金属粉末热挤介绍

时间：2021-08-23

金属粉末挤压是一种以粉末为原料用常规挤压制艺制収型型材的一项复合技术,这项技术将粉末冶金与挤压相结合，为制造用其他工艺难以或不能生产的复核材料型材提供了一条新途径。

金属粉末挤压有两种，一为粘结剂辅助挤压，即将粉末与粘结剂和其他流变变性剂相混合，制成挤压料（Feedstock)进行挤压，其生产过程和金届注射成形(MIM)相似。另外一种是金屈粉末热挤【1】 。
金届粉末热挤压是将粉末热压与机械加工相结合，制取全密实粉末冶金制品的一项技术。金属粉末热挤有三种基本方法，如阁1所示。**种方法足将粉末松装于热挤压筒中，将粉末直接从挤压模中挤出。

这种工艺已经用于挤压某些合金粉末，或者称之为合金球粒，其颗粒尺十相当粗，在70- 45Lm范围内。在没有保护气氛的条件下，将装有粉末的挤压筒加热，将粉末加热到规定的温度进行挤压。在15- 30 s内就能上升到所需温度。挤压前，必须将挤压头装入挤压筒中。

笫二种方法处将粉末先迸行冷压，然后热压。工业上用这种方法热挤压铝合金粉末坯料。据文献报道，冷等静压的钼粉压坯，不用装包套，将其加热到挤压温度就可挤压。

大部分金属粉末热挤压都使用*三种方法。将金属粉未装于金属包套中，加热及带包套一起挤压。一般说来，装包套工序也是用热等静压与热锻热固结粉末的一部分。用这种方法可处理有毒的、有放射性的、易燃的或易为气氛污染的粉末。
在粉末热挤压中，如图2所示，可将金属粉末生坏装于包套中，或川适度的压力将粉末冷压于包套中。使用充填模可防止包套鼓胀。对用振动可达到高振实密度的球形粉末，不需要预压。将一带抽气管的端面板置于粉末之上，并焊接在包套上，在室温或高温下抽出包套中的气休，然后将抽气管封死,之后再将包套与粉末进行挤压加热。

图 1  三种热挤压方法【2】

为防止挤压时发生骚动，要将包套端部作成锥形,并将其装入一带锥形口的挤压模中（图3）。为防止因包套中的粉末充填得不很密实发生褶皱，可采用插入式压头（围4)）。这种压头的头部挤入包套内，在有效地进行挤压之前先将粉末压实。
在挤压温度下，包套材料应尽量具有与被挤压粉末相同的刚性，并且不与粉末发生反应。挤压后，应该很容易用侵蚀或机械剥离等方法将包套清除掉。通常用铜和低碳钢作为包套材料。
1 金属粉末热挤压的实阮应用



金屑粉末挤压为制造用其他方法难以制取的型材提供了一种金属加工工艺。一直在用这种方法制作无缝管材、线材及用别的方法难以或无法生产的复合材料型材。早期的工作是，在1950年代末，用金属粉末挤压生产具有可控性的，弥散有核燃料的铍材与控制棒材以及弥散强化铝。在挤压技术中金属粉末挤压占有特殊位置，这是因为：
①　能够将川铸造或加工难以或不能处理的材料，用挤压成形为型材；
②　用粉末挤压可细化显微组织和使偏聚较小化，从而可改善材料的性能与特性；
③　通过挤压粉木混合物，寸使一种物弥散与另外一种物质中；
④　粉末通过挤压能形成锻轧材料结构，不需要进行烧结或其他热处理；
⑤　和挤压铸造的坏料相比，挤压粉末用的压力较小，而且温度与压头速度的范围较宽大。
金属粉挤压大多采用将粉水装于包套中进行，因此，可将其看作是充填坯料挤压的一种特殊情况，充填坯料系指，挤压的坯料或工件内不只包含一种村料。就浆包套的粉木来看，至少有（两种组分）粉末与包套。在下面讨论的较多的典型填充坯料可能是将两种或多种不同材料以几何形状配置于包套内。对充填坏料挤而言，较重要的一点是，各种组分的材料在冶金上要能相容，精心审察他们的力学与物理性能，可避兔产生下列严重缺陷：
①　形成共晶；
②　在挤压温度下，热机械性状显著失配；
③　包套与工件材料间过度相互扩散；
④　较难除除掉包覆在挤压产品上的包套料料。

在加工充填粉末的坯料时，另外一个问题是，对坯料加压时，包套与粉末体的相对变形。倘若包套内的充填材料对加压的抗力比包套的抗弯强度低，则在压缩包套时，包套可能会皱折。皱折造成的重叠将以缺陷的形式存在于挤压的棒材中。这种情况示意地示于图5。为避免产生皱折，粉末体的密度与包套的壁厚必须平衡。解决这个问题的一个办法是，如图4所示，可采用插入式压头，使其头部挤入包套内，在有效地进行挤压之前，先将粉末体压实。 要不然，可像图2那样，先将粉末坯料进行预压，或者使用球形粉末，充填时使之振动或摇动，以增高粉末的充填密度。



鉴于密实在很大程度上是在加压阶段完成的，可将装粉木包套的挤压认为是一种具有芯-壳关系的两种材料的同时缩小。为避免塑性流动严重不稳定和壳(包套材料)或芯(密实的粉末工件)可能产生断裂，壳与芯两种材料的相对变形抗力必须均衡。Acitzur【3】提出，可根据:（1）总的缩小比率；（2）挤压模角度；（3）每一种材料的体积百分率；（4）每一种材料摩擦的相对流动应力，来预测包套或芯断裂的状况。

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金属粉末挤压是一种以粉末为原料用常规挤压制艺制収型型材的一项复合技术,这项技术将粉末冶金与挤压相结合，为制造用其他工艺难以或不能生产的复核材料型材提供了一条新途径。金属粉末挤压有两种，一为粘结剂辅助挤压，即将粉末与粘结剂和其他流变变性剂相混合，制成挤压料（Feedstock)进行挤压，其生产过程和金届注射成形(MIM)相似。另外一种是金屈粉末热挤【1】。金届粉末热挤压是将粉末热压与机械加工相

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