铜粉末冶金技术如何实现高效压制?
铜粉末冶金技术实现高效压制的关键在于优化压制工艺参数、采用先进成型技术和设备,以及控制粉末特性。以下是具体措施:
1. 优化压制工艺参数
多阶段加压:采用多阶段加压(如预压、主压、终压)可以逐层排除颗粒间气体,使粉末更紧密排列。先以较低压力预压,初步排除大孔隙中的气体,再施加较高主压使粉末进一步压实,进行终压微调,能显著提升生坯密度。
模具设计优化:通过计算机模拟优化模具设计,减少压制过程中的摩擦损耗,确保压力均匀传递至粉末各处,提升密度均匀性。例如,优化模具表面粗糙度与脱模斜度,可降低粉末与模具壁之间的摩擦力,使压制过程更顺畅,生坯密度更均匀。
2. 采用先进成型技术
等静压技术:等静压技术通过液体或气体介质传递各向同性压力,粉末在三维方向均匀受压,尤其适用于深腔或薄壁结构的粉末冶金零件。冷等静压(CIP)可在常温下对粉末坯体施加高压,提升生坯密度;热等静压(HIP)则在高温高压下进一步促进粉末颗粒间的扩散与融合,大幅提升烧结密度,使零件密度更接近理论值。

粉末伺服成型机:粉末伺服成型机采用机、电、气、仪一体化控制、伺服驱动技术,通过伺服马达带动丝杆转动上冲、母模、下冲进行上下运动的粉末成型机。设备具有浮动压制,精确控制压力和位移,实现了对精细粉末的高精度成型。这种设备特别适用于超小、异形件、复杂、多台阶等精密粉末制品成型。
3. 控制粉末特性
粉末形状和粒度:雾化法生产的铜粉形状和粒度对压制性能有重要影响。使用惰性气体或空气雾化液态铜可得到近乎球形的粉末,这些粉末用于铜片生产等特殊应用。但球形铜粉的绿色强度不足,无法用于传统粉末冶金(P/M),需通过变形和/或氧化还原改变其颗粒形状和形态以使其可压制成型。
氧含量控制:熔化铜时需控制杂质含量以获得良好的流动性与高导电性。氧含量的控制取决于后续加工和粉末的用途。高氧含量会使粉末形状更不规则,而对雾化后的粉末进行还原处理可进一步通过聚集和孔隙生成提高其可压性。
通过上述措施,铜粉末冶金技术可以实现高效压制,提高生产效率和产品质量。
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