1、§4-4 挤压成形,压挤工艺是金属压力加工中采用已久的一项加工技术，此工艺用于粉末冶金已有60多年的历史。 挤压成形：粉末体或粉末压坯，在压力作用下，通过规定的压模嘴，挤压成坯块或制品的一种成形方法。原理如 P209、图3-95所示。,P侧,P摩,P挤,（挤出力）,挤压嘴,挤压筒,模冲,1,挤压成形分类 冷挤法 将金属粉末与一定的有机粘结剂混合,在较低温度下(40-200)挤压成压块.也称为增塑粉末挤压成形 热挤法 将金属粉末压坯或粉末装入包套内,加热到较高温度（500-1000 ）下挤压。 挤压成形的特点（P208）(略）1、能挤压出壁很薄、直径很小的微形小管，例厚度0.01mm、
2、=1mm的制品。,.,2、能挤压形状复杂、物理、机械性能优良的致密粉 末材料，如烧结铝合金、高温合金。 3、压坯纵向密度分布均匀，控制好时横向密度也较 均匀。 4、挤压制品长度不受挤压设备的限制，生产过程具 有高度的连续性。 5、更换挤压嘴，可制得不同断面形状的制品。 6、挤压返料可重复使用。,一、增塑金属粉末的挤压（冷挤压） 1、挤压过程力的分析 粉末挤压过程同致密金属，受力状态P209、图3-95，基本同普通模压法。P侧 = P挤P摩 = P侧= P挤 摩擦系数 粉末混合料被挤出的必要条件是：P挤 P摩（筒） + P摩（嘴） 由于摩擦力的作用，混合料在筒内的流动形成三个区域，P209、图3
3、-96,挤压坯,.,挤压力的分布（同普通模压）沿纵向：由上向下逐渐降低； 沿横向：由中心向表面逐渐降低。 超前现象： 由于模壁摩擦力的作用，造成模筒中心部位挤压物料的流动速度大于外层物料的流动速度。 随挤压截面中心部位物料的流速，在挤压嘴处，截面突然超前现象(嘴中心物料流动快，靠近嘴壁处流动慢）在挤压制品中出现一剪切拉力,。,这一附加内应力的存在，易造成压坯开裂。 提高模嘴光洁度； 降低挤压物料与模 壁间的摩擦系数；设计合理的模嘴角 度均可降低附加内 应力。,（剪切拉力）,.,2、挤压模具的设计 挤压模具主要由：模冲、挤压园筒和压挤嘴构成（P209、图3-95） 压缩比K： 挤压料受压横截面F
4、与挤压压坯横截面F0差的相对比值，即：K=（F - F0）/ F (1)或 K=（D2d2）/ D2 (2)K 压缩比，%、通常取K95%F、F0分别为挤压筒和挤压嘴的横截面积D、d 分别为挤压筒和挤压嘴的直径,挤压筒,挤压嘴,定型带L,.,设计压模时，须按制品的要求正确选择压缩比和设计挤压嘴1）D值确定 通常取K95%，已知d、D值可由(2) 式确定2） 锥角的确定P挤 =P + PP 阻碍混合料流入定型带P促进混合料流入定型带P= P挤 Sin （/2）P= P挤 Cos （/2）,.,P挤一定时, P 、P ，有利于混合 料进入定型带。生产实际 取 =45-75°之间，一般 取
5、 =60° 3）定型带长度LL=（1.5-5)d 4) 挤压嘴光洁度挤压嘴光洁度摩擦系数超前现象附 加内应力压坯缺陷 要求光洁度达9以上(镜面级),.,3、挤压工艺过程增塑成形剂的选择（P211）要求：1）具有较佳的可塑性2）具有较强的粘接能力3）不与金属粉末料起化学反应4）在烧结温度下可全部挥发掉P211、表3-34为各种增塑剂在空气中灼烧后的残渣数量统计，由表可见，石蜡汽油及石蜡灼烧后可全部挥发掉，故生产中常用石蜡作为增塑剂。,.,工艺过程举例1. 硬质合金与多孔材料的挤压工艺粉料 增塑剂 ,.,掺合 将粉末料与增塑剂混合均匀 预压 使增塑剂与颗粒表面充分接触,消除其中夹 杂的气
6、体,最终使混合料密度均匀. 挤压 挤压可在油压机或专用挤压机上进行. P212，图3-101 一种高效真空挤压机 混合料的挤压温度一般控制在40-50挤压速度可在较大范围内选择,以压坯不出现缺 陷为限.,.,4、影响挤压过程的主要因素（略） 二、热挤 温度升高，金属或合金的变形阻力降低、塑性 提高。 热挤 分为包套热挤和非包套热挤两种方法。 特点 1、将成形与烧结结合在一起，可直 接获得物理机械性能较佳的制品。2、可准确控制制品的成分和内部组织。,包套挤压示意图,包套,粉末,.,例: 挤压粉末高速钢中碳化物分布均匀、尺寸1m 为防止挤压料氧化，一般粉末或压坯都要装入包套内，经抽气密封，然后进行热挤压。 包套材料应具有如下特点：（P214）1）有较好的热塑性，与挤压材料相适应。2）不与挤压材料形成合金或低熔相。3）挤压之后易于用物理或化学方法剥离。4）来源容易、成本低。,.,常用包套材料黑色金属：低碳钢板、不锈钢板。有色金属：黄铜（铜锌合金） 填充坯料挤压工艺 P214、图3-107 用来制取复杂断面、凹形断面材料的一种重要方法,其热挤压工艺如下(P214):1.包套空腔准备 2.装套 3.排气和密封(P215、图3-108) 4.挤压 5. 剥套处理,碳钢盒,
