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20世纪30年代以来,在粉末冶金零件的工业化生产过程中,压机设备、模具设计等方面不断改进,模压成形方法得到了更大的发展,机械化和自动化已达到较高的程度。为了扩大制品的尺寸和形状范围,特别是为了提高制品密度和改善密度的均匀性相继出现和发展了多种成形方法。
粉末冶金成形是粉末冶金生产中的基本工序,目的是将松散的(金属,陶瓷,或其他材料)粉末在模具中通过压力制成具有预定几何形状、尺寸、密度和强度的半成品,然后通过脱模得到半成品毛坯。该半成品至少还需要经过后序的烧结工序才会变为成品。
冷等静压 通常是将粉末密封在软包套内,然后放到高压容器内的液体介质中,通过对液体施加压力使粉末体各向均匀受压,从而获得所需要的压坯。液体介质可以是油、水或甘油。包套材料为橡胶之类的弹塑性材料。金属粉末可直接装套或模压后装套。由于粉末在包套内各向均匀受压,所以可获得密度较均匀的压坯,因而烧结时不易变形和开裂。其缺点是压坯尺寸精度差,还要进行机械加工。冷等静压已广泛用于硬质合金、难熔金属及其他各种粉末材料的成形。
粉末锻造将金属粉末压制成预成形坯,烧结后再加热进行锻造(见模锻),以减少甚至完全消除其中的余孔隙的方法,称为粉末锻造。其锻造方式有三种:①热复压。预成形坯的形状接近成品形状,外径略小于锻模模腔内径。因为锻造时材料不发生横向流动,锻件有0~2%的余孔隙度。②无飞边锻造。这种锻造在限模中进行,材料有横向流动,锻件不产生飞边。③闭模锻造。预成形坯的形状较简单,且外径比锻模内径小得多,锻造时产生飞边,是一种与常规锻造相类似的方法。
热等静压 这是50年代出现的新技术。将金属粉末装入高温下易于变形的包套内,然后置于可密
闭的缸体中(内壁配有加热体的高压容器),关严缸体后用压缩机打入气体并通电加热。随着温
度升高,缸内气体压力。粉末在这种各向均匀的压力和温度的作用下成为具有一定形状的制
品。加压介质一般用氩气。常用的包套材料为金属(低碳钢、不锈钢、钛),还可用玻璃和陶瓷
。由于温度和等静压力的同时作用,可使许多种难以成形的材料达到或接近理论密度,并且晶粒
细小,结构均匀,各向同性和具有优异的性能。热等静压法适宜于生产硬质合金、粉末高温合
金、粉末高速钢和金属铍等材料和制品;也可对熔铸制品进行二次处理,消除气孔和微裂纹;还
可用来制造不同材质紧密粘接的多层或复合材料与制品。
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