粉末高速压制成形密度分布的数值模拟及影响因素分析

将研究不连续体力学行为的离散单元法应用于粉末高速压制致密化过程的研究,将粉末视为黏弹性的离散颗粒,建立粉末高速压制过程颗粒接触模型及每个颗粒的基本运动方程,推导了力与位移表达的粉末高速压制黏弹性本构关系。基于PFC软件实现了铁粉高速压制过程中粉末颗粒二维流动情况及压坯密度分布的数值模拟,模拟结果的密度分布规律与实际压制的密度分布规律较为一致;利用数值模拟结果对影响压坯密度分布的摩擦因数、高径比、双向压制因素进行了具体分析。     

Cu—1C—1Cd粉末复合体致密化过程的研究

系统地研究了Ｃｕ－１Ｃ－１Ｃｄ粉末复合体制备过程中,原始粉末状态,压制压力,烧结温度等工艺参数对材料相对密度的影响。结果表明,原始粉末的差异对制备工艺的全过程均产生规律性的影响。压制压力对压坯密度的影响符合粉末冶金材料的一般压制规律,在烧过程中,镉和孔隙扩散对烧结密实化过程起着重要作用。     

冷压烧结制备高密度粉末冶金零部件的新方法

冷压外加烧结法是获得高密度粉末冶金零部件的一种低成本工艺,工艺研究集中于制备密度尽可能高的粉末冶金部件.为了减小压制过程中模壁与粉体间的摩擦,提高未烧结件的密度和均匀性,传统粉末压制与烧结工艺中元素粉末混合时须添加润滑剂,然而大量残留的润滑剂会限制压制件的致密化,降低湿态强度.因此,烧结初始阶段须去除残留的润滑剂.润滑剂于150℃溶化,600℃左右开始分解.润滑剂的分解会使烧结密度减小.另一方面压坯孔洞内的气体也会降低制件的密度,润滑剂对压制工艺的影响已进行了许多研究,但孔洞内气体对压制工艺的影响尚未见有关报道.     

环形粉末预制坯压制规律研究

研究了环形粉末预制坯压制过程中压力和密度变化规律.通过力学分析建立了环形粉末预制坯压制力学模型,导出了6种压制方式下压制力沿预制坯高度分布规律,建立了统一的压制力分布计算公式,并计算了环形粉末预制坯下端面的最小压制力.基于黄培云粉末压制理论,导出了环形粉末预制坯相对密度沿高度分布计算公式,以及环形粉末预制坯上下端面密度的比值.     

气门座圈粉末锻造工艺的数值模拟与实验

目的研究气门座圈的粉末锻造工艺,提高产品的致密度。方法通过建立气门座圈粉末锻造数值模型,分析锻造过程中相对密度的变化过程,研究预制毛坯初始相对密度、锻造加热温度和成形速度对致密化的影响。在此基础上进行粉末锻造实验,并与模拟结果比较。结果随着预制毛坯初始致密度、加热温度的增加以及成形速度的降低,粉末锻造致密度化所需的成形力降低;预制坯初始密度对锻件密度均匀性影响最为显著。经过粉末锻造后的气门座圈,密度从6.6 g/cm~3提高到7.46 g/cm~3,致密度达到96.4%。结论相比传统压制-烧结工艺,粉末锻造可以大幅度提高气门座圈的致密度。     

金属粉末压制成形机理及影响因素模拟分析

利用MSC.MARC有限元分析软件对金属粉末致密化成形过程进行了模拟分析。采用基于更新拉格朗日方法描述的大位移弹塑性分析,研究了不同工艺(压制方式、摩擦条件)对不同侧压系数(K=4、6、8)压坯中金属粉末致密化成形行为的影响规律。结果表明,双向压制工艺相比单向压制工艺可改善压坯应力和密度均匀性;摩擦条件的改善有利于增大金属粉末移动,减少应力集中,降低粉末压制力,提高压坯密度均匀性;而相同压制工艺下,压坯高径比小时,密度分布更均匀。     

PBX粉末成形的数值模拟研究

运用有限元软件MSC.Marc,采用基于更新拉各朗日方法的热-机耦合分析法对高聚物黏结炸药(PBX)粉末温压成形过程进行了数值模拟.获得了粉末体几何形变、应力场及相对密度分布等相关数据,其大小和实验测得数据在同一个数量级.结果表明:随着成形压力的增加,PBX内应力,粉末位移以及相对密度都呈增大的趋势,粉末在压制过程中的流动性规律为其实际成形中工艺参数的改善和优化提供了理论依据.     

超声压制粉体成形技术研究进展

超声粉体压制技术适合众多种类的粉体材料以及较难加工的高分子材料等,不但制得的压坯密度和均匀度能有效提高,而且压制过程环保、安全。国内外开展了金属粉末、无机物中的陶瓷粉末、高分子材料中的塑料粉末,以及高分子含能材料的复合粉末等的超声压制成形研究,取得了许多成果,大大促进了超声压制粉体成形技术在国民经济和国防建设中的广泛应用。该文介绍了超声压制粉体成形技术的研究进展。     

Cu2O—Cu系金属陶瓷制备工艺研究

研究了以氧化亚铜为基,添加以金属铜作为导电组元的金属陶瓷的制备工艺,随着压制压力的增加和烧结时间的延长,所制备材料的密度呈规律性地递增,合理的工艺参数为P≥300MPa,t=10h至20h,烧结粉末体中含w(Cu)达30％时,其密实化过程及动力学曲线与粉末材料的已知规律拟合得非常好。     

粉末高速压制技术的发展现状

粉末高速压制成形(HVC)技术在2001年由瑞典HganasAB公司提出,并在瑞典Hydro-pulsor公司生产的HVC设备上实现了速度≤10m.s-1的压制成形。高速压制成形原理是通过应力波在粉体中的传播使粉末致密,该技术具有压制生坯密度高、密度分布均匀、产品综合性能优异的特点,可以通过连续多次压制实现小设备压制大零件等,所以备受青睐。多个国家的研究者开展了相应的研究工作,材料涉及铁、铜、钛及其合金、磁性材料、陶瓷材料等。高速压制的粉末致密化机理不同于传统压制,今后还有待进一步深入开展研究。     

SFJ—100KN自动粉末成型机在氧化锆陶瓷磨介成型中的应用

简要介绍了ＳＦＪ－１００ＫＮ自动粉末成型机的压制机理及压制工艺过程,叙述了二流体喷雾造粒的特性,结合模压成型球状体的要求,提出成型机的改进方案和对造粒分料的必须要求和条件。     

喷射沉积8009Al/SiCp复合材料楔形压制致密化

研究了喷射沉积8009Al/SiCp复合材料楔形压制致密化规律,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、密度和硬度测试等手段研究了楔形压制过程中复合材料致密化机理。结果表明,多孔复合材料在楔形压制过程中,同时存在致密化和塑性变形两种现象,压制初期主要是致密化;多孔坯不同位置的致密度存在差异且表面摩擦力对致密化有影响;复合材料塑性变形过程中,孔洞及团聚的碳化硅粉末随基体金属的塑性流动得到破碎与分散。     

纳米Ag-SnO_2-TiO_2触头材料的制备工艺及性能研究

介绍了在纳米Ag SnO2 TiO2 触头材料制备过程中工艺参数的确定及触头性能。采用溶胶 凝胶法制备了SnO2 TiO2 混合纳米粉末 ,对压制成型的试样采用分级保温烧结的热处理方法 ,制得的触头材料的电导率为 6 6 .9%IACS ,密度为 9.6 3g cm3,硬度为 92 .3kg cm2 ,性能符合国标且优于美国和日本同类产品的 ,具有良好的应用前景     

铜铟镓硒薄膜的真空制备工艺及靶材研究现状

阐述了两种真空法制备铜铟镓硒(CIGS)薄膜的工艺原理和工艺过程,比较和分析了两工艺的优缺点;介绍了溅射靶材的熔融铸造法和粉末冶金法,列举了靶材制备中所需的温度、压强、保温时间等参数。最后分析认为,用均匀细小的黄铜矿相CIGS粉末压制烧结成四元靶材,经溅射成膜后退火处理,可制备出优异的CIGS薄膜,具有更广阔的应用前景。     

压旋式单端扭结裹包装置的设计

介绍一析型扭结裹包装置－压旋式单端扭结裹包装置的结构，工作原理及主要参数。装置采用对包装纸预先压制出纳丸坑及限位预收拢后再彻底收拢纸头的工艺，使软糖等被包物在包装过程中一直处于悬挂状态，避免受外力造成的表面损伤。     

有限元仿真在压电陶瓷粉末模压成型中的应用

介绍了压电陶瓷粉末模压成型的研究现状,以及粉末材料有限元仿真所用的Drucker-Prager-Cap连续模型和屈服准则。基于有限元仿真法,论述了模压过程中摩擦行为、加载行为等工艺参数对成型坯体内部密度、应力分布的影响,并介绍了有限元法在模压改进工艺中的研究进展。     

TiH_2粉及TiH_2-6Al-4V合金粉的模压成形研究

本文介绍模压法成形制备TiH2粉及TiH2-6Al-4V合金粉压坯,探讨粉末的成形性及压坯密度随压力的变化.在不添加成形剂的情况下,采用模压法制备成形坯,试验发现粗TiH2(40μm)粉末容易成形,球磨30min TiH2粉末难成形,成形后容易出现裂纹,且球磨时间越长成形就越困难.粗TiH2粉末(40μm)、高能球磨30min TiH2粉末和TiH2-6Al-4V粉末的压坯密度都随压力的增大而增大.在相同的压制压力下,粗TiH2粉末(40μm)的压坯密度比高能球磨30minTiH2粉末的压坯密度高.     

NiFe2O4基金属陶瓷粉末冷压坯应力-应变的有限元模拟

采用有限元软件Marc中的Shima-Oyane屈服准则,对NiFe2O4基金属陶瓷粉末在冷压过程中压坯的相对密度、应力-应变分布进行有限元模拟,分析了相对密度分布不均匀的原因以及相对密度梯度对产生压制缺陷的影响,建立了压坯相对密度和断裂韧性之间的关系,并进行了相关的试验验证。结果表明,在不同压制力下得到的压坯最终相对密度大概可分为3个区域,随着压制力的增大,3个区域的相对密度和相对密度差均增大,且相对密度差的增大促进了生坯缺陷的产生。试验结果证明了模拟结果的准确性,压制力越大,产生的缺陷越严重,压制产生缺陷的区域最有可能出现在两个相对密度差较大的过渡处以及应力、应变较大处。     

全自动粉未压机的应用初探

全自动粉末压机,是一种具有新概念生产的粉末坯体压机,它的出现改变了以往干粉压制成型坯体存在密度分布不均的现象,极大的提高了坯体质量标准。本文着重地阐述的全自动粉末压机在在陶瓷领域的应用,通过研究探索,得出结论是要生产出品质优良的压制成型坯体,必须具备与全自动粉末压机相适宜的粉体材料特性,同时还须注重陶瓷压坯的形状和大小、改进全自动粉末压机的压制方式等,方可生产出高质量的陶瓷零件。由此可见,对全自动粉末压机在其领域中应用的探讨,具有重要的现实意义。     

铁粉的高速压制成形

采用高速压制技术制备铁基制品,探讨了冲击能量及冲击速度与冲击行程之间的关系,并研究了冲击能量、压制方式对生坯密度、最大冲击力、脱模力和径向弹性后效的影响.结果表明:在高速压制过程中,冲击能量与冲击行程呈线性关系,而冲击速度与冲击行程呈抛物线关系.生坯密度随着冲击能量的增加而逐渐增大.单次压制时,当冲击能量增加到6510 J时,生坯密度达到7.336 g/cm~3,其相对密度约为97%.在总冲击能量相同的情况下,两次压制制备出的试样生坯密度最大,三次压制的最小.在高速压制过程中,试样的脱模力及其径向弹性后效均远低于传统压制.