粉末擠壓(powderextrusion)
將粉末體或粉末預壓坯放入擠壓筒加壓并從擠壓模擠出而成各種形狀的坯塊或制品的粉末成形方法。粉末擠壓屬于一種連續成形技術。它的特點在于擠壓件可以是小直徑和薄壁的微形管材,或是斷面形狀復雜的零件,而且長度不受限制,產品密度均勻,可連續生產。這種成形方法效率高,靈活性好,設備簡單,操作方便。按擠壓條件的不同粉末擠壓可分為粉末冷擠和粉末熱擠。
粉末冷擠也叫增塑粉末直接成形。它是把粉末和一定比例的有機物粘結劑的混合物在較低溫度下擠壓成半成品坯塊的成形方法。這種擠壓坯塊隨后再經過干燥、預燒和燒結等粉末冶金致密化工藝而成制品。影響擠壓過程的因素有:增塑劑.的選擇和用量,預壓壓力,擠壓溫度,擠壓比和擠壓速度等。增塑劑的性質和用量對產品的最終形狀有明顯影響,一般要求它應具有良好的可塑性質,具有較強的粘結能力,在處理溫度下不與粉末起化學反應以及在擠壓坯最后的燒結過程中能全部揮發除掉。生產中通常優先選擇石蠟作為增粉fen塑劑或者同時加入少量的硬脂酸和聚乙烯醇,以改善粉末顆粒與粘結劑之間的接觸而提高粘結能力。增塑劑的加入量要適當,以保證良好的擠壓塊強度和擠壓過程的順利進行。擠壓前的預壓可以除掉混合料中的氣體,并擴大粉末表面與增塑劑的接觸。擠壓溫度影響物料的塑性:一般溫度升高易于擠壓過程進行,但溫度太高會使增塑劑粘結能力下降,坯塊形狀難以維持;而太低的溫度會導致坯塊開裂或分層。擠壓力的大小影響擠壓速度。擠壓速度過快,壓坯易于開裂。這是由于中心物料的超前現象加劇,造成的剪切應力所致;或是由于強烈的摩擦力產生的熱使增塑劑熔化,削弱顆粒問的粘結而引起的。因此擠壓壓力要控制,以達到適當的擠壓速率。
粉末熱擠指粉末或粉末預壓坯在較高溫度下被擠出模嘴而直接燒結致密化的方法。粉末或預壓坯通常裝入包套(見包套擠壓)。這種技術將成形同燒結和熱塑性加工結合為一體,可獲得全致密材料,并有效地控制合金材料的內部組織和成分,因而產品性能優良。粉末熱擠廣泛用于制造粉末高速鋼、鋁、鎂和鈹等合金。近年來用擠壓技術制造P/M高溫合金以及彌散強化材料和快速凝固材料越來越得到廣泛的重視和應用。
影響粉末熱擠的主要因素有:包套的選擇和使用,擠壓溫度,擠壓比和擠壓速度等。包套的作用是防止粉末物料的氧化,要求包套在擠壓溫度范圍有良好的塑性,并與被擠壓材料相適應,不與擠壓材料形成低熔點相或形成合金而不利于剝離。包套材料還應成本低廉。通常在擠壓高溫合金或粉末不銹鋼時常采用低碳鋼或不銹鋼板作為包套;擠壓有色金屬時,用黃銅或鋁合金。近年來也有研究用不同配比的玻璃陶瓷作為包套材料的。這種材料可通過改變成分方便地控制其軟化點,適合于不同擠壓物料的要求。擠壓比的大小影響顆粒的變形程度,大的擠壓比可使粉末產生大的變形,有利于粉末表面氧化膜破碎,使之成為彌散質點分布于母體中。
擠壓模具主要由擠壓桿、擠壓筒、擠壓模構成。設計模具時必須根據壓制品的要求,正確選擇擠壓比和設計擠壓模。擠壓模設計時必須考慮的因素有:錐角大小,定型帶長度,出口帶尺寸和擠壓模加工的表面粗糙度。
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