压制方式对电解Cu粉高速压制成形特征的影响

采用HYP35-2型高速冲击压机对电解Cu粉(150μm)分别进行单次和2次压制成形,测定压坯的密度、最大冲击力与脱模力,研究压制方式对成形过程的影响。结果表明,在总冲击能量相同的情况下,单次压制的压坯密度高于2次压制的密度;而2次压制时,第1次压制能量较小时获得的压坯密度高于第1次能量较大时的压坯密度。压制方式对最大冲击力的影响与其对压坯密度的影响相似。采用单次压制和2次压制的高速压制方式,脱模力均较低且稳定,压坯密度与最大压力之间的关系符合黄培云压制方程。此外,对比研究了单次压制和2次压制的应力波曲线。     

高速压制成形纯钛粉的特性研究

以纯钛粉为原料,借助高速冲击成形压机压制内、外径分别为30、60mm的圆环状和直径为20mm的圆柱状两类试样,研究冲击能量和装粉量对压坯密度的影响。结果表明:对于内、外径分别为30和60mm的圆环试样,当冲击能量为2 283 J、冲击速度为5.82m/s时,所成形的压坯最大密度为3.43g/cm3,相对密度为76.2%;对于直径为20mm的圆柱试样,当冲击能量为1 217 J、冲击速度为4.25m/s时,所成形的压坯最大密度为4.32 g/cm3,相对密度为96.0%。对于同类试样,压坯密度随冲击能量的增加而增大,随装粉量的增加而减小。质量能量密度能全面地表征试样种类、冲击能量和装粉量等不同参数下钛粉的压坯密度;当质量能量密度相同时,压坯密度相同。     

粉末净成形压制工艺优化及三维复杂零件结构设计的数值模拟

基于粉末连续体,运用MSC.Marc有限元软件对粉末净成形压制工艺进行优化,并对减重齿轮的结构设计进行数值模拟。通过与实验数据对比分析,验证了材料模型及仿真模拟的可靠性,在此基础上利用有限元软件研究分析压制方式、压制速度、摩擦系数、压制温度、保压时间等五组因素对压坯密度分布的影响。结果表明,压制方式是最显著的影响因子,采用双向压制、温压成形、低压制速度、小摩擦系数及保压方式的组合压制工艺能有效地改善粉体的密度分布。利用有限元软件对减重齿轮的结构进行优化设计,研究圆环高径比与压坯相对密度的关系,并确定减重孔最佳尺寸。结果表明,采用强制摩擦压制方式代替浮动压制方式,可有效改善孔洞薄壁处密度。此外,结合Workbench有限元软件对减重齿轮进行结构力学模拟仿真,分析薄壁处的受力情况,以满足对齿轮强度的要求。     

粉末压制过程数值模拟的研究现状及展望

数值模拟技术成为粉末压制过程研究和应用的有效手段。综述了粉末压制过程数值模拟的力学建模方法及典型屈服模型、材料参数(杨氏模量、泊松比、流动应力)模型等,并对该领域涉及的常用软件,如MSC.Marc、ABAQUS、DEFORM和ANSYS等,进行了详细比较。基于这些研究现状,对数值模拟在粉末冶金领域的发展趋势做出了展望,指出建立更精确的适用于粉体的数学模型,加强三维模拟和多场耦合技术,软件二次开发,提高数值模拟的精确性、实用性是未来的主要发展方向。     

铁基粉末冶金液压马达阀板压制成形数值模拟

利用数值模拟软件DEFORM-3D对铁基粉末冶金液压马达阀板的压制成形过程进行数值模拟。研究了5种不同成形工艺参数方案条件下阀板压坯各区域的密度与整体密度的分布情况,分析了阀板外台阶和斜内台阶的成形密度与压坯整体密度分布不均匀的根本原因,获得了较优的阀板压制成形工艺参数并进行了生产实践验证,对提高同类铁基粉末冶金零件的成形工艺设计合理性具有重要借鉴意义。     

纯钛粉高速压制行为及其烧结性能研究

采用自主研发的机械蓄能式高速压机成形纯钛粉,研究纯钛粉高速压制成形行为及烧结坯的组织和性能。结果表明:经高速压制工艺成形的生坯密度随着冲击能量增加而增加。冲击能量为1805 J时获得的最高压坯密度为4.37 g/cm~3,相对密度达到96.9%。生坯的径向弹性后效随着冲击能量的增加而增加。在1200℃真空烧结后发现,随着冲击能量的增加和烧结时间的延长,烧结密度增加。烧结2.5 h后,获得的最高密度达到4.50 g/cm~3,相对密度为99.8%,最大硬度达到298 HV。当冲击能量为1805J烧结时间为1.5 h时,最高的抗拉强度达到638 MPa。径向烧结收缩率随着冲击能量增加而减少,而轴向烧结收缩率与冲击能量的关系不存在明显的规律。     

润滑剂含量对钛粉高速压制性能的影响

采用高速冲击压机压制钛粉,研究润滑剂含量对压坯性能的影响.结果表明:加入适量的润滑剂可以提高钛粉成形时的质量能量密度,从而获得更高密度的压坯.当润滑剂加入量为0.3%(质量分数)时,钛粉成形的最大质量能量密度为0.192 KJ/g,压坯密度为4.38 g/cm3,相对密度为97.4%.此外,适量的润滑剂能提高钛粉压制过...     

热电池粉末压制成形的有限元模拟研究

为提高热电池粉末成形质量,利用MSC.Marc有限元分析软件对热电池粉末成形过程进行模拟,获得粉末压制过程中的变形特征、应力和密度变化规律等数据。结果表明,摩擦是影响粉末成形的重要因素,应力和密度的变化规律相似,多层不同粉末压制成形和单层同种粉末压制成形有相似的特点。     

WT内转子的模具优化设计及压制工艺的数值模拟仿真

VVT内转子是汽车发动机中的关键零件,作为汽车传动机构件之一,需具有较高的配合精度和力学性能要求.本文基于粉末连续体,运用有限元Deform软件对VVT内转子在不同模具设计及压制工艺方案下的压坯密度进行了模拟分析,通过模拟数据对模具进行优化和压制工艺改进,以提高压坯密度分布的均匀性,来实现VVT内转子采用粉末冶金近净成...     

重轨钢铸坯热装影响因素分析和数值模拟

采用有限差分法建立了钢水从结晶器至二冷区和空冷区冷却过程以及280 mm ×380 mm连铸坯热装热送的温度模型,并分析了重轨钢U71Mn(%:0.66～0.76C、0.15～0.35Si、1.10～1.40Mn)和U75V(%:0.70～0.78C、0.50～0.70Si、0.75～1.05Mn、0.04～0.08V)中的氧、氮含量、铸坯低倍组织和加热炉人口处铸坯输送辊道等对该钢热装的影响。模拟结果表明,重轨钢铸坯热装可缩短加热时间40 min,铸坯输送辊道的工作温度为250℃。     

钛合金粉末热等静压数值模拟及性能研究

利用大型的有限元软件MSC.MARC对钛合金粉末在热等静压(HIP)条件下的变形和致密化规律进行研究,并以典型的TC4(Ti-6Al-4V)粉末为原材料,以数值模拟为工艺指导,进行TC4粉末材料热等静压成形试验,全面分析了热等静压成形的钛合金材料的微观组织和力学性能。结果表明:粉末冶金Ti-6Al-4V微观组织均匀细密,主要有片状α相和相间β相组成,在颗粒与颗粒的交界处,有等轴α相组织的存在,这种特殊的微观组织导致粉末冶金Ti-6Al-4V材料具有不低于锻件的力学性能。     

粉末冶金高速压制致密化机制的研究进展

粉末冶金高速压制可以以低成本大批量制备高性能的粉末冶金零部件,零件的密度、性能等接近粉末锻造,而成本却远低于粉末锻造。近年来,粉末高速压制技术还与模壁润滑、温压或者复压复烧等技术相结合,使其应用领域进一步拓宽。综述了粉末冶金高速压制的原理及应用、粉末高速压制的数值模拟及致密化机制研究进展,指出了未来重点研究的方向。     

数值仿真技术在粉末冶金零件制造中的应用及研究进展

数值仿真技术可用于粉末零件制造的工艺设计与优化,为缺陷预测与预防、零部件性能改善提供有效的理论支持和技术指导。基于粉末零件压制和烧结机理的本构模型是进行准确可靠的数值计算的必要条件。本文主要介绍了粉末压制模拟中常用的本构建模方法,如粉末烧结体塑性力学方法、广义塑性力学方法及微观力学方法,和粉末烧结模拟中的微观结构模拟方法,如分子动力学法、相场法、蒙地卡罗法及元胞自动机法等,并对以上各种建模方法的计算原理、适用范围及近些年的应用进展做了简要介绍,最后对数值仿真技术在粉末零件制造中的发展方向进行了展望。     

粉末热锻凸轮的数值模拟

凸轮作为装配式凸轮轴上的关键零部件之一,其制造技术很大程度上影响着凸轮轴及发动机的发展。采用验证实验的方法确认有限元法模拟粉末热锻凸轮的压制及热锻成形过程的合理性,在此基础上利用数值模拟法对凸轮的压制方式进行改进、优化热锻工艺参数。针对粉末压制成形工艺,对不同压制方式下(单向压制、双向压制、浮动压制、摩擦压制)的压坯密度进行模拟分析。而针对热锻工艺则研究分析锻压速度、摩擦因数、坯料加热温度、模具预热温度、坯料初始相对密度5组因素对锻件密度分布的影响,从而获得最佳的工艺方案。     

粉体的新压制方程研究

本文研究了由Al2O3粉和Cu粉组成的混合粉末体系的室温压制性能。测定了压坯密度与外加压力和混合粉末中陶瓷含量的关系。然后将试验数据代入由本文作者推导的含有三个参数的粉体的新压制方程之中，采用MATLAB软件求解超限定方程组，计算出方程中所含的三个参数的值。定量研究了这三个参数与体系中陶瓷含量的关系，然后把这三个参数与材料的特性联系起来，以此展示了这三个参数的物理意义，并确定了占主导地位的成形机制，进一步验证了该方程的科学性和适用性。     

制备钛合金件的粉末冶金新技术

钛及钛合金因具有优良的综合性能,在航空航天、军工、民用等领域已得到日益广泛的应用。采用粉末冶金方法生产钛制品不仅成本低,而且产品性能好,因而粉末冶金方法是低成本制备高质量钛舍金件的实用技术。本文介绍了近年来开发的几种制备钛及钛合金件的粉末冶金新技术及其应用状况。     

PM compaction equations applied for the modelling of titanium hydride powders compressibility data

ABSTRACT

The suitability of compaction equations commonly used in PM was investigated for the modelling of TiH₂ powder compaction. Compressibility data of TiH₂ powder fractions (<45, <150 and <355?μm) were obtained up to 800?MPa and fitted to the Heckel equation, as well as to the models of Gerdemann and Jablonski and Cooper and Eaton. Although a partial correlation was observed for the Heckel equation, the model provided a consistent approximation of TiH₂ powder yield strength. An accurate fit was observed for the Gerdemann and Jablonski equation; however, considering the brittleness of TiH₂, a more realistic depiction of the physical process was verified from the Cooper and Eaton model. By the addition of an exponential term to the original equation an excellent fit was attained, and compaction of TiH₂ powders could be appropriately described according to the mechanisms of initial density, particle rearrangement, fragmentation and plastic deformation.     

温粉高速压制装置及其成形试验研究

为发展粉末冶金零件高致密化成形技术,提出1种高速压制和温粉压相结合的温粉高速压制(WHVC)成形技术.自行设计并制造了1套利用重力势能驱动的温粉高速压制成形装置,并对温粉高速压制成形实验进行探讨.结果显示:运用该装置对316L不锈钢粉、铁粉、铜粉和铝粉进行温粉高速压制成形实验,生坯密度分别可达到7.47、7.63、8....