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三種粉末冶金齒輪零件成型技術(shù):動(dòng)磁壓制技術(shù)、放電等離子燒結技術(shù)、爆炸壓制技術(shù)

作者:翔宇粉末冶金制品

發(fā)布時(shí)間:2023-12-21 08:19:44

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導讀:1. 動(dòng)磁壓制技術(shù)動(dòng)力磁性壓制技術(shù)( dynamic magnetic compaction,簡(jiǎn)稱(chēng)DMC)是1995 年美國開(kāi)始研究的一種新型的高性能粉末最終成形壓制技術(shù)。DMC是采用脈沖調制電磁場(chǎng)施加的壓力來(lái)固結粉末。與傳統的粉末冶金壓制工藝一樣,動(dòng)力磁性壓制也是兩維壓制工藝,但卻是徑向壓制而不是軸向壓制。當粉末裝入一個(gè)導電的容器(護套)

1. 動(dòng)磁壓制技術(shù)

動(dòng)力磁性壓制技術(shù)( dynamic magnetic compaction,簡(jiǎn)稱(chēng)DMC)是1995 年美國開(kāi)始研究的一種新型的高性能粉末最終成形壓制技術(shù)。DMC是采用脈沖調制電磁場(chǎng)施加的壓力來(lái)固結粉末。與傳統的粉末冶金壓制工藝一樣,動(dòng)力磁性壓制也是兩維壓制工藝,但卻是徑向壓制而不是軸向壓制。當粉末裝入一個(gè)導電的容器(護套)內,置于高場(chǎng)強的中心腔中,線(xiàn)圈通入高電流脈沖,線(xiàn)圈中形成磁場(chǎng),護套內因而產(chǎn)生感應電流。感應電流與施加的磁場(chǎng)相互作用,產(chǎn)生由外向內壓縮護套的磁力,使粉末得到壓制,整個(gè)壓制過(guò)程時(shí)間不足1ms。 DMC 具有以下特點(diǎn):

(1)由于不使用模具,因而可達到更高的壓制力,維修與生產(chǎn)成本更低;

(2)在任何溫度與氣氛中均可施加壓力,且適合所有材料,工作條件更靈活;

(3)不使用潤滑劑與粘結劑,有利于環(huán)境保護。目前,許多動(dòng)磁壓制的應用已接近工業(yè)化階段。DMC 適于制造柱形對稱(chēng)的終形件,薄壁管,高縱橫比部件和內部形狀 復雜的部件。

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2. 放電等離子燒結技術(shù)

放電等離子燒結技術(shù)( Spark Plasma Sintering,簡(jiǎn)稱(chēng)SPS)最早源于1930 年美國科學(xué)家提出的脈沖電流燒結原理,但直到日本于1988 年研制出第一臺工業(yè)型SPS裝置,該技術(shù)才真正引起世人的關(guān)注。該技術(shù)集粉末成形和燒結于一體,不需要預先成形,也不需要任何添加劑和粘結劑。主要是利用外加脈沖強電流形成的電場(chǎng)清除粉末顆粒表面氧化物和吸附的氣體,凈化材料,活化粉末表面,提高粉末表面的擴散能力,再在較低機械壓力下利用強電流短時(shí)加熱粉體進(jìn)行燒結致密。有關(guān)研究表明,該技術(shù)由于場(chǎng)活化等作用在較大程度上降低了粉體的燒結溫度,縮短了燒結時(shí)間,并充分利用了粉末自身發(fā)熱的作用,熱效率極高,加熱均勻,可通過(guò)一次成形獲得高精度、均質(zhì)、致密、含氧量低和晶粒組織細小的零件。目前,SPS研究對象主要集中于陶瓷、金屬陶瓷、金屬間化合物、復合材料、納米材料以及功能材料等。在制備和成形非晶合金、形狀記憶合金、金剛石等材料方面也作了不少?lài)L試,并取得了較好的結果。

3. 爆炸壓制技術(shù)

爆炸壓制(ExpIosive Compaction)又稱(chēng)沖擊波壓制,是利用化學(xué)能的一種高能成形方法。它通常將金屬粉末材料置于具有一定結構的模具中施加爆炸壓力,爆炸物質(zhì)的化學(xué)能在極短的時(shí)間內轉化為周?chē)橘|(zhì)中的高壓沖擊波,并以脈沖波的形式作用粉末,使其獲得高密度。作用時(shí)間僅為10~100us,粉末成形為1ms 左右。爆炸壓制方法是一種獨特的加工方法,可使松散材料達到理論密度。能將不適合傳統壓力加工的材料制造成零件,可使傳統的不可壓縮的金屬陶瓷材料、低延性金屬等壓制成復合材料,典型的應用是將高溫合金粉末用于成形飛機發(fā)動(dòng)機的耐高溫零件。


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