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图1.1 TPA型压机 图1.2 浮动压制粉末冶金成型压机
1.2 粉末压制成型技术
1.2.1 粉末压制成型技术简介
普通的粉末压制成型过程为传统的刚性模单向压制，即沿一个轴的方向施加压力，采用刚性模压制。在压制过程中，粉末装填进磨具的凹模后，在凹模中对粉末施加一个轴向压力，以达到成型的目的[2]。在这种传统刚性模单向压过程中，有上模冲和下模冲以形成压件的上表面和下表面。压制过程可描述为[3]：①在装粉的时候上冲模提升，下冲模在装粉时所在的位置就是装粉高度。②按照预先计算好的粉末量将粉末加入阴模腔。③装料结束后，下冲模下降到压制位置，上冲模进入到模腔。通过阴模浮动压制的方式，两个模冲都传递载荷在粉体上产生压力。④随后上冲模退回到原来的位置，下冲模下拉使坯体脱出凹模。⑤随着再一次的加料，又重复上面的循环。
粉末成型机的成型工步大致分为四步[4]，如图1.3所示。
图1.3 成型工步
1.2.2 粉末成型压机工作原理
粉末成型压机的坯件压制过程中上冲模、阴模、下冲模和料靴之间有着精确的运动配合。图1.6描述了压制过程中四者之间的运动曲线。
由图1.6可以看出下冲模为与坐标轴平行的一条直线，这是因为在一个完整的压制过程中下冲模一直都是固定的。图中的上冲模运动曲线可以近似的看成一条余弦曲线，上冲模的运动是通过“曲柄—摆杆—滑块”的传动来实现的。当上冲模运动到余弦曲线的最低点(图示上冲模曲线 )时，上冲模的运动速度近似为零，也就是说在最低点处上冲模会稍作停留后再开始上升，这样就形成了一个保压区。粉末内残留的气体会在保压区被大量排出，加强金属粉末的形变，并能有效减少回弹率[5]增强坯件的强度。图中描述了上冲模完整的下移一压制一保压一上移的压制周期。图中阴模的运动曲线比较复杂， 至 表示充填(装料)的过程，在上冲模和阴模的第一次交点后，上冲模继续往下运动而阴模保持不动，此过程为上冲模对粉末的向下压制过程。而当上冲模向下压制了20mm之后，阴模再随着上冲模一起向下运动（阴模与上冲模有相同的运动曲线），此时的下冲模仍保持不动，就完成了下冲模自下而上对粉末的压制。此后，上冲模向上离开阴模，而阴模继续向下运动直到与下冲模齐平。 至 为下拉脱模的阶段， 至 是坯件取走阶段。
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