【摘要】：粉末鐓粗技術(shù)是一種將粉末冶金工藝和金屬材料精密模鍛技術(shù)相結(jié)合的新成形工藝技術(shù)。這種技術(shù)能夠應(yīng)用于需要高要求、高精度、高抗疲勞強(qiáng)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(diǎn)。故而,廣泛受到了研究學(xué)者對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的重點(diǎn)關(guān)注。在粉末鐓粗的過(guò)程中,各項(xiàng)影響因素會(huì)制約著最終的產(chǎn)品的致密化過(guò)程和密度均勻化。復(fù)雜的成形機(jī)理使得已有的屈服模型不能好的描述粉末塑性成形過(guò)程。因此,探究更為準(zhǔn)確的粉末體鐓粗過(guò)程屈服模型,使其能更好解釋粉末燒結(jié)體致密行為以及為計(jì)算機(jī)模擬粉末成形過(guò)程提供理論依據(jù)。本文主要通過(guò)理論推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)研究和有限元模擬相結(jié)合的方法,研究了金屬粉末鐓粗過(guò)程中的屈服行為。首先,理論方面上,基于粉末燒結(jié)體多孔材料塑性力學(xué),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(guò)程中塑性成形力學(xué)行為。通過(guò)考慮粉末材料因子和預(yù)成形坯的初始相對(duì)密度的影響,獲得了一個(gè)新的塑性泊松比表達(dá)式,進(jìn)而改進(jìn)了適合于粉末燒結(jié)體鐓粗過(guò)程的屈服模型。然后,實(shí)驗(yàn)方面,進(jìn)行了鐵粉、銅粉和鋁粉粉末體鐓粗實(shí)驗(yàn)。將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)分別繪制成軸向應(yīng)變與相對(duì)密度、塑性泊松比與相對(duì)密度、粉末燒結(jié)體材料幾何硬化系數(shù)與相對(duì)密度關(guān)系以及3,/-/平面中不同相對(duì)密度的橢球形屈服軌跡,與其它理論模型相比較,本文改進(jìn)的屈服模型計(jì)算的理論值與實(shí)驗(yàn)值更加吻合,具有更高準(zhǔn)確性。最后,通過(guò)有限元軟件MSC.MARC模擬鐵粉、銅粉和鋁粉粉末體鐓粗實(shí)驗(yàn),探討不同工藝條件(摩擦系數(shù)、高徑比、粉末體初始相對(duì)密度、模具的加載速度)對(duì)粉末體成形規(guī)律的影響。結(jié)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(duì)密度對(duì)粉末體致密均勻化影響不大,但是提高初始相對(duì)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(yīng)力應(yīng)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(jié)果通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。
【圖文】：

湘 潭 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 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(yù)成形坯塊。在模壓成形過(guò)程中，通過(guò)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(gè)過(guò)程時(shí)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(chǔ)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(jìn)行，，而溫壓成形是采用改變粉末壓制機(jī)，制作特別的粉末加熱，粉末運(yùn)送與粉末模具加熱系統(tǒng)，將加入溫壓特有的潤(rùn)滑劑和粘結(jié)劑的粉末施加一定的溫度進(jìn)行壓制，之后用傳統(tǒng)的粉末冶金燒結(jié)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(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG316.11;TF124.5

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2563035