粉末冶金及模具设计 完整版
粉末冶金模具设计

2020/11/29
粉末冶金模具设计
•带斜面的第五类压坯
当压坯斜面与垂直方向的夹角超过25°~30°,或 者具有多个斜面和平面时,一般按照斜面和平面的 分界线设计组合下模冲。斜面的装粉高度等于斜面 的压坯平均高度乘以粉末填装系数。
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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粉末冶金模具设计
非同时双向压制原理为压模结构设计提供了 压坯密度均匀分布的理论基础;也为粉末压 机的设计提供了重要基础,使得多凸轮和凸 轮曲柄粉末压机更好地满足粉末压坯密度均 匀分布的要求。
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粉末冶金模具设计
摩擦压制
在压制过程中,让阴模或芯杆与样品侧面产 生同向相对移动,即运动得更快,借助粉末 与模壁之间的摩擦,带动与阴模或芯杆接触 的粉末层移动,从而可改善沿压坯高度方向 的密度分布均匀性。
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粉末冶金模具设计
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粉末冶金模具设计
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距离,用先压缩高区粉末再同时压缩高低区粉末的
方法,使压坯各横截面上的粉末受到相同的压缩程
度。
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粉末冶金模具设计
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粉末冶金模具设计
如果压坯中间带内、外台阶,除不同横截面需要 设计组合下模冲外,还有根据粉末移动成形法的 要求设计组合上模冲。
粉末冶金模具及设计介绍

45°
30°
模具耐用设计
1.内外有效段不一样长,有效提高模 具强度; 2.尽可能的内有效段小于外有效段, 节省成本; 3.逃气孔尽可能向上开到根部,提高 强度避免粉末喷出,上二零件不开逃 气孔,在上二冲底部磨小缺口跑气; 4.尽可能大的R弧或斜角过渡,且光 洁度尽可能高,避免应力集中; 5.尽可能小的底座,防止垫片受力时 挠曲导致底座受力后折断; 6.底座倒5°角,防止垫片挠曲,模 冲受力面外移引起模具断裂
模具设计
1.根据产品外形和尺寸、强度要求,制定产品的工艺 流程。 2.计算和设计所需的成形和整形的机台和成形结构。 3.根据产品材质要求,选择成形原料。 4.根据原料变化率和整形、切削余量,设计模具结构 与尺寸。 5.依照成形方式,画出装配图。 6.画出模具各零件图。 7.设计各测量和装模治具。
3V
ห้องสมุดไป่ตู้淬火
HRC61~63 550
9V MH85 ASP23 ASP60 WC
淬火 淬火 淬火
HRC57-59
600
HRC58~60 800 HRC61~63 650 HRC66~69 700
一胜百晶粒特细PM高速工具钢, 成形上下冲,芯棒, 热处理稳定性好,高耐磨损高 适用温压 韧性 一胜百ASP23改进型,替代易崩 适用斜齿轮或台阶中 角的WC,高耐磨损高韧性 模(用40Cr包套)
上下冲特别是长零件温压零件的上下3v淬火hrc6163550美国cpm粉末钢超级的尺寸稳定性可磨削性和韧性替代高合金钢可解决崩角问题成形上下冲特别是9v淬火hrc5759600美国cpm粉末钢超级的尺寸稳定性可磨削性韧性比3v更高可解决崩角问题mh85淬火hrc5860800大同高速钢高耐磨损高韧性齿形下一冲强制用料温压不可用asp23淬火hrc6163650一胜百晶粒特细pm高速工具钢热处理稳定性好高耐磨损高韧性成形上下冲芯棒适用温压asp60淬火hrc6669700一胜百asp23改进型替代易崩角的wc高耐磨损高韧性适用斜齿轮或台阶中模用40cr包套wchra91yg6hra89yg8hra87yg15国600进口1000g代表钴含量越高韧性越好耐磨性也较差一般采用超微粒春宝国产稍差常用模具材料热处理工艺牌号使用硬度热处理温度保温时回火时间温度冷却方式sldhrc5759hrc60611030125分钟3小时220160风v4hrc5657hrc60611130125分钟3小时220160风skh9hrc5759hrc6061119035分钟3小时605580风cr12hrc4550960100分钟3小时530风40crhrc4550860100分钟3小时450风1
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。
粉末冶金材料模具设计

设计说明书1、工艺流程本产品属于亚共析钢合金(Fe-0.6C/60钢),其具体生产工艺流程如下:Fe矿石→还原熔化(去脉石、杂质和氧)→氧化精炼(脱C、Si、P等)→球磨→铁粉+C粉+适量硬脂酸锌2、压坯设计2.1产品零件分析该产品采用Fe-0.6C(60钢),属于铁基制品,其制品密度依靠较高的压坯密度来达到,因此,在压制成形时需要采用较高的单位压力(一般在400-500MPa)。
由于该产品零件形状比较简单,带一个外台阶,采用简单的单上双下模冲即可成形,并使其密度分布均匀。
有配合、定位、相对运动要求的零部件,产品尺寸精度和形位精度及表面粗糙度要求较高,因此,该产品的的尺寸精度定义为IT8、形位精度如图所示为7级,表面粗糙度精度要求为7级。
2.2压坯精度设计由模具设计任务书的零件成品图可得知该产品压坯同轴度需控制在0.08mm,相当于IT10级;压坯垂直度控制为0.1mm,相当于IT11级;压坯侧面平行度为0.15mm,相当于IT12级。
2.3压坯密度和单重的确定由于已知压坯密度ρ=6.6g/cm3,因此压坯单重W=ρ×V ,由成品图给数据计算其压坯体V=h×S,算的V=166.8cm3 ,所以求的压坯单重W=6.6×166.8=1100.8g。
3、压机与压制方式选择3.1压机压力选择铁基制品一般采用固相烧结,其制品密度除了依靠烧结温度、保温时间之外,在一定程度上还依靠较高的压坯密度来达到,因此该产品采用500MPa的单位压力。
根据任务书要求,截面积S=74.0cm2 ,所以F=P×S=5×74=370t脱模压力,根据实际生产经验,铁基压坯的脱模压力P脱模≈0.13P=0.13×500MPa=65MPa3.2压制类型的选择年生产量为50万件,假设每年的工作时间为300天,每天工作时间为8小时,则p=500000/300/8/60=3.47=4件/min,所以选择自动压制。
粉末冶金及模具设计 完整版

毕业设计(论文)题目:粉末冶金及模具设计专业:数控应用技术班成都电子机械高等专科学校二〇〇七年六月摘要本文主要围绕粉末冶金及模具设计开展了以下几方面的研究1、在粉末冶金技术的特点及其在新材料中的作用进行研究,重点介绍了粉末冶金在工业中的重要性及其压制步骤。
2、在粉末冶金工艺中,根据产品的要求选择金属粉末或非金属粉末为原材料来压制。
3、在粉末冶金模具设计原理方面,本文重点围绕精整模具设计进行研究,归纳、总结并提出了精整模具三个关键零部件(芯棒、模冲、阴模)。
关键词:粉末冶金粉末冶金模具精整AbstractThis text was main circumambience powder metallurgy and molding tool design to open an exhibition the following several aspect of research1,carry on research in the new function within material in the characteristics of technique of the powder metallurgy and it,point introduction the powder metallurgy is in the industry of importance andit inhibit a step。
2,in the powder metallurgy the craft,according to the metals powder of the request choice or nonmetal powder of product for original material to inhibit。
3,at the molding tool design of the powder metallurgy principle,this text point around Jing's whole molding tool design carry on research and induce,summary and put forward Jing the whole key with three molding tool zero partses(Xin stick,mold blunt,Yin mold)new of classification method。
粉末冶金模具设计说明书精编版

前言材料是中国四大产业之一,它包括有机高分子材料、复合材料、金属材料及无机非金属材料。
粉末冶金技术作为金属材料制造的一种,以其不可替代的独特优势与其它制造方法共同发展。
粉末冶金相对其它冶金技术来说具有:成本低;加工余量少;原料利用率高;能生产多孔材料等其它方法不能生产或着很难生产的材料等优势。
粉末冶金是制取金属粉末以及将金属粉末或金属粉末与非金属粉末混合料成型和烧结来制取粉末冶金材料或粉末冶金制品的技术。
粉体成形是粉体材料制备工艺的基本工序。
模具是实现粉体材料成形的关键工艺装备。
模具的设计要尽可能的接近产品的形状,机构设计合理表面光滑,减少应力集中,避免压坯分层、开裂。
模具本身要有一定的强度保证压制的次数,不易变形。
粉体模压成形模具主要零件包括:阴模、芯杆、模冲。
模具设计首先要厂家提供产品图,再确定成型的方式,收集压坯设计的基本参数(包括:松装密度、压坯密度、粉体的流动性、及烧结收缩系数等。
)来算得压坯的尺寸。
根据压坯形状尺寸以及服役条件和要求来设计出成型模具尺寸,校核模具强度。
最后在用模具试压,若压坯合格,则此模具复合要求。
本次课程设计之前,我们已经学习了《热处理原理与工艺》、《金属物理与力学性能》、《粉末冶金原理》、《硬质合金生产原理》等相关课程的知识。
这次在老师的指导下,和同学的相互讨论,自己查阅资料,基本上懂得了模具设计的步骤和方法。
相信经过这次设计后,对以后的工作会有很大的帮助。
1 设计任务本课程设计的任务是生产一批有色金属扁材拉制模坯,其形状和尺寸如下图:1.1 产品分析由产品图可知H/D<3,因此,该产品适合单向压制。
产品的斜边角度不大,因此,装粉比较容易,可用单从头压制。
产品内部的斜角可直接做在芯杆上。
菱角的倒角不长,可适合用上冲头压制。
1.2 材质的选择该模具生产的产品用于拉制模坯,对产品的强度及耐磨性能要求很高,再根据客户所提供的要求,综合考虑选用硬质合金材料YG8作为材质。
粉末冶金模具设计
影响压坯密度分布均匀性的因素:
•粉末成分和性能
•模具表面质量
•摩擦力
•压制时粉体产生柱式流动,几乎不产生明显
的横向流动 2019/12/25
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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 2019/12/25
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不等高压坯压模的设计原理
影响压制过程中粉末流动方式的因素: 粉末的流动性 装粉方法 外摩擦力 上下模冲设计 压坯横截面形状
在压制的不同阶段,粉末流动方式也不同
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装粉阶段
粉末以散状流动的方式充填模腔,由于摩擦力的 影响容易产生“拱桥”现象。
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组合模具的设计原理
组合模冲设计与装粉方式的关系
•第一、二类压坯:
整体模冲实现相同的移动速率和速度;
装粉高度H粉=d压h压/d粉
•第三、四类压坯:
如果一端带有一个或者多个台阶,需要按照压坯的
不同横截面设计组合下模冲;各横截面上的粉末填
装系数相同或者相近,并控制各个模冲不同的移动
压制速率η=(V粉-V压)/V粉t;即单位时间内粉末被压 缩减小的体积与压制前粉末松装体积的比
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在压制不等高压坯时,各个模冲移动的距离和速度 是不同的,但各个模冲的压制速率应该相同
对于高度不同的A、B横截面,当压制速率相同时 满足以下关系:VA/H粉A= VB/H粉B ,V为压制速度
粉末冶金整形模具设计步骤
粉末冶金整形模具设计步骤一、了解产品要求。
咱得先知道这个粉末冶金件整形成啥样呀。
就像给人做衣服,得知道尺寸、款式那些要求。
要清楚产品的形状、尺寸精度、表面粗糙度这些关键的东西。
这是基础中的基础呢,要是这个都搞不清楚,后面就全乱套啦。
比如说产品是个小齿轮,那齿的形状、大小、间距这些都得明明白白的。
二、选择合适的模具材料。
模具材料可重要啦。
这就像盖房子选砖头一样,要选结实耐用的。
要考虑到粉末冶金的压力呀、摩擦呀这些情况。
一般来说,得选硬度高、耐磨性好、韧性也不错的材料。
要是选错了,模具可能很快就坏掉了,那可就亏大了。
像一些合金钢就常常被选来做粉末冶金整形模具的材料呢。
三、确定模具结构。
这一步就像是给房子设计架构。
是选单工位的模具还是多工位的呢?如果产品形状简单,单工位可能就够了;要是复杂些,多工位可能更合适。
还要考虑脱模的方式,得让整形后的产品能顺利地从模具里出来,总不能让它卡在里面吧。
比如说用顶出装置或者侧向抽芯之类的。
四、计算模具的尺寸。
这就需要咱们动动脑筋啦。
要根据产品的尺寸、收缩率这些来计算模具型腔的尺寸。
就像做蛋糕,要根据蛋糕最终的大小来确定模具的大小。
而且还要考虑到模具的加工余量,不然加工出来尺寸不对就麻烦喽。
五、设计模具的细节部分。
这里面包括像排气槽的设计呀,冷却系统的设计。
排气槽就像是给模具喘气的通道,如果没有排气槽,空气排不出去,可能会影响产品的质量呢。
冷却系统也很关键,要是模具温度太高,也会影响整形的效果和模具的寿命。
六、校对审核。
这就像是检查作业一样。
自己先检查一遍,看看有没有哪里设计得不合理。
也可以找同事或者经验丰富的人帮忙看看,多一双眼睛就多一份保障嘛。
可不能让有问题的设计进入生产环节,不然到时候出了问题就不好收拾啦。
粉末冶金整形模具设计虽然有点复杂,但只要一步一步来,把每个环节都考虑周到,就一定能设计出好用的模具啦。
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。
粉末冶金模具设计说明书
粉末冶金模具设计说明书粉末冶金模具设计说明书一、设计任务生产一批两个台阶面的钢制模坯,如图所示,数据要求:A=10mm,B=30mm,C=20mm,D=20mm,E=10 mm,F=10mm。
二、压坯设计1.产品零件分析该产品采用Fe-0.05C(50钢),属于铁基制品,其制品密度依靠其较高的压坯密度来达到,因此在压制成型时需要采用较高的单位压力(一般在300~800MPa)。
由于该产品零件形状比较简单,采用简单的上下模冲压制成型。
2.松装密度和压坯密度的确定采用水雾化铁粉压制,松装密度范围2.5~3.2,取常用值2.8,即松装密度:ρ松=2.8g/cm3压坯密度:γ压=6.6g/cm3压缩比:C=γ/ρ=2.36三、压制成形与压力机确定1.压制压力的选择采用500MPa 的单位压力,由已知可得压坯截面积22222S=(B (3010)62844mm ππ-=-A )= 则其压制力F=p×S=500MPa×628mm 2=314kN脱模压力F 脱=ƒ´p 侧余S 侧=0.2×100×1570=31.4kNƒ´——粉末对阴模壁的静摩擦系数,此处ƒ´=0.2p 侧余——残余侧压力,此处p 侧余=0.2p=0.2×500MPa=100MPa S 侧——侧面积, S 侧=πEB+πFC=3.14(10×30+10×20)=1570mm 2侧压力p 侧 =ξp=p ν/(1-ν)=0.38×500MPa=190MPa2.装粉高度确定带台阶面压坯成形模具的设计原则 1)粉末充填系数相同或相近 2)压缩比相同或相近 压缩比 C=γ/ρ=2.36装粉台阶高度 E 0=CE=2.36×10mm=23.6mm装粉总高度D 0=C(E+F)=2.36×20mm=47.2mm2.1压坯高度验算 max max 2.8(10)(18510)74.26.6H F mm ργ=-=⨯-= ——F max =185mm (设计手册表4-20TPA50/2压力机的最大装料高度)H=D 0=47.2mm<H max 可行 3.压制方式的选择c31406286628S S K S++===侧f 侧S 侧f =πD(B+C)=3140mm 2 S 侧c =πDA =628mm 2 K>单向K max =5(ƒ=0.1,表3-5),压坯有台阶面,选择双向压制。
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毕业设计(论文)题目:粉末冶金及模具设计专业:数控应用技术班成都电子机械高等专科学校二〇〇七年六月摘要本文主要围绕粉末冶金及模具设计开展了以下几方面的研究1、在粉末冶金技术的特点及其在新材料中的作用进行研究,重点介绍了粉末冶金在工业中的重要性及其压制步骤。
2、在粉末冶金工艺中,根据产品的要求选择金属粉末或非金属粉末为原材料来压制。
3、在粉末冶金模具设计原理方面,本文重点围绕精整模具设计进行研究,归纳、总结并提出了精整模具三个关键零部件(芯棒、模冲、阴模)。
关键词:粉末冶金粉末冶金模具精整AbstractThis text was main circumambience powder metallurgy and molding tool design to open an exhibition the following several aspect of research1, carry on research in the new function within material in thecharacteristics of technique of the powder metallurgy and it, point introduction the powder metallurgy is in the industry of importance and it inhibit a step。
2, in the powder metallurgy the craft, according to the metals powder of the request choice or nonmetal powder of product for original material to inhibit。
3, at the molding tool design of the powder metallurgy principle, this text point around Jing's whole molding tool design carry on research and induce, summary and put forward Jing the whole key with three molding tool zero partses(Xin stick, mold blunt, Yin mold) new of classification method。
Key Words: Craft and material of the powder metallurgyPowder metallurgy molding tool The Jing is whole目录摘要 (2)关键词:粉末冶金粉末冶金模具精整 (3)Abstract (3)目录 (5)第1章绪论 (11)1.1 粉末冶金工艺及制品简介 (11)1.2粉末冶金技术的作用和发展 (12)1.2.1 新材料技术的发展趋势和特点 (13)1.2.2 新材料技术前沿研究领域 (15)1.2. 3 粉末冶金技术的特点及其在新材料研究中的作用 (17)1.2.4 粉末冶金学科优先发展方向 (18)1.3 粉末冶金模具技术概况 (19)1.3.1主要内容 (20)第二章粉末冶金基础知识 (21)2.1 粉末的化学成分及性能 (21)2.1.1粉末的化学成分 (21)2.1.2粉末的物理性能 (22)2.1.3粉末的工艺性能 (22)2.2 粉末冶金的机理 (24)2.2.1压制的机理 (24)2.2.2等静压制 (24)2.2.3粉末轧制 (25)2.2.4粉浆浇注 (26)2.2.5挤压成形 (26)2.2.6松装烧结成形 (27)2.2.7烧结的机理 (27)2.3粉末冶金工艺 (28)2.3.1 粉末制备 (28)2.3.2粉末的预处理 (28)2.3.4成形 (30)2.4烧结 (31)2.4.1烧结的方法 (31)2.4.2影响粉末制品烧结质量的因素 (32)2.5后处理 (33)2.5.1复压 (34)2.5.2浸渍 (34)2.5.3热处理 (34)2.5.4表面处理 (35)2.6粉末冶金零件结构的工艺性 (35)2.7粉末冶金材料 (36)2.7.1硬质合金 (36)2.7.2粉末高速钢 (39)2.7.3铁和铁合金的粉末冶金 (39)2.7.4摩擦材料和减摩材料 (40)第三章粉末冶金模具设计原理 (43)3.1粉末冶金概述 (43)3.1.1粉末冶金及其制品 (43)3.1.2粉末冶金的生产流程 (45)3.2粉末冶金模具设计 (46)3.2.1形状和精整方式分类 (46)3.2.2精整余量设计与精整压力计算 (49)3.2.3精整模具零件结构设计 (57)3.2.4精整模具主要零件设计和尺寸计算 (59)3.2.5精整模架 (67)第四章总结 (70)致谢 (72)参考文献 (75)第1章绪论1.1 粉末冶金工艺及制品简介粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法,既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料,又可制造各种精密的机械零件,省工省料。
但其模具和金属粉末成本较高,批量小或制品尺寸过大时不宜采用。
粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比,具有以下特点:1.粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的,因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。
2.提高材料性能。
用特殊方法制取的细小金属或合金粉末,凝固速度极快、晶粒细小均匀,保证了材料的组织均匀,性能稳定,以及良好的冷、热加工性能,且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制,可提高强化相含量,从而发展新的材料体系。
3.利用各种成形工艺,可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件,大量减少机加工量。
提高材料利用率,降低成本。
粉末冶金的品种繁多,主要有:钨等难熔金属及合金制品;用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等硬质合金,用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀,还可制造模具等;Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料,用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。
随着粉末冶金生产技术的发展,粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。
1.2粉末冶金技术的作用和发展材料是人类用以制成用于生活和生产的物品、器件、构件、机器及其它产品的物质,是人类赖以生存和发展的物质基础。
所谓新材料,指的是那些新出现或正在发展中的具有传统材料所具备的优异性能的材料。
从人类科技发展史中可以看到,近代世界已经历了两次工业革命都是以新材料的发现和应用为先导的。
钢铁工业的发展,为18世纪以蒸汽机的发明和应用为代表的第一次世界革命奠定了物质基础。
本世纪中叶以来,以电子技术,特别是微电子技术的发明和应用为代表的第二次世界革命,硅单晶材料则起着先导和核心作用,加之随后的激光材料和光导纤维的问世,使人类社会进入了“信息时代”,因此,可以预料,谁掌握了新材料,谁就掌握了21世纪高新技术竞争的主动权!1.2.1 新材料技术的发展趋势和特点纵观国际新材料研究发展的现状,西方主要工业发达国家正集中人力、物力,寻求突破,美国、欧共体、日本和韩国等在他们的最新国家科技计划中,都把新材料及其制备技术列为国家关键技术之一加以重点支持,非常强调新材料对发展国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。
我国对新材料及其制备技术历来非常重视,一直作为一个重要的领域被列入我国自1956年以来的历次国家科技发展规划之中。
在我国863高技术中,新技术材料又是七大重点领域之一。
经过40余年的努力,已在许多方面取得显著进展,一大批新材料已成功地应用于国防和民用工业领域,有些新材料的研究居国际领先水平,为我国新材料及其制备技术在21世纪初的持续发展奠定了较好的基础。
新材料及其制备技术的研究将对世界经济发展产生重大影响,其发展趋主要体现在:(1)功能材料向多功能化、集成化、小型化和智能化方向发展;(2)结构材料向高性能化、复合化、功能化和低成本化方向发展;(3)薄膜和低维材料研帛发展迅速,生物医用材料异军突起;(4)新材料制品的精加工技术和近净形成形技术受到高度重视;(5)材料及其制品与生态环境的协调性倍受重视,以满足社会可持续发展的要求;(6)材料的制备及评价表征技术日受重视,材料制备与评价表征新技术、新装备不断涌现;(7)材料在不同层次(微观、介观和宏观)上的设计发展迅速,已成为发展新材料的重要基础。
综上所述,当今新材料及其制备技术的发展趋势具有以下几个特点:(1)新材料技术是现代工业和高技术发展中的共性关键技术,材料科学技术已成为当代和下世纪初最重要的、发展最快的科学技术之一。
信息、能源、农业和先进制造等技术领域的发展都离不开新材料及其制备技术的发展;(2)综合利用现代先进科学技术成就,多学科交叉,知识密集,导臻新材料及其制备技术的投资强度大、更新换代快,经济效益和社会效益巨大;(3)新材料的制备和质量的提高更加依赖于新技术、新工艺的发展和精确的检测控制技术的应用。
对制备技术的重视与投入直线上升,极大地加速了基础材料的发展和传统产业的改造。
(4)对材料基础性、先导性的认识已形成共识。
材料的研帛和发展既要与器件的研帛密切配合,又要注意到自身的系统性和超前性,这样才有利于材料实现跨跃发展。
1.2.2 新材料技术前沿研究领域进入20世纪90年代以来,材料科学技术的发展异常迅速。
材料科学与生命科学、信息科学、认知科学、环境科学等共同构成了当代科学技术的前沿。
展望21世纪,基于物理、化学、数学等自然科学与电子、化工、冶金等工程技术最新成就的材料科学技术前沿主要如下:微电子材料主要是大真径(400mm)硅单晶及片材技术,大直径(200mm)硅片外延技术,150mmGaAs和100mmInP晶片及其以它们为基的III-V族半导体超晶格、量子阱异质结构材料制备技术,GeSi合金和宽禁带半导体材料等。
新型光子材料主要是大直径、高光学质量人工晶体制备技术和有机、无机新型非线性光学晶体探索,大功离半导体激光光纤模块及全固态(可调谐)激光技术,有机、无机超高亮度红、绿、兰之基色材料及应用技术,新型红外、兰、紫半导体激光材料以及新型光探测和光存储材料等。
稀土功能材料主要是高纯稀土材料的制备技术,超高磁能稀土永磁材料大规模生产先进技术,高性能稀土储氢材料及相关技术。
生物医用材料高可靠性植入人体内的生物活性材料合成关键技术,生物相容材料,如组织器字替代材料,人造血液,人造皮和透析膜技术,以及生物新材料制品性能、质量的在线监测和评价技术。