效、节约成本，同时也为制造业的发展带来了新的机遇和挑战。
随着技术的不断进步，粉末模压成型工艺将会在未来得到更广泛的应用，促进制造业的转型升级和可持续发展。
1。
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粉末冶金模压模工作零件的材料及技术要求
零件名称：
凹模芯棒
选用材料：
碳素工具钢：T10A，T12A
合金工具钢：GCr15，Cr12，Cr12Mo，Cr12W，Cr12MoV，9CrSi，CrWMn，CrW5
高速钢：W18Cr4V，W9Cr4V，W12Cr4V4Mo
硬质合金：钢结硬质合金，YG15，YG8（芯棒用硬质合金时，一般为钢与硬合金的焊接镶接形式）
热处理要求：
钢：60～63HRC
钢结硬质合金：64～72HRC
硬质合金：88～90HRA（钢的细长芯棒可降至55～58HRC，带接杆芯棒连接处局部35～40HRC）
其它技术要求：
1. 平磨后退磁
2. 粗糙度要求：
工作面：Rα 0.4～0.1μm
配合面及定位面：
Rα 1.6～0.4μm
非配合面：
Rα 3.2～1.6μm
3. 工作面及配合面公差等级：
IT5～IT7
零件名称：
模冲
选用材料：
碳素工具钢：T8A，T10A
合金工具钢：GCr15，Cr12，Cr12Mo，9CrSi，CrWMn，CrW5
热处理要求：
56～60HRC
其它技术要求：
1. 平磨后退磁
2. 粗糙度要求：
工作面：Rα 0.8～0.4μm 配合面及定位面：
Rα 0.4～0.1μm
非配合面：
Rα 3.2～0.8μm
3. 工作面及配合面公差等级：IT5～IT7。