粉末成形與燒結(jié)講義第三部分課件

1、第四節(jié) 粉末壓制工藝一、模壓壓力機(jī)的噸位：壓機(jī)必須具有的噸位能力，MN或噸，取決于壓件的尺寸，并等于壓制壓力乘以零件的投影面積。 壓制壓力決定于零件所需求的壓坯密度。而壓坯的密度則是根據(jù)燒結(jié)件的物理機(jī)械性能的要求來決定的。鎢粉壓坯，壓制壓力可以到70140MPa；而高密度的鋼零件則要高到550830MPa。脫模力：脫出壓坯，還必須有一定的脫模壓力。脫模壓力有時(shí)分為推出壓力和持續(xù)壓力兩部分。推出行程為總脫出行程開始的112mm。持續(xù)行程所需要的壓力一般為壓力的14至12?；钊谐蹋夯钊淖畲笮谐虥Q定了可以壓制和脫出的最大長度。（1）裝粉深度就是裝粉位置時(shí)陰模上表面到下模沖的上表面的距離。它等于零

2、件的長度乘以粉末的壓縮比；（2）壓機(jī)必須能夠使下模沖向上運(yùn)動(dòng)直至與陰模表面同高，或者使陰模向下運(yùn)動(dòng)直至陰模的上表面與下模沖上表面同高，借此脫出壓坯。第一類零件第三類零件第四類零件第二類零件單平臺(tái)零件壓制：（單向模壓）這類零件壓制力向上只有一個(gè)平臺(tái)且有很復(fù)雜的外形。因?yàn)檫@些零件較薄，故一般單向壓制能夠保證頂部至底部的密度的變化足在允許的范圍之內(nèi)的。雙平臺(tái)零件壓制：單平臺(tái)長軸零件壓制：（雙向模壓）浮動(dòng)陰模，下模沖脫模：等靜壓基本原理 等靜壓制是借助高壓泵的作用把流體介質(zhì)(氣體或液體)壓入耐高壓的鋼體密封容器內(nèi)，高壓流體的靜壓力直接作用在彈性模套內(nèi)的粉末上，使粉末體在同一時(shí)間內(nèi)各方向均衡受壓而獲得密

3、度分布均勻和強(qiáng)度較高的壓坯。 二、等靜壓成型 等靜壓制是伴隨現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)興起而發(fā)展起來的一種新的成形方法。通常，等靜壓成形按其持性分成冷等靜壓和熱等靜壓。前者常用水或油作壓力介質(zhì)，故有液靜壓、水靜壓或油水靜壓之稱；后者常用氣體(如氮?dú)?作壓力介質(zhì)，故有氣體熱等靜壓之稱。美國人馬登在1913年獲得了用冷等靜壓方法成型鎢、鉑坯條的專利權(quán)； 庫利奇和弗期蒂爾分別于1917和1919年，取得了用等靜壓方法壓制鎢銅管材的專利。菲斯于1928年撰文論述了濕袋式等靜壓制鎢管的工藝，使難熔金屬粉末的等靜壓技術(shù)有了一定的發(fā)展；在陶瓷工業(yè)中，麥克尼爾于1915年用等靜技術(shù)獲得了以膨脹式塑性包套為內(nèi)模，金屬外殼

4、為型模，成型中空制件的專利；美國優(yōu)質(zhì)陶瓷公司(密執(zhí)安州、底特律)的杰弗里于1939年獲得了一種成型陶瓷零件的工藝和設(shè)備的專利權(quán)。在該專利中，他首次應(yīng)用干袋式等靜壓機(jī)成型了火花塞、研摩球、管坯、卷筒形零件和淺盤形零件；第二次世界大戰(zhàn)期間，各種冷等靜壓工藝開始工業(yè)化應(yīng)用；1960年開始出現(xiàn)了溫等靜壓成型技術(shù)。起初是在高壓缸外部加熱，溫度一般可達(dá)250。為保證溫度均勻，后來開發(fā)了缸內(nèi)加熱的溫等靜壓技術(shù)；美國巴特爾哥倫比亞實(shí)驗(yàn)室薩勒和戴頓等人1955年為美國原子能委員會(huì)試制核燃料元件時(shí)探索了這種熱等靜壓擴(kuò)散粘結(jié)工藝，并于1956年建造了第一臺(tái)熱等靜壓機(jī)。l969年西都和薩瓦斯庫發(fā)明了一種類似三向壓制的

5、成型方法，算作火花等靜壓燒結(jié)。這種成型方法所用的下入石墨沖頭，不只是為了傳遞壓力，而且可用來向被壓的金屆粉末材料輸入高頻電流。電流在粉末顆拉之間產(chǎn)生火花，以使物料同時(shí)達(dá)到致密和燒結(jié)的目的。目前，美國、日本、英國、瑞典、蘇聯(lián)、法國、荷蘭、比利時(shí)、波蘭、意大利、印度、以色列等國為主要的熱等靜壓技術(shù)研究國家。美國、日本和瑞典是著名的熱等靜壓機(jī)制造國家。6.4.2.1 等靜壓壓制特點(diǎn)：等靜壓制流體介質(zhì)傳遞壓力是各向相等的，彈性模套本身受壓縮的變形與粉末顆粒受的壓縮大體一致，彈性模套與接觸粉末之間不會(huì)產(chǎn)生明顯的相對運(yùn)動(dòng)，故外摩擦小。由于各方壓力相等，靜摩擦力在壓件的縱斷面上任一點(diǎn)都應(yīng)相等，故壓坯的密度分

6、布沿縱斷面均勻。但是沿壓坯同一橫向斷面上，內(nèi)于粉末顆粒間的內(nèi)摩擦的影響，壓坯的密度從外往內(nèi)逐漸降低，但密度差不大。6.4.2.2 冷等靜壓結(jié)構(gòu)：冷等靜壓力機(jī)主要由高壓容器和流體加壓泵組成。輔助設(shè)備有流體儲(chǔ)罐、壓力表、輸送流體的高壓管道和高壓閥門等。等靜壓力機(jī)按照工作室尺寸、壓力及軸向受力狀態(tài)可分成三種基本類型，即拉桿式、螺紋式及框架式。 冷靜壓制按粉料裝模及其受壓形式可分為濕袋模具和干袋模具壓制。6.4.2.3 冷等靜壓壓制工藝過程：模具材料的選擇及模具的制作-粉末料的準(zhǔn)備以及將粉料裝入模袋-密封、壓制-脫模。1、模具材料的選擇及模具的制作不同的粉末體在等靜壓制成形時(shí)需要不同的壓力。金屬粉末的

7、等靜壓制成形壓力范圍為219438MPa，陶瓷及碳化物的成形壓力范圍為704219MPa。等靜壓制模具材料必須滿足下列要求：1)應(yīng)有一定的強(qiáng)度和彈性，裝粉時(shí)能保持原來的幾何形狀；2)應(yīng)具有較高的抗磨耗性能，且易于加工；3)不與壓力介質(zhì)發(fā)生物理化學(xué)作用；4)材料不易粘附在壓坯上，使用壽命長，價(jià)格便宜。通常要求模具材料的硬度范圍為6995肖氏硬度。加工模具所采用的彈性物有天然橡膠或合成橡膠(如氯丁橡膠、硅氯丁橡膠、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨基甲酸脂等)。這些材料中，天然橡膠和氯丁橡膠被廣泛用于加工成濕袋壓制模具，而聚氨甲酸脂、聚氯乙烯適于加工干袋壓制模具。2、粉末料的準(zhǔn)備 粉末料的工藝性能如流動(dòng)性、松

8、裝密度、振實(shí)密度、粒度分布等直接影響壓制過程和壓坯的質(zhì)量；粉末料的流動(dòng)性影響最大，因?yàn)榱鲃?dòng)性好的粉末料裝填入模袋內(nèi)能均勻地填充，在壓力的作用下粉末被均勻壓縮，壓制品的尺寸形狀易控制，密度均勻。多角形或不規(guī)則形的粉末容易壓得強(qiáng)度較高的壓塊。粉末料的適當(dāng)濕度有助于壓塊有較高的密度，但濕度過大(超過4)又使壓制過程中難以從模袋內(nèi)排除空氣，容易造成壓塊分層和在燒結(jié)時(shí)開裂。3、裝料和密封抽氣料袋內(nèi)粉末裝入的均勻程度直接影響壓塊的質(zhì)量。模袋應(yīng)放置在電磁振動(dòng)臺(tái)上裝料，通過振動(dòng)器的振動(dòng)使粉末搖實(shí)均勻的均布。通常，第一次裝滿料后，振動(dòng)30s以后就可以邊振邊裝，直至裝滿為止。模袋一般用橡膠塞塞緊袋口，再用金屬絲扎

9、緊密封，以防止液體滲入粉料；壓制密度高的壓坯時(shí)，通常要先排除粉料的中空氣。密封在模袋內(nèi)的空氣，可采用注射器針插入橡皮塞內(nèi)用真空泵抽出為了防止針眼被粉末堵塞，裝粉袋的上部即橡皮塞與粉末接界面處，可放置一層棉花或其他過濾物，這些東西在脫模后除去。4、壓制和脫模密封(抽空)裝料模袋要套上多孔金屬管，放置在等靜壓機(jī)的高壓容器內(nèi)；把容器上端的活塞和壓緊螺帽裝好，旋松放氣孔的螺釘，旋緊回油閥門(卸壓閥)，開動(dòng)壓力泵把液體介質(zhì)壓入容器直至充滿并從放氣孔冒出為止；隨即旋緊放氣孔的螺釘，開動(dòng)高壓泵使壓力直升到所需要的成形壓力為止。升壓的速度要掌握適當(dāng)，升壓太快，壓坯易出現(xiàn)軟心。保壓只對某些粉末料才有作用。卸壓也

10、不宜太快，否則殘留在壓坯中受壓縮的氣體，由于外壓降低，會(huì)迅速膨脹，容易造成壓坯開裂。特別是大型制件降壓時(shí)更要緩慢，通常卸壓速度以5MPamin為宜。三、金屬粉末軋制 將金屬粉末通過一個(gè)特制的漏斗喂入轉(zhuǎn)動(dòng)的軋輥縫中，即可壓軋出具有一定厚度相連續(xù)長度且有適當(dāng)強(qiáng)度的板帶坯料。這些壞料經(jīng)過燒結(jié)爐的預(yù)燒結(jié)和燒結(jié)處理，再經(jīng)過軋制加工、熱處理等工序即可制威有一定孔隙度的或致密的粉末冶金板帶村。1902年德國西門子和哈爾斯克公司的專利算起。第二次世界大戰(zhàn)期間，德國人采用鐵粉制造子彈帶時(shí)曾試用粉末軋制法；l950年，納賽爾和齊姆發(fā)表了粉末軋制法的論文，引起人們的重視；弗蘭森(HFrannsen)從工業(yè)化角度開展

11、用粉末軋制法制取銅及銅合金帶材的實(shí)驗(yàn)；依萬斯(PEcvans)等人用電解銅粉作反復(fù)試驗(yàn)制得了機(jī)械性能良好的帶材；魯?shù)?JALund)等人用純鎳粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，制取了高純致密性能良好的鎳帶；60年代，粉末軋制理論研究和工藝實(shí)踐都得到迅速發(fā)屜，已能用海綿鐵粉軋制大型鋼板。60年代后期，工業(yè)上已經(jīng)采用粉末軋制法生產(chǎn)不銹鋼、鎳、鉆等合金粉末帶材；我國在60年代初期開展了粉術(shù)軋制的理論研究和試生產(chǎn)，用粉末軋制法生產(chǎn)了多孔過濾鎳帶、鐵帶材，并成功地軋制出雙層粉末金屬制品，其性能都超過熔煉法生產(chǎn)的性能；軋制高純鐵粉制取致密純鐵帶作為電工材料，用于配制三相異步電動(dòng)機(jī)；軋制鈮粉生產(chǎn)蛇帶作為制造Nb3Sn超導(dǎo)金屬材料

12、，簡化了垂熔、電子轟擊、電弧熔煉、鑄錠扒皮、多次軋制退火等繁長工序。6.4.3.1 粉末軋制原理粉末軋制的實(shí)質(zhì)是將具有一定軋制性能的金屬粉末裝入到一個(gè)特制的漏斗中，并保持給定的料粉高度；當(dāng)軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于粉末與軋輥之間的外摩擦力以及粉末體內(nèi)摩擦力的作用，使粉末連續(xù)不斷地被咬入到變形區(qū)內(nèi)受軋輥的軋壓；相對密度為2030的松散粉末體被軋壓成相對密度達(dá)5090并具有一定抗張、抗壓強(qiáng)度的帶坯。I區(qū)粉末在重力作用下流動(dòng)的自由區(qū)；區(qū)喂料區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的粉末受軋輥的摩擦被咬入輥縫內(nèi)；區(qū)壓軋區(qū)，粉末在軋輥的壓力作用下，由松散狀態(tài)轉(zhuǎn)變成具有一定密度和強(qiáng)度的帶坯。粉末軋制也與致密金屬軋制一樣，要使粉末被咬入軋輥縫內(nèi)，

13、必須使摩擦系數(shù)與側(cè)壓系數(shù)之和大于咬入角的正切值，即：主要取決于粉末的表面狀態(tài)、軋輥表面粗極度和軋輥的轉(zhuǎn)速。 值與粉末的塑性、化學(xué)成份、顆粒形態(tài)和比表面大小、軋制氣氛、軋制溫度等因素有關(guān)。顯然，要全面考慮這些因素并推導(dǎo)出計(jì)算值的方程式是十分困難的，直接測量也不容易，巴爾申曾導(dǎo)出計(jì)算值的簡化公式： 致密體側(cè)壓系數(shù)1、2、普通金屬粉末體松散狀態(tài)時(shí)的相對密度d值一般為1 020，致密金屬的值為0.54，粉末側(cè)壓系數(shù)值僅為0.050.1左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于摩擦系數(shù)的值。因此，粉末被咬入的條件主要是靠粉末與軋輥表面之間的摩擦作用，靠粉末體顆粒間的內(nèi)摩擦將粉末連續(xù)咬入。Ha咬入寬度（厚度）；咬入角；D軋輥直徑，=

14、2R；由軋制前相軋制后質(zhì)量不變的原理：粉末軋制時(shí)帶還寬展很小，Bb故故令 即 延伸系數(shù)帶坯的密度壓與粉末松裝密度松成正比，與延伸系數(shù)成反比。帶坯的厚度R與軋輥直徑D成正比。為確保粉末被咬入，粉末顆粒不應(yīng)大于咬入厚度Ha：6.4.3.2 影響粉末軋制的因素如同模壓過程一樣，粉末的性能對軋制過程的影響是十分明顯的。粉末軋制性能不佳將會(huì)引起各種不同類型的軋制廢品，甚至根本無法軋制成帶坯。粉末的軋制性能應(yīng)包括粉末的可塑性、成形性和流動(dòng)性。1、粉末性能的影響 帶坯的厚度和平均密度隨粉末流動(dòng)性的變差而降低（1）粉末流動(dòng)性對帶坯性能的影響電解銅粉的咬入角比噴霧銅粉大。這是由于顆粒形狀及其表面的光滑程度不同所

15、致。電解銅粉顆粒的表面祖糙，一般為樹枝狀，粉末顆粒之間的接觸面積較大。噴霧銅粉(包括空氣及水噴)的顆粒表面光滑，多為球形。（2）粉末的氧含量對帶坯性能的影響 粉末的表面氧化物和其他夾雜會(huì)嚴(yán)重地?fù)p害金屬粉末的可塑性能。其原因在于含氧的粉末顆粒間以氧化物相接觸而造成的機(jī)械嚙合聯(lián)結(jié)強(qiáng)度下降的結(jié)果。含氧量高的金屬粉末軋制帶坯的常見缺陷是裂紋和重皮。松裝密度小，說明粉末形狀比較復(fù)雜，比表面大，顆粒直徑小，一般地說，粉末的軋制性能好，能夠軋成強(qiáng)度較高的帶坯。在咬入厚度相同的情況下，松裝密度大的粉末在軋制時(shí)咬入的粉量按正比增大，自然會(huì)使帶坯的厚度和密度同時(shí)增大?？紤]摩擦系數(shù)，當(dāng)粉末的松裝密度超過一定值后，軋

16、制厚度和密度會(huì)下降。原因在于，粉末松裝密度愈大，其比表面愈小，顆粒形狀愈簡單，結(jié)果使顆粒間的摩接系數(shù)相應(yīng)地降低。增大粉末的松裝密度會(huì)降低軋制帶坯的可彎曲性。這是因?yàn)榉勰╊w粒尺寸增大和形狀變平滑而降低了顆粒間的機(jī)械嚙合強(qiáng)度。（3）粉末松裝密度對帶坯性能的影響2、軋輥直徑的影響大輥軋機(jī)的粉末咬入截面H0大于小輥軋機(jī)的咬入截面0，故大輥軋出的帶坯厚度HR將大于小輥軋機(jī)軋出的帶坯厚度R對給定密度的帶坯，其厚度將隨軋輥直徑的增大而增加。在同一軋縫A中粉末裝填截面寬度分別為1及2，大輥咬入?yún)^(qū)的粉末量比小輥咬入?yún)^(qū)的粉末量多。大輥壓軋區(qū)粉末量也比小輥壓軋區(qū)粉末量多。因而，大輥軋制的帶坯密度要比小輥軋制的帶坯密

17、度大。3、給料方式的影響其他軋制條件不變，僅改變給料量都將影響軋制帶坯的厚度或密度，若帶坯厚度不變而減少給料量必然降低軋制帶坯的密度；反之亦然。在軋制變形區(qū)前的粉末，因承受料柱或強(qiáng)制給料的壓力的作用而預(yù)先被壓縮，結(jié)果粉末的松裝密度增大。在變形區(qū)的粉末體被預(yù)先壓縮使其相對密度d增大，而導(dǎo)致側(cè)壓系數(shù)值增大，結(jié)果使咬入角也伴之增大；在變形區(qū)的粉末體受到壓力的作用，使延伸系數(shù)值下降，結(jié)果也使軋制帶坯的相對密度增加。4、軋制速度的影響 軋制速度直接影響摩擦系數(shù)值。當(dāng)速度增大時(shí)，值減小。氣流擾動(dòng)影響粉末咬入。粉末在真空氣氛中軋制，摩擦系數(shù)值變化不大，故帶坯密度和厚度值變化也不大；而在空氣中軋制摩擦系數(shù)值變

18、化顯著，結(jié)果使密度相厚度值變化較大。軋制時(shí)軋制速度由零開始逐步提高到某一臨界值vk時(shí)，帶坯的密度和厚度并末發(fā)生變化；若繼續(xù)提高到vk則帶坯的密度和厚度便會(huì)逐漸下降。隨后，帶坯的密度會(huì)變得不均勻，甚至軋不成帶。5、軋制氣氛的影響 采用粘度較小的氣體(例如氫氣)作為軋制氣氛有利于提高帶坯的密度和厚度；用降低空氣壓力的辦法或采用低粘度的氣體充填粉末進(jìn)行軋制，特別對顆粒粉末能夠提高密度均勻性；獲得一定厚度和密度的帶坯，可以采取降低軋制氣氛的壓力，提高軋制速度，亦即提高了軋機(jī)的生產(chǎn)能力；6、輥縫的大小的影響增大輥縫會(huì)減小軋輥對粉末體的壓力。當(dāng)輥縫大到一定值時(shí)，粉末體就不能軋制了。7、軋輥表面加工程度的影

19、響 軋輥表面粗糙度大，摩擦系數(shù)大，咬入角增大，軋件密度和厚度提高。6.4.3.3 金屬粉末軋制工藝金屬粉末帶材的生產(chǎn)過程大體上可分為粉末喂料、軋制成形、軋制帶坯的燒結(jié)等工序。1、粉末喂料水平、垂直、傾斜喂料喂料的任何不連續(xù)性或不均勻性都會(huì)導(dǎo)致帶坯中斷或使帶坯質(zhì)量下降；輸粉不足會(huì)造成帶坯缺陷；一般多采用專門的喂料裝置，它的作用是將粉末連續(xù)而均勻地輸入輥縫內(nèi)。2、軋制成形冷軋、熱軋成型（1）冷軋成型 金屬粉末在室溫下被軋制壓實(shí)成帶坯，同致密金屬帶材軋制法相比，粉末冷軋明顯的特點(diǎn)是軋制速度很低。鐵粉的軋制速度一般為0.630mmin，其上限速度取決于粉末體內(nèi)所含的空氣。其原因在于，粉末體在被軋制壓實(shí)

20、的過程中，空氣企圖從輥縫間排出，結(jié)果使粉末成渦流狀不能均勻流入而影響帶坯的質(zhì)量。通常軋輥直徑與帶坯厚度的比值為100300比1。粉末冷軋?zhí)岣哕堉扑俣鹊耐緩接校簤毫ο挛沽希捎媚撤N強(qiáng)迫性喂料方法可將軋制速度提高到180mmin，而帶坯質(zhì)量沒有降低；減小氣體粘度，如在粘度較小的氣體如氫氣或真空中進(jìn)行軋制；濕潤粉末(如在鐵粉中添加少量蒸餾水濕潤)將會(huì)提高粉末體對軋輥的摩擦系數(shù)及增大咬入角；附加摩擦，制造一種由水同粉末以及粘合劑組成的懸浮物，放置在載體的帶子上，干燥后從載體帶上剝離出粘附帶再予以軋制。（2）金屬粉末的熱軋工藝 熱軋能夠得到壓縮量小、厚度小的無孔帶材，并且能夠減少設(shè)備的數(shù)量。因?yàn)榇蠖鄶?shù)粉

21、末都具有較高的氧化趨向，這種軋制必須采取防氧化措施包套(抽真空)或保護(hù)氣氛中進(jìn)行的。（3）軋制帶坯的燒結(jié) 需要致密度很高的材料還要經(jīng)過冷軋加工及中間退火等工序；多孔帶材、減摩材料用的帶材，大部分都不必再補(bǔ)充致密化。粉末帶坯的燒結(jié)工藝原理及設(shè)備與其他粉末制品的大體上是一致的，但所需要的燒結(jié)時(shí)間比一般制品要短得多，因?yàn)閹骱穸容^薄，在高溫下受熱很快達(dá)到均勻。一般情況下，帶坯在保護(hù)氣氛、惰性氣氛或真空中進(jìn)行燒結(jié)的。粉軋帶坯的燒結(jié)方法有以下幾種形式：（1）成卷燒結(jié)，即軋制帶坯卷起來，成捆后取出送入燒結(jié)爐燒結(jié)；（2）直接燒結(jié)，即由軋機(jī)軋出的粉末帶坯直接送入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，然后熱軋。四、粉末擠壓 壓擠工藝是

22、金屬壓力加工業(yè)中采用已久的一項(xiàng)加工技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)代電器陶瓷、塑料、橡膠工業(yè)中也獲得廣泛應(yīng)用。壓擠工藝在粉末冶金中的應(yīng)用已有50多年歷史，硬質(zhì)合金管材最早就是用此法生產(chǎn)。 粉末擠壓成形是指粉末體或者粉末壓坯在壓力的作用下，通過規(guī)定的壓模嘴擠成坯塊或制品的一種成形方法。按照擠壓條件的不同，可分成冷擠法和熱擠法。粉末冷擠壓是把金屬粉末與一定量的有機(jī)粘結(jié)劑混合在較低的溫度下(40200)擠壓成坯塊。所以，通常又將粉末冷擠法稱為增塑粉末擠壓成形。6.4.4.1 粉末冷擠金展粉末增塑擠壓一、擠壓過程受力分析壓力p通過沖頭擠壓混合料，結(jié)果產(chǎn)生擠壓側(cè)壓力，其值由下式確定：擠壓時(shí)混合料與模壁間的相對位移產(chǎn)生

23、的摩擦力，其方向與擠壓壓力方向相反：擠壓時(shí)混合料在模筒內(nèi)的受力狀態(tài)是擠壓方向受壓，四周膨脹，向下方擠壓。物料被擠壓出的必要條件是，擠壓壓力大于擠壓混合料對擠壓圓筒模壁和擠壓嘴模壁產(chǎn)生的摩擦阻力。由于摩擦力的作用，擠壓時(shí)混合料在筒內(nèi)的流動(dòng)形成三個(gè)區(qū)域：v3區(qū)內(nèi)的擠壓料受到一個(gè)拉力向模嘴流出；v2區(qū)內(nèi)擠壓料則受摩擦力的作用向上回流，在擠壓應(yīng)力的作用下又流入v3區(qū)內(nèi)；v1區(qū)內(nèi)的擠壓混合料由于沖頭的摩擦阻力在擠壓初期及中期不產(chǎn)生流動(dòng)，只當(dāng)擠壓后期沖頭靠近模嘴時(shí)才流入v3區(qū)。軸向上，擠壓壓力沿高度下降且分布不均勻，靠近沖頭的擠壓料受力最大，隨著遠(yuǎn)離沖頭而逐漸減小。在擠壓筒的徑向上，愈靠近模壁受阻力愈大，

24、愈接近中心受阻力愈小。 當(dāng)物料進(jìn)入擠壓嘴時(shí)，由于物料流動(dòng)斷面的突然減小導(dǎo)致超前現(xiàn)象更為嚴(yán)重中心部位的擠壓物料流動(dòng)快(相對于靠近橫壁)，靠嘴壁層的擠壓物料流動(dòng)慢，結(jié)果在擠出制品中出現(xiàn)一個(gè)剪切拉力，這個(gè)力稱為附加內(nèi)應(yīng)力。 提高擠壓模嘴的光潔度，改善擠壓物料與模壁的摩擦系數(shù)，設(shè)計(jì)合理的擠壓模嘴角度都有助于降低附加內(nèi)應(yīng)力。由于徑向摩擦不均，中心部位的擠壓物料的流動(dòng)速度比外層擠壓物料的流動(dòng)速度快這種現(xiàn)象稱為超前現(xiàn)象。二、增塑擠壓工藝過程碳化鎢鈷類合金，常采用石蠟作增塑劑，其用量同合金料的牌號(hào)及擠壓嘴的孔徑大小有關(guān)，一般為6.08.5；增塑劑同粉料的摻合作用在于使它們混合均勻，以獲得具有良好塑性的混合料；

25、混合料預(yù)壓的作用是使增塑劑與顆粒表面充分接觸，消除其中夾雜的氣體，使混合料密度均勻；增塑粉末料的擠壓可在油壓機(jī)或?qū)Ｓ脭D壓機(jī)上進(jìn)行。WCCo料同石蠟摻合的操作：（1）石蠟溶于汽油中并過300目濾網(wǎng)，傾入已預(yù)熱4050的Wc-Co粉科內(nèi)，反復(fù)拌和，直至混合料不呈現(xiàn)顆粒物為止；（2）石蠟加熱熔化或?qū)⑹炃兴槌煞燮瑺钔度腩A(yù)熱的粉末料進(jìn)行反復(fù)拌和。滲合均勻的混合料應(yīng)呈油黑色。預(yù)壓的操作程序：（1）將摻合料裝入套筒壓缸內(nèi)在壓力機(jī)上以一定壓力壓實(shí)混合料；（2）摻合料直接裝入擠壓筒內(nèi)，密封擠壓嘴，施以一定壓力把混合料擠壓密實(shí)。增塑成形劑的選擇 較佳的可塑性質(zhì)；具有較強(qiáng)的粘結(jié)能力；與金屬粉末料不起化學(xué)作用；在制

26、品的燒結(jié)溫度下能全部揮發(fā)除去。生產(chǎn)上常優(yōu)先選用石蠟作增塑劑，常常加入少量表面活性劑(如硬脂酸)和粘結(jié)劑(如聚乙烯醇) ，以增強(qiáng)粘接性。二、影響粉末增塑擠壓的因素石蠟的加入量明顯地影響擠壓壓力和顆粒間的結(jié)合力。石蠟加入量過多可降低擠壓壓力，但粉末顆粒之間的結(jié)合力減弱，致使壓坯強(qiáng)度下降。石蠟加量過少，粉末顆粒間的接觸面擴(kuò)大。粉末與模壁直接接觸，結(jié)果產(chǎn)生較大的摩擦阻力，從而增大擠壓壓力。隨著擠壓壓力的增加，附加內(nèi)應(yīng)力也增加，結(jié)果使壓坯產(chǎn)生橫向裂紋和分層。1、石蠟的加入量粉末粒度愈細(xì)，需要石蠟量愈多；壓坯形狀愈復(fù)雜，壁愈薄，石蠟用量越多；預(yù)壓的作用在于盡可能除去擠壓前的混合料中的氣體，擴(kuò)大粉末表面與增

27、塑料的接觸，使混合料組分分布均勻，使料初步致密化。預(yù)壓力過大會(huì)使擠壓力增大，進(jìn)而導(dǎo)致附加應(yīng)力增大，過大的附加應(yīng)力將導(dǎo)致壓坯開裂。2、預(yù)壓壓力的影響擠壓物料溫度升高，塑性變好。石蠟在3545時(shí)，塑性最佳，但其強(qiáng)度顯著降低。擠壓溫度不宜過高，否則石蠟的強(qiáng)度和粘結(jié)能力大幅度下降，導(dǎo)致擠壓壓力急驟下降，壓坯軟化，難于保持?jǐn)D壓坯的形狀。擠壓溫度低，物料塑性差，結(jié)果需要增加擠壓壓力，又導(dǎo)致壓坯分層和橫向裂紋。3、擠壓溫度的影響4、擠壓速度的影響擠壓初期，擠壓壓力大部分用于克服物料間的相互位移阻力；擠壓壓力達(dá)到某定值后，除了消耗于克服物料本身的內(nèi)摩擦及變形阻力和擠壓嘴之間的摩擦力外，尚有部分壓力推動(dòng)物料向外擠出；當(dāng)擠壓壓力增大到某一臨界值后，繼續(xù)增加的壓力幾乎全部用于推動(dòng)物料向外擠壓，導(dǎo)致擠壓速度急劇增加。擠壓速度過快，壓坯易發(fā)生斷裂，其原因在于：（1）中心部位的混合料與外層混合料由于流速差過大而引起料層間劇烈的摩擦，由摩擦產(chǎn)生的熱造成局部石蠟熔化，成弱顆粒間的粘結(jié)而造成斷裂；（2）由于擠壓速度過快，中心部位混合料流動(dòng)的超前現(xiàn)象變得更嚴(yán)重，造成較大的剪切應(yīng)力而使壓坯斷裂。6.4.4.2 粉