粉末注射成型（PIM）
- 分类：钨业知识
- 发布于 2017年四月26日
- 点击数：4068
粉末注射成形（Powder Injection Molding，PIM）由金属粉末注射成形（Metal Injection Molding，MIM）与陶瓷粉末注射成形（Ceramics Injection Molding，CIM）两部分技术结合而成，它是一种新的金属、陶瓷零部件制备技术，它是将塑料注射成形技术引入到粉末冶金领域而形成的一种全新的零部件加工技术。 MIM的基本工艺步骤是：首先选取符合MIM要求的金属粉末和黏结剂，然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和黏结剂混合成均匀的喂料，经制粒后再注射成形，获得成形坯（Green Part），再经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品（White Part）。
硬质合金混合料粉末注射成形是将热塑性聚合物加热到熔融状态后，加入一定比例的粉末，利用高剪切混料机将粉末与熔融态的聚合物均匀混合，制成喂料，在加热状态下，用注射成形机以一定的注射压力和注射速度将喂料注入模腔内，制得形状复杂的零部件坯体，再用化学、热分解或催化方法脱除其中的的成型剂。经烧结后得到最终制品。硬质合金产品注射成型包括喂料制备、注射成型、脱脂和烧结4个阶段，其工艺流程图如下：
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挤压外观缺陷之表面折叠
- 分类：钨业知识
- 发布于 2017年四月25日
- 点击数：2871
冷挤压时往往由于变形工序设计不妥, 会使坯料在挤压成形过程中产生各种缺陷。因此, 只有预先了解这些缺陷的成因, 才能在设计变形工序时, 采取有效的解决办法来确保生产出合格的挤压件。表面折叠是较为常见的挤压缺陷，
一、表面折叠
多余的表皮金属被压入坯料表层所形成的缺陷, 称为表面折叠。例如在正挤压中, 挤压头部较粗大的杆形件, 需要采用两道成形工序。如果在第一道正挤压中工件的头部与杆部连接处圆弧太大或相应锥角太小, 则在第二道成形工序中因凹模的圆角半径较小, 便有可能使坯料过渡区部分的材料被压入端部的底平面上, 而形成折叠。又如, 反挤压时凹摸底部设有较大的圆角半径, 而坯料底部为直角过渡, 在挤压过程中就会产生折叠。如果挤压变形继续进行, 这种折叠还会被移到工件的侧面。
折叠是线材表面沿挤压方向平直或弯曲的细线，通常与盘条表面呈某一角度分布，很长且形状相似。有时以两条平行线的形态出现。
挤压时，如果摩擦系数大和模具温度较低时，常在凹模底部形成一个难变形区，通常称为“死区”。由于该区金属不变形，而与其相邻的上部金属有变形和流动，于是便在交界处发生强烈的剪切变形，严重时将引起金属剪裂，即“死区”裂纹，有时可能由于上部金属的大量流动带着“死区”金属流动而形成折叠，如下图所示。
二、防止表面折叠的对策
防止“死区”剪裂和折叠的对策是改善润滑条件和正确控制模具和坯料的温度，还可以采用带锥角的凹模，锥角的作用在于使作用力在平行于锥面的方向有一个分力，该分力与摩擦力的方向相反，从而有利于金属的变形和流动。根据不同的条件可以通过计算确定一个合适的锥角，以抵消摩擦的影响。
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挤压坯条长度和截面形状对挤压力的影响
- 分类：钨业知识
- 发布于 2017年四月25日
- 点击数：2314
一、挤压坯条长度对挤压力的影响
正向挤压时，通过挤压筒内坯条与筒壁之间的摩擦阻力产生作用，所以坯条长度对挤压力的大小有影响。挤压力与坯条长度的影响关系如下图所示。
正向挤压时，坯条与挤压筒壁之间存在着较大的摩擦作用。一般来讲，随着外摩擦增加，金属流动不均匀程度增加，金属与挤压筒、挤压模表面之间的摩擦阻力增加，从而使挤压力增加。由上图可以看出，挤压力随着坯条长度增长而增大。实际生产中，由于不同的挤压条件下坯条与挤压筒壁之间的摩擦状态不同,因而坯条长度对挤压力的影响规律也不同。
一般反向挤压时，金属坯条与挤压筒内衬之间无相对滑动，挤压力与坯条长度无关。
二、制品断面形状对挤压力的影响
制品断面形状只有在比较复杂的情况下才对挤压力有明显的影响。挤压制品断面形状只是在比较复杂的情况下，才对挤压力有明显的影响。制品断面的复杂程度系数C1、C2可按下式计算：
C1=型材断面周长/等断面圆周；
C2=型材的外切圆面积/型材断面积。
在挤压变形条件下，制品断面形状越复杂，所需的挤压力越大，当断面复杂程度系数大于1.5时，挤压制品断面形状对挤压力影响更明显。
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挤压速度对挤压力的影响
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- 发布于 2017年四月25日
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挤压速度系指单位时间内挤出坯料的长度，一般用mm/min表示。严格意义上讲，挤压速度其实包括挤压杆的前进速度和坯料从模孔流出的速度，即挤压速度与流出速度，两种之间在一定条件下有着确定的比例关系。挤压速度是通过对坯条的变形抗力的变化来影响挤压力的。冷挤压时，挤压速度对挤压力的影响较小。热挤压时，通常随挤压速度增加，挤压力增加（热挤压时，坯条在变形过程中产生的硬化可以通过再结晶软化，但这需要充分的时间，当挤压速度增加时，软化来不及进行，导致变形抗力增加，使挤压力增加）。下图为挤压黄铜棒时，挤压速度对挤压力的影响。
挤压速度过快，压坯易发生断裂，其原因有两种解释：一种认为中心部位的混合料与外层混合料由于流速差过大而引起料层间剧烈的摩擦，由摩擦产生的热造成局部石蜡熔化，减弱颗
粒间的粘结而造成断裂；另一种则认为，由于挤压速度过快，中心部位混合料流动的超前现象变得更严重，造成较大的剪切应力而使压坯断裂。
不同挤压阶段的挤压速度
(1)挤压前阶段，挤压速度越高,挤压力越大。
(2)随挤压继续进行,坯条冷却较慢，变形区温度可能提髙，挤压力逐渐下降。实际生产中，如果采用较低的挤压速度，由于挤压筒内锭坯的冷却，变形抗力增高,此时挤压力可能一直上升。
(3)挤压后阶段，挤压速度慢时,坯条温度降低，变形抗力升高，挤压力反而升高。
在适当的范围内，挤压速度对坯条质量影响不大。挤压速度主要从生产效率和操作方便性两个方面考虑。挤压速度过快，容易出现密度不均匀现象，甚至导致环状裂纹。过慢的挤压速度则使坯条产生“竹节”状痕迹。
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挤压成形影响因素-挤压嘴直径
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- 发布于 2017年四月25日
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挤压嘴直径也称为出口自径或出门喇叭锥直径。模具出口直径d过小，则易划伤制品表面，甚至会引起堵模。但d过大，会大大削弱定径带的强度，引起定径带过早地变形、压蹋，明显地降低模具使用寿命。因此，在一般情况下，出口带尺寸应比定径带尺寸大，对于薄壁管或变外径管材的模具，其值可适当增大。为增大模具的强度和延长模具的使用寿命，出口带可做成喇叭锥。出口喇叭锥角（从挤压型材离开定径带开始）可取 （此值受锥刀角度的限制）。特别是对于壁厚小于 而外形十分复杂的型材模具，为了保证模具的强度，必须做成喇叭出口。有时为了便于加工，也可设计成阶梯形的多级喇叭锥。为了增大定径带的抗剪强度，定径带与出口带之间可以20°-45°的斜面以圆角半径为1.5-3.0mm的圆弧连接。
挤压嘴直径通常根据挤压时的收缩系数确定。对于确定的挤压机，所能挤出坯条的最大直径受挤压机的能力限制，确切地说，受挤压缸径和压力的限制。挤出坯条的最大直径可按下式计算
d=√((1-k) D^2 )
式中：d---挤压机所能挤出的最大坯条直径，mm；
k---挤压压缩率，一般取值≥0.95；
D---挤压缸直径，mm。
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挤压成形影响因素-定径带
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- 发布于 2017年四月25日
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定径带有称定型带、工作带，是模具中垂直模具工作端面并用以保证挤压制品的形状、尺寸和表面质量的区段，下图中h即为定径带长度，α为模角.
定径带长度h过短，挤出阻力虽小，但会造成挤压速度快，弹性后效急剧释放，坯条容易产生摆动，制品尺寸难于稳定，易产生弯曲、变形、波纹、椭圆等废品，同时，模具易磨损，会大大降低模具的使用寿命；但h过长，会增大与金属的摩擦，增加挤压力，易粘结金属，使制品表面出现划伤、毛刺、麻面、搓衣板型波浪，同时由于附加内应力的增大而导致坯条纵向裂纹等缺陷。h应根据挤压机的结构（立式或卧式）、被挤压金属材料、产品的形状和尺寸等因素来确定。在立式挤压机上挤压管材时，一般2-6mm；挤压镁合金时，一般的最小值为1.5-33mm，最大值依产品的尺寸和形状确定。对于硬质合金混合料挤压工艺而言，定径带的长度一般按坯条直径的3-5倍选取，
即h=3-5d
式中：h-为定径带长度；
d-为挤压嘴直径；
挤压硬质合金混合料与挤压致密金属不同，h取值较大，以保证适当的坯条密度、减少物料的弹性膨胀、维持坯条的形状。
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挤压成形影响因素-模角
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- 发布于 2017年四月25日
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挤压模具的模孔形状主要是指模角大小、定型带长度、挤压嘴直径这三部分，它们对挤压过程，特别是挤压压力都会不同程度的影响。其中模角大小是非常重要的挤压模具参数，它对挤压力的大小、挤压成形质量影响重大。
模角是指模面与挤压轴线的夹角。模角对挤压力也有明显影响。模角α由0°改变到90°之间，在45°-60°范围内挤压力最小。 挤压模角对挤压力的影响：模角对挤压力的影响，主要表现在变形区及变形区锥表面，模角对挤压力有着明显的影响。挤压应力与模角的关系如下图所示。随着模角α逐渐增大，挤压力逐渐降低，模角继续增大时，挤压力呈升高趋势。另外，由下图也可以看出挤压力分量与模角之间的关系。在一定的变形条件下，随着模角的增大，变形区内所需的挤压力分量RM增加,这是由于粉末坯条流入和流出模孔时的附加弯曲变形增加之故。但用于克服挤出锥面上摩擦阻力的分量TM，由于摩擦面积的减小而下降。以上两个方面因素综合作用的结果，使Tm在某一模角下为最小,从而总的挤压力也为最小。模角视坯条的直径而定，坯条较大，模角α相应增大，坯条较小时，α可相应减小。模角角过小，物料容易流入定型带，坯条中心密度难以保证。模角过大，挤压力增大，毛坯产生分层等缺陷。
挤出锥角是挤压嘴中心剖面中两个对称模面的角度大小，其数值为模角的两倍，工业中也常以挤出锥角参数来代替模角参数。
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挤压温度对挤压力的影响
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挤压温度对挤压力的影响：挤压温度对挤压力的影响，是通过变形抗力的大小反映出来的。下图为不同温度下几种铜合金挤压时挤压力的影响规律。一般来讲，随着变形温度的升高,锭坯的变形抗力下降，所需的挤压力也下降。实际上，大多数金属与合金的变形抗力随温度升高而下降的关系，不能保持上述的严格线性关系，所以挤压力与温度的关系也一般为非线性关系。
挤压物料的塑性受温度的影响。大多数的增塑剂的粘性会随温度的升高而下降。如在20℃时，石蜡的粘度为26.1x1010Pa.S，而在熔点附近时（45℃左右），石蜡的粘度只有0.8x1010Pa.S。随着挤压温度的升高，增塑剂的塑形变好。温度太低时，所需的挤压压力太大，容易造成横向断裂或分层，挤压温度太高，挤压压力急剧下降，造成坯条软化变形，难于挤压坯的形状也容易产生断裂。一般来说，增塑剂加量较多时，坯条尺寸较大时，应该采用较低的挤压温度。随着温度的升高，金属或合金的变形阻力降低，塑性提高。利用此特性，将金属粉末或压坯加热通过模具进行挤压成形的过程称为粉末热挤。挤出的坯件尺寸及形状完全由模具嘴的尺寸或型腔来控制。按挤压金属特性和挤压零件形状，热挤法可分成非包套热挤和包套热挤两种形式。
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变形抗力和变形程度对挤压力的影响
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- 发布于 2017年四月25日
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掌握影响挤压力的主要因素
影响挤压力的主要因素有：挤压时的金属变形抗力、变形程度、模孔形状、制品断面形状、流出速度、锭坯的长度、接触摩擦条件等。
(1) 挤压时的粉末变形抗力。挤压力与抵抗力成正比关系。（但由于粉末的不均匀性，往往不能保持严格的线性关系。）变形温度通过影响金属变形抗力而影响挤压力，随着温度的升高，挤压力降低。
(2) 变形程度。挤压力与之也是成正比关系，随着变形程度增大挤压力增加。下图为不同种类粉末在不同挤压比的条件下的挤压力对比。挤压比extrusion ratio)是指挤压筒腔的横断面面积同挤压制品总横断面面积之比，也叫挤压系数。挤压比是挤压生产中用于表示金属变形程度大小的参数，用λ表示:λ=Ft/ΣF1。挤压比同变形程度、挤压力有如下关系:(1)挤压比增大时，金属流出模孔的困难程度会增大，挤压力也增大；(2)当其他条件相同时，挤压比增大，挤压时锭坯外层金属向模孔流动的阻力也增大，因此使内外部金属流动速度差增大，变形不均匀；(3)但当挤压比增加到一定程度后，剪切变形深入到内部，变形开始向均匀方向转化。研究证明，当挤压变形程度ε达到85%~90%时，挤压金属流动均匀，制品内外层的力学性能也趋于均匀。从图中可以看出，抵抗力（粉末种类）与变形程度（挤压比）均会对挤压压力产生影响。
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挤压工艺流程
- 分类：钨业知识
- 发布于 2017年四月25日
- 点击数：2507
挤压工艺流程为如下所示：
掺和
掺和的目的是在于使增塑剂和粉末混合均匀，以获得良好塑性的混合料。该过程也称为捏合，是挤压过程的关键环节，捏合是一种强力剪切的混合过程。掺和（捏合）后的混合料称为喂料
预压（压团）
混合料预压的作用是使增塑剂与颗粒表面充分接触，消除其中夹杂的气体，使混合料密度均匀。预压的操作程序是将掺合料装入圆筒压模内在压力机上以一定压力压实混合料；或把掺合料直接装入挤压筒内，密封挤压嘴，施以一定压力把混合料挤压密实。为了排气充分，最好在具有真空装置的挤压机中进行预压作业，并适当保压。硬质合金的压团过程需要在5x10-2pa的真空度，压团压力在1.2-1.5t/cm2的压力下进行，该压力与普通模压压力接近。
挤压
增塑粉末料的挤压可在油压机或专用挤压机上进行。物料进入料仓后，通过蜗杆将物料推压入挤压套筒内，通过挤压嘴获得所需的制品。混合料的挤压温度一般控制在40-50℃，可在模筒外壁装上加热器。挤压速度可在较大的范围内选择，以实际挤压坯不出现缺陷为限。挤压压力通常在300MPa以下。挤压过程受挤压压力、挤压速度、挤压温度等参数的影响。
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挤压过程的三个阶段
- 分类：钨业知识
- 发布于 2017年四月25日
- 点击数：3963
（一）掌握挤压过程的三个基本阶段
根据金属在挤压过程中的流动特点，通常把挤压变形过程划分为三个阶段（对应下图挤压力行程曲线上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区），分别是：
(1) 开始挤压阶段（也称填充挤压阶段）。金属受挤压轴的压力后，首先充满挤压筒与模孔，挤压力直线上升，粉末间空隙被逐渐填充，孔隙率大幅下降。
(2) 基本挤压阶段（也称平流挤压阶段）。从混合料粉末开始流出模孔到正常挤压过程即将结束时为止。在此阶段，筒内的锭坯一般来说，其内部与外部之间基本上不发生交错流动，锭坯的外层金属流出模孔后仍在制品的外层而不会流到制品的中心。在挤压时，锭坯任一横断面上的金属质点皆以同一速度或一定的速度差进入变形区压缩锥。靠近垫片和模子角落处的金属不流动，形成难变形区。正挤压的挤压力随着锭坯长度的减小而直线下降。
(3) 终了挤压阶段（也称缩尾挤压阶段或紊流挤压阶段）。在此阶段，锭坯的外层金属向其中心剧烈流动，同时两个难变形区中的金属也向模孔流动，形成挤压所特有的缺陷“挤压缩尾”。挤压力重新开始上升，此时应结束挤压操作。
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