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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第14章 粉末冶金加工设备,1.粉末治金与粉末治金基本工序简介,2.*粉末治金加工过程,3.*粉末冶金设备,粉末冶金,是以金属粉末为主原料，经过混合、成形和烧结，制造材料或制品的技术。相似陶瓷生产工艺又叫,金属陶瓷法,。,是一种“,节能、省材和高效生产”的新技术,。,基本工序,粉末冶金最突出的优点：,能够制造独特性能的材料,和制品，使用其他传统工艺（如熔铸）无法制造或难于制造,如多孔、发汗、减震、隔音等材料和制品，钨、钼、钛等难熔金属材料和制品，金属塑料、双金属等复合材料及制品。,能够一次性直接制造出合乎或者接近成品形状和尺寸要求的制品,，从而减少或取消机械加工，其材料利用率可以高达95%以上。,14.1粉末治金加工过程,14.1.1成形前原料准备,一般包括粉末退火、混合、筛分、制粒等过程,(1),退火,作用、适用与方法,（思考题？.）,（2）,混合,将两种或两种以上的不同成分的粉末混合均匀的过程，混合有两种基本方法：,机械法（广泛应用）和化学法。,（,3）,筛分,（4）,制粒,将粉末制成大颗粒或团粒的工序，目的改善其流动性。先进工艺是喷雾干燥制粒,（5）加润滑剂，成形剂,图143 螺旋混合器示意图,图喷雾干燥制粒装置示意图,1-搅拌槽;2-雾化塔;3-喷嘴;4-鼓风机;5-旋风收集器;6-洗涤冷凝器;7-冷凝器;8-加热器;9-水槽;10-贮槽;11-料桶;12-泵,14.1.2模具,粉末冶金具有少、无切削的工艺特点，模具对实现工艺极其重要。,模具有三项基本要求,：保证坯件达到所需的几何形状、精度和表面光洁度、坯件密度及其分布。,模具的基本零件主要有：,阴模、模冲、芯杆（也称芯棒）,硬质合金拼合阴模镶嵌块示意图,14.2粉末冶金设备,-,研磨设备,常用的研磨设备滚筒球磨机、振动球磨机、搅拌球磨机、锤磨机及棒磨机等。,（1）高能球磨机,用途：将金属粉末颗粒碾压成片状颗粒，机械合金化，弥散强化，制造复合粉末，控制粉末的流动性，控制粉末的松装密度，碳化钨粉混合,碳化钨-钴合金粉混合，粉末混合，不互溶合金元素的合金化，控制粒度，制取超细粉末。,（2）*搅拌球磨机,由于搅拌作用比滚筒球磨机或振动球磨机表面接触大，研磨效率很高。研磨，涡流，冲击，碰撞，研磨,搅拌器是一个带水平臂的立式旋转轴。图148是搅动球磨机结构示意图。,（3）锤磨机和棒磨机 用于研磨大量的粉末烧结,块,。,搅动球磨机结构示意图,1圆筒；2冷却套；3冷却剂入口；4冷却剂出口；5轴；6、7、8水平搅拌转子；9研磨体,14.2.2,合批与混合设备,广泛使用混料机有,双圆锥形与V型混料机,（1）V型混料机,主要由三部分组成：V型容器、排出部和搅拌棒,（2）双圆锥形混料机,混合时，粉末料在容器内进行规则的重叠进行，最终获得的混合均匀性良好。,V型混料机示意图,双圆锥形混料机示意图,b.,凸轮驱动式粉末成形压机示意图,14.2.3成形设备,成形方法多种，广泛采用钢模压制成形的粉末成形压机（把松散的粉末变为更密实的压坯）。,压机3种基本类型：机械式、液压式、混合式压机,对每一种粉末成形压机的要求,：,a.在压制方向上有足够的总压力和压坯脱模压力；,b.压制和脱模的行程与速度可以控制；,c.可调的模具充填装置；,d.压机行程的控制；e.供料和压坯移送系统。,（1）机械式压机,凸轮驱动式压机偏心或曲轴驱动式压机,（2）液压式压机,标准的工业生产用压机的压制能力44511100kN（44.5-1100吨）,（1）等静压设备,冷等静压机,热等静压设备 通常由 a.承压筒体 b.承力框架 c.加热炉,隔热屏、测温装置,供气系统、冷却系统、供电及控制系统、辅助操作系统等组成。,图1413,冷等静压机系统示意图,1.放气阀；2.高压容器；3.高压液体；4.弹性模具；5.粉末；6.高压油管；7.释放阀；8.回油容器；9、12.单向阀；10.高压表；11.容器；13.油箱；14.马达；15.皮带轮；16.机座,a.螺塞式高压容器结构示意图 b.框架式高压容器结构示意图,板结构和预应力钢丝缠绕式结构图,*14.2.4烧结设备,烧结是关键工序，是在低于主要组分熔点的温度下进行加热，使相邻颗粒互间形成冶金结合。一般金属（除高温不氧化的金属铂外）的,烧结都是在真空或保护气氛,中进行的。,在保护气氛中进行烧结过程划分为三个阶段：,预热与脱蜡阶段、烧结阶段、冷却阶段。,烧结炉一般也是由这三部分组成（但间歇炉一般都没有冷却部分）。,（1）,钟罩型加压烧结炉,用于生产,烧结周期长的粉末冶金摩擦材料,，诸如离合器或制动器的摩擦零件。,（2）,高温用钟罩炉,通常用于,“垂熔”,（钨、钼等,高熔点材料,粉末压坯的直接通电烧结称为垂熔）烧结的设备,（3）,网带传送式炉,直通型网带传送式烧结炉是一种,铁基粉末冶金,零件生产中最常用的烧结炉,a.钟罩型加压烧结炉图 b.高温钟罚炉示意图,直通型网带传送式烧结炉纵剖面图,（4）,简易推杆炉,带连续推舟装置卧式烧结钼丝炉就是一种简易推杆炉（按其温度可以分为三个区域：自然预热区、加热区和冷却区）,（5）,电阻加热真空烧结炉,（6）感应加热真空烧结炉,（7）连续式真空烧结炉,烧结铁基粉末冶金制品和磁性材料用的连续式真空烧结炉。,（8）电阻加热真空烧结炉,图1421 卧式连续烧结钼丝炉,1却水进口；2氢气进口；3冷却水出孔；4钼丝；5炉壳；6辐射高温计；7热电偶；8镍铬电阻带；9氢气出口；10点火装置；11推舟装置；12马达；13减速器；14炉架,图1422连续式真空烧结炉（,烧结铁基粉末冶金制品和磁性材料,）,14.2.5保护气体发生装置,使用最广泛的保护气体：,放热型煤气、吸热型煤气、,分解氨气体、氢、真空及氮基气体。,保护气体发生装置：,（1）放热型煤气发生装置,（2）吸热型煤气发生装置,（3）分解氨气全发生装置,图1423 放热型煤气发生器示意图,图1424 吸热型煤气发生器示意图,图1425 分解氨气体发生装置示意图,1.阀 2.安全释放阀 3.压力表 4.油过滤器 5.电磁阀 6.减压阀 7.浮子流量计 8.热交换器 9.U型分解器 10.加热元件 11.水冷套 12.四通切换阀 13.分子筛干燥器,
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