粉末冶金原理热压PPT学习教案
本学习教案主要介绍了粉末冶金原理热压的基本概念、工艺特点、热压模设计、热压加热方式、热压保护气氛、热压致密化理论等内容。热压是一种发展和应用较早的热成形技术,自1912年德国和1917年美国发表了用钨和碳化钨粉热压制造致密件的专利以来,热压技术在各个领域的应用日益广泛。
热压的最大优点是可以大大降低成形压力和缩短烧结时间,另外可以制得密度高和晶粒极细的材料。热压法可以应用于制造硬质合金拉丝模、压制模、精密轧辊及其它耐磨零件;热压压力仅为冷压成形的1/10,可以压制大型制件;热压时,粉末热塑性好,可以压成薄壁管、薄片及带螺纹等异型制品;粉末粒度、硬度对热压过程影响不明显,因此可压制一些硬而脆的粉末。
然而,热压法也存在一些缺点,如对压膜材料要求高,难以选择,而且压模寿命短、耗费大;单件生产、效率低;电能和压膜小好多,效率低,制品成本高;制品表面较粗糙,精度低,一般需要清理和机加工。
热压模的设计是热压技术的关键之一,需要考虑压模材料的选择、热压加热方式、保护气氛等因素。热压加热方式有电阻直热式、电阻间热式和感应加热式三种,选择合适的热压加热方式对热压的成果影响很大。
热压理论的研究较工艺的应用要晚得多,较完整的理论直到50年代中期才形成,60年代才有较大的发展。热压理论的核心在于研究致密化的规律和机构。热压致密化理论是在粘性或塑性流动烧结理论的基础上建立起来的,并主要沿着两个方向发展:热压的动力学即致密化方程式,热压的致密化机构。
热压致密化理论的研究是基于塑性流动烧结理论的,1949年麦肯齐和舒特耳沃思发表了塑性流动烧结理论,奠定了热压塑性流动理论的基础。他们根据烧结后期形成闭孔的特点,提出图5-72所示模型,即一个闭孔(半径r1)和包围闭孔的不可压缩的致密球壳。孔隙的表面应力(-2γ/r1)使孔隙周围的材料产生压应力而变形,迫使孔隙缩小。根据塑性体(又称宾厄姆体)的流动方程,when剪应力超過材料的屈服极限时,就发生塑性流动,而且变形速率与应力成正比,比例系数为材料的粘度。