粉末冶金模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、前言材料是中國(guó)四大產(chǎn)業(yè)之一，它包括有機(jī)高分子材料、復(fù)合材料、金屬材料及無(wú)機(jī)非金屬材料。粉末冶金技術(shù)作為金屬材料制造的一種，以其不可替代的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)與其它制造方法共同發(fā)展。粉末冶金相對(duì)其它冶金技術(shù)來(lái)說(shuō)具有：成本低；加工余量少；原料利用率高；能生產(chǎn)多孔材料等其它方法不能生產(chǎn)或著很難生產(chǎn)的材料等優(yōu)勢(shì)。粉末冶金是制取金屬粉末以及將金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末混合料成型和燒結(jié)來(lái)制取粉末冶金材料或粉末冶金制品的技術(shù)。粉體成形是粉體材料制備工藝的基本

2、工序。模具是實(shí)現(xiàn)粉體材料成形的關(guān)鍵工藝裝備。模具的設(shè)計(jì)要盡可能的接近產(chǎn)品的形狀，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理表面光滑，減少應(yīng)力集中，避免壓坯分層、開(kāi)裂。模具本身要有一定的強(qiáng)度保證壓制的次數(shù)，不易變形。粉體模壓成形模具主要零件包括：陰模、芯桿、模沖。模具設(shè)計(jì)首先要廠家提供產(chǎn)品圖，再確定成型的方式，收集壓坯設(shè)計(jì)的基本參數(shù)（包括：松裝密度、壓坯密度、粉體的流動(dòng)性、及燒結(jié)收縮系數(shù)等。）來(lái)算得壓坯的尺寸。根據(jù)壓坯形狀尺寸以及服役條件和要求來(lái)設(shè)計(jì)出成型模具尺寸，校

3、核模具強(qiáng)度。最后在用模具試壓，若壓坯合格，則此模具復(fù)合要求。本次課程設(shè)計(jì)之前，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了《熱處理原理與工藝》、《金屬物理與力學(xué)性能》、《粉末冶金原理》、《硬質(zhì)合金生產(chǎn)原理》等相關(guān)課程的知識(shí)。這次在老師的指導(dǎo)下，和同學(xué)的相互討論，自己查閱資料，基本上懂得了模具設(shè)計(jì)的步驟和方法。相信經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)后，對(duì)以后的工作會(huì)有很大的幫助。壓坯形狀應(yīng)盡可能與產(chǎn)品零件相同或相近（近凈成形），滿足產(chǎn)品的功能要求。同時(shí)，還應(yīng)考慮壓制成形過(guò)程（裝粉、壓制、脫

4、模）的要求及壓模結(jié)構(gòu)和剛度等對(duì)壓坯形狀、尺寸、質(zhì)量的影響。應(yīng)從幾個(gè)方面綜合考慮：從裝粉和壓坯密度的均勻性考慮；從壓坯脫模的角度考慮；從減小模壓成形難度、簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)考慮；從模具零件強(qiáng)度和使用壽命考慮等。燒結(jié)收縮率與混合料成分、粒度、壓坯密度、燒結(jié)工藝有關(guān)。它通常以不出現(xiàn)分層的最大密度（或壓制壓力）確定燒結(jié)收縮率。硬質(zhì)合金生產(chǎn)時(shí)，常常采用收縮系數(shù)。一般粉末料比顆粒料的收縮系數(shù)大；石蠟料比橡膠料收縮系數(shù)大；縱向（軸向）比橫向（徑向）的收縮系

5、數(shù)稍大。在收縮系數(shù)的選取時(shí)，長(zhǎng)條產(chǎn)品的長(zhǎng)度比寬度大；外徑比內(nèi)孔大；手動(dòng)壓制比自動(dòng)壓制大。鐵基制品燒結(jié)收縮率一般為0.5～2.0％，當(dāng)添加銅后可抵消收縮，使收縮為零；硬質(zhì)合金制品收縮率一般為17～20％。硬質(zhì)合金收縮系數(shù)可見(jiàn)教科書(shū)P162表64，查表取外徑和高燒結(jié)收縮系數(shù)為1.2，內(nèi)經(jīng)燒結(jié)收縮系數(shù)為1.18。綜合考慮壓坯形狀如下圖：2.2壓坯密度設(shè)計(jì)硬質(zhì)合金壓坯的密度通常設(shè)計(jì)為8.5～8.8g㎝3(35%左右孔隙度)，單位成形壓力約200