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摘要粉末净成形技术是指可直接由粉末制成最终制品或接近最终形状的制品，而不需或只需少量机加工便可以达到制品的技术需求。本论文先介绍了粉末净成形技术以及有限元数值模拟技术，然后用有限元DEFORM软件对粉末压制过程进行模拟，再通过实验验证其可靠性；通过比较不同压制工艺参数的模拟研究对坯块密度分布情况的影响并获得最佳工艺方案，最后用得到的优化方案模拟实际生产中的复杂零件模型以提高零件密度分布的均匀性，为实际生产提供理论参考。30794
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毕业论文关键词 粉 末 密 度 数值模拟 压 制
毕业设计说明书外文摘要
Title Powder compacting process of Finite Element
Simulation and experimental verification
Abstract
Powder net-forming technology is a process that can directly produce products with desired final shape or near final shape by using powder as the raw material.Without or with only a little machining,it can meet the technical requirements of products.Following the introduction of the powder metallurgy technology and FEM simulation technology,simulations the process by using the FEM software--DEFORM and verification of its reliability by the experimental results are presented.Comparing the results of different simulations with different parameters,which influences the density distribution of green parts,we finally get the most appropriate processing method.By applying this method into reality to produce parts with relatively complex shape for simulation to improve the uniformity of density distribution,it provides a theoretical reference for real production.
Keywords powder density numerical simulation compaction
目 次
1 绪论 1
2 相关参数的数值模拟和实验验证 8
2.1 验证实验 8
2.2 有限元模拟 10
3 优化模拟 12
3.1 模拟结果对比 12
3.2 不同参数下密度变化均匀性和密度分布13
3.3 变形力 14
4 复杂零件的数值模拟 15
结论 16
致谢 17
参考文献18
1 绪论
本章简单介绍粉末冶金净成形技术原理和成形工艺种类以及有限元数值模拟技术的发展和一些理论、经验公式。
1.1 粉末冶金成形技术简介
粉末冶金其实是一种制取金属粉末，以及采用成形和烧结工艺方法将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制造成各种工艺制品的材料成形技术。因为粉末冶金技术的生产工艺和生产陶瓷的工艺过程有类似的地方，所以该工艺亦被叫做金属陶瓷法[12]。
粉末冶金工艺的流程如图1.1所示：
图1.1 粉末冶金工艺流程
粉末冶金法有着悠久的历史，可以追溯到公元前3000年，最早生产的是海绵铁粉。公元五世纪时，在印度德里矗立着一根用6.5t左右铁粉铸造的高大铁柱。然而，直到18世纪，此技术的应用才变得越来越有价值。俄国、英国和西班牙等国家都曾经运用过粉末冶金法造出用于流通的货币和器物。1909年，美国的库利吉（Coolidge）用粉末冶金法制造出了可以用在灯泡中的具有延展性的钨丝，近代粉末冶金技术由此开始，随着人们对于粉末冶金成形工艺质量的要求的提高，粉末塑性成形技术的发展必将得到更大的推动[1]。
粉末冶金材料有摩擦材料；磁电和功能材料，磁性材料分为软磁材料、硬磁材料，电工材料分为电触头材料、金属-石墨电刷、电阻点燃电极材料、电热材料；多孔材料；难溶金属及其合金材料；高温材料，分为粉末冶金超合金、弥散强化材料、金属间化合物；工具材料，分为金属陶瓷硬质合金、粉末高速钢、超硬材料；金属陶瓷与陶瓷材料；原子能工程材料，分为反应堆结构材料、核燃料元件、减速材料和反射材料、控制材料和屏蔽材料[12]。