【摘要】：粉末鐓粗技術是一種將粉末冶金工藝和金屬材料精密模鍛技術相結合的新成形工藝技術。這種技術能夠應用于需要高要求、高精度、高抗疲勞強度與韌性的零部件制作,它還有成本低、效率高和周期短等優(yōu)點。故而,廣泛受到了研究學者對于這項技術的重點關注。在粉末鐓粗的過程中,各項影響因素會制約著最終的產(chǎn)品的致密化過程和密度均勻化。復雜的成形機理使得已有的屈服模型不能好的描述粉末塑性成形過程。因此,探究更為準確的粉末體鐓粗過程屈服模型,使其能更好解釋粉末燒結體致密行為以及為計算機模擬粉末成形過程提供理論依據(jù)。本文主要通過理論推導、實驗研究和有限元模擬相結合的方法,研究了金屬粉末鐓粗過程中的屈服行為。首先,理論方面上,基于粉末燒結體多孔材料塑性力學,即把粉末體看作是可以壓縮的連續(xù)體,研究了粉末鐓粗成形過程中塑性成形力學行為。通過考慮粉末材料因子和預成形坯的初始相對密度的影響,獲得了一個新的塑性泊松比表達式,進而改進了適合于粉末燒結體鐓粗過程的屈服模型。然后,實驗方面,進行了鐵粉、銅粉和鋁粉粉末體鐓粗實驗。將實驗所得數(shù)據(jù)分別繪制成軸向應變與相對密度、塑性泊松比與相對密度、粉末燒結體材料幾何硬化系數(shù)與相對密度關系以及3,/-/平面中不同相對密度的橢球形屈服軌跡,與其它理論模型相比較,本文改進的屈服模型計算的理論值與實驗值更加吻合,具有更高準確性。最后,通過有限元軟件MSC.MARC模擬鐵粉、銅粉和鋁粉粉末體鐓粗實驗,探討不同工藝條件(摩擦系數(shù)、高徑比、粉末體初始相對密度、模具的加載速度)對粉末體成形規(guī)律的影響。結果表明:摩擦系數(shù)越大、高徑比值越高或者越低、模具的加載速度越快,則粉末體密度梯度越大,塑性變形能梯度大且不穩(wěn)定,致密效果不好且不均勻。粉末體初始相對密度對粉末體致密均勻化影響不大,但是提高初始相對密度,可以減少粉末體孔隙,有利于粉末體鐓粗致密。相同工藝條件下,粉末體壓坯密度分布外圓柱表面梯度最大,且靠近上下模處最高,應力應變最集中,鼓形處密度最低,致密效果最差,容易在這兩處地方出現(xiàn)損傷裂紋,并且模擬結果通過實驗得到驗證。
【圖文】：

湘 潭 大 學 碩 士 學 位 論 文1.2.1 模壓成形傳統(tǒng)的模壓成形是將具有一定的性能的金屬粉末在模具內(nèi)壓制成需要的預成形坯塊。在模壓成形過程中，通過上模施加壓力，松散的粉末顆粒被壓縮在粉末冶金模具的模腔內(nèi)，以期形成具有需要的密度、尺寸和形狀的生坯（如圖 1.4所示）。這個過程時間短，具有大規(guī)模生產(chǎn)零件的能力，所以模壓成形在粉末冶金中有巨大潛力。

圖 1.4 模壓成形示意圖1.2.2 溫壓成形溫壓成形是指采用傳統(tǒng)的粉末冶金工藝基礎上，在粉末壓制和粉末制備工序上做了一定的變化。相比較傳統(tǒng)粉末冶金在室溫下進行，，而溫壓成形是采用改變粉末壓制機，制作特別的粉末加熱，粉末運送與粉末模具加熱系統(tǒng)，將加入溫壓特有的潤滑劑和粘結劑的粉末施加一定的溫度進行壓制，之后用傳統(tǒng)的粉末冶金燒結工藝（溫壓工藝流程如圖 1.5），以獲得致密度很好的產(chǎn)品[13]。
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG316.11;TF124.5

【共引文獻】

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本文編號：2563035