压制方式对压制过程的影响

影响压制过程因素之压制方式

       随着粉末冶金制品材质和形状的不断增加，因而成形技术也不断地发展，在压制过程中加压方式的不同，对压坯质量的影响也是不同的。

加压方式影响

       在压制过程中由于有压力损失，压坯密度出现不均匀现象，为了减少这种现象，可以采用双向压制及多向压制(等静压制)或者改变压模结构等，特别是当压坯的高径比比较大的情况下，采用单向压制是不能保证产品的密度要求的，此时上下密度差往往可以达到0.1~0.5g/cm³甚至更大，便产品出现业务得的锥度，高而薄的圆筒压坯在成形时尤其要注意压坯的密度均匀问题。
       对于形状比较复杂的零件(带有台阶)，压形时为了使各处的密度分布均匀，可采用组合模冲。
       生产中广泛采用的浮动阴模压制实际上就是利用双向压制来改善密度分布均匀的方式之一。

加压速度的影响

      压制过程中的加压捒这度不公影响到还原铁粉粉末颗粒间的摩擦状态和加工硬化程度，而且影响到空气从粉末颗粒间孔隙中的逸出情况，如果加压还度过快，空气逸出就困难，因此，通常的压制过程均是以静压(确切的讲是缓慢加压)状态进行的。

      加压速度很快的压制如冲击成形，属于动压范畴，其加压速度相当于锻造速度，能压制单重为半公斤的铁基零件，其使用还原铁粉冲击成形的相对密度可达97%，铜粉可达98%，混合粉可达93~96%，并且高速冲击成形所得的压块密度分布 比用缓慢加压所得的更加均匀。这是因为当压制压力由静压变成动压时，粉末体不仅受到静压的作用，还将受到压机动量的作用，还度越大，动量也越大，一般静压的速度是每秒钟零点几米，而落锤的冲击速度是6~18米/秒，冲击成形的时间很短，因此相比静压和用在粉末体上的力要大，冲击成形的效率远比静压成形高。

     其次，冲击成形时粉末体受冲击力后的变形速度很快，一般大于粉末体因受力作用所发生的加工硬化速度，此时偻末体变形便不受加工硬化作用的影响，因而，冲击成形时变形所需的应力比静压时变形所有需要的应力要小得多。

      同时，粉末体是以大量的点线接触为主的复杂接触，当受到外力冲击作用时，接触区域因迅速变形而放出大量的热量，这种瞬间时放出的热能必然使接触部分温度升高，导至粉末的塑性增加而易于变形。

      综上所述，粉末体受到高速冲击负荷作用时，压坯的致密化过程与静压时的情形是不同的。

      有人做过这样的实验，用同样的粉末和压模，称取相同重量的粉末，分别在液压机上加5000公斤的静压力或者用重2公斤的落锤以4米/秒的速度各冲击两次，结果发现两种情况下的压块密度几乎一样，也就是说用5吨静压的效果与2公斤落锤的动压效果基本相同，也就是说冲击成形的效果远比静压要高的多。

      但是复杂的的制品如加压速度太快，由于最上层粉末瞬时飞散，也可能造成密度分布不均匀。

加压保持时间的影响

       粉末压压制过程中，如果在某一特定的压力下保持一定时间，可得到非常好的效果，这对于形状复杂或体积较大的制品来说尤其重要。
       在使用6吨/cm²压力压制还原铁粉时，不保压所得的压坯密度为5.65g/cm³，经0.5分钟保压后为5.75g/cm³,而经3分钟保压后却达到6.14g/cm³,压坯密度提高了8.7%。
       在压制2公斤以上的硬质合金等大型制品时，为了使孔隙中的空气尽量逸出，保证压坯不出现裂纹等缺陷，保压时间有时长达2分钟以上。

需要保压的理由是：

       1，使压力，传递得充分，进而有利于压坯中各部分的密度分布；
       2，使粉末体孔隙中的空气有足够的时间通过模壁和模冲或者模冲和芯棒之音的缝逸出；
       3，给粉末之音的机械啮合和变形以时间，有利于应变驰豫的进行。

是否要保压，要保压多久，应根据实际情况确定，形状较简单，体积小的制品则不必要保压。

振动压制的影响

      压制时从外界对压坯施以一定的振动对致密化有良好的作用，振动压制是近三十得来广泛引起人们兴趣的一种新工艺。
      在压制硬质合金混合料，如果要得到5.8g/cm³的压坯密度，静压需要1200公斤/cm²,而振动压制仅需要6公斤/厘米²，即可得到静压力1200公斤的压坯密度，从压制压力比较，动压效果较静压提高了400倍。
      振动压制对于铜，铝，铁等一类软粉末的效果远不如硬而脆的粉末，这些硬而脆的粉末当采用振动压制时，可以在很低的压力下获得正常静压或等静压制下无法达到的压坯密度。例如对于高径比等于5的产品，用一般钢模静压时，压坯的密度差将是很大的，而采用振动压制时，即使用1~5微米的较细粉末，压坏密度差也只有5%左右，并且，粉末粒度较粗时振动压制的效果要比粒度较细时显著，这是粗粉末颗粒易于相对位移的结果。
      振动压制的缺点：在当前技术条件下，振动压制过程中所产生的噪声很大，对操作者身体有害；由于设备经常处于高速振动状态，所以对设备的设计和材质等要求较高。

磁场压制的影响

      在制造磁性材料的工艺中，为了提高材料的磁性，目前已广泛采用了磁声压制。
      磁场压制是在普通模压的基础上加上一个外磁场，利用粉末的磁各向异性，使任何能够自由旋转的颗粒的易太强化方向旋转到与外加磁场一致，这就在材料中产生一种与单晶体磁状态几乎相同的组织，相当于使每一个易磁化轴平行于磁场方向，磁场压制所用的压模结构与普通压模不同。

磁场压制前粉末必须满足以下要求:

     1，粉末必须具有磁性；
     2，粉末的每一颗粒必须是单晶体，而且是单磁畴结构，为了满足第一个要求，制造各向异性的钡铁氧体材料必须是已经烧结好姨的各向同性钡铁氧体。为了满足第二个要求，必须将已经烧结好的各向同性钡铁氧体打磁并磨细，使每个颗粒的直径小于临界直径1微米左右，然后方可将这种颗粒放在磁场中进行定向压制处理。
      磁场压制过程中如何控制磁场强度是一个重要的问题，如果磁场强度太弱，作用力矩将太弱，不能克服粉末转动时的摩擦力；因此粉末的整齐排列程度很差，磁性能与各向同性材料相差不大。但磁场太强也无必要，反而在模具制造上带来很大困难。