粉末压制成形模具设计

来源于：注塑塑胶网金属或陶瓷粉末注塑成型工艺使用金属或陶瓷粉末通过注塑成型工艺生产复杂零件如今，使用粉末材料的注塑成型技术主要用于制造工业用复杂组件。

粉末注塑成型是除了其它成型工艺（精密铸造和轴向或均衡压制）外的另一种可供选择的工艺。

近年来，用陶瓷或金属粉末来制造注塑成型零件的应用领域主要包括汽车工业、刀具工业、磁体生产、纺织工业、钟表工业、家居用品、精密工程、医疗和牙科技术以及陶瓷工业。

在 ARBURG PIM 实验室，客户可以通过实际观看样品生产来了解粉末注塑的优点。

表1: 金属和陶瓷组件的典型公差粉末注塑成型技术使组件的批量生产成为可能，因为采用机械加工或压制技术进行批量生产已经不再是一种经济有效的方式。

注塑成型技术使组件的设计和制造过程具有几乎无限的自由度。

粉末注塑成型制造过程包括成型零件的初始注塑成型、脱脂和烧结。

组件公差由以下重要因素确定：● 粘合剂含量● 粉末特性● 混合过程● 注塑成型参数● 重力变形● 在烧结托盘上的滑动性能可用材料范围广泛原则上，所有细颗粒、可烧结的粉末都可以和相应的粘合剂混合并在注塑机上加工。

包括氧化陶瓷、金属、碳化物及氮化物。

由于混合和注塑设备在处理粉末材料的过程中会受到较强磨损，因此建议选择粒度尽可能小的粉末。

较细的粉末可降低表面粗糙度，从而在加工过程中降低磨损并提高生坯强度。

各种粉末材料的性能范围如表3中所示。

表2: 在严格的公差范围内的高重复性粘合剂使粉末可用来注塑对粘合剂最重要的要求是：脱脂过程中的尺寸稳定性、良好的保存特性、不与粉末材料发生反应、很高的零件强度、良好的脱模特性、热稳定性和在脱脂过程中易于去除并可完全去除。

粘合剂与粉末颗粒之间的粘附力还应尽可能高，以便在注塑过程中增高压力不会使两个组份分离，而导致填充的零件不均匀。

为了获得良好的注塑成型特性并以低收缩率获得均匀的烧结质量，建议采用球形粉末。

具有最佳配比的粘合剂与粉末在混合过程中，粘合剂和粉末混合成一种匀质的混合物，即原料。

粉末冶金整形模具间隙粉末冶金整形模具间隙是指在粉末冶金成型过程中，模具内部所需要的空隙。

粉末冶金是一种通过将金属粉末压制成型，并通过烧结、热处理等工艺形成坚固的金属零件的制造方法。

整形模具是在该工艺中不可或缺的工具，它的设计和间隙的设置直接影响到成型件的质量和性能。

粉末冶金整形模具间隙的设置对成型件的尺寸和形状有着重要的影响。

一方面，如果模具间隙过大，会导致成型件的尺寸过大，甚至无法满足设计要求；另一方面，如果模具间隙过小，会导致成型件的尺寸过小或形状变形，同样无法满足设计要求。

因此，合理设置模具间隙是粉末冶金成型的关键之一。

模具间隙的设置要根据成型件的形状和尺寸要求来确定。

一般来说，成型件的形状越复杂，尺寸要求越高，模具间隙就需要设置得更加精确。

同时，不同材料的粉末冶金成型也需要设置不同的模具间隙。

例如，对于易烧结的金属粉末，模具间隙要相对较大，以便在成型过程中保持足够的压实度；而对于难烧结的金属粉末，模具间隙可以设置得相对较小。

模具间隙的设置要考虑到粉末的流动性和压实性。

粉末的流动性是指粉末在模具中的流动能力，而压实性是指粉末在受到压力时的压实能力。

模具间隙的大小会直接影响到粉末的流动性和压实性。

如果模具间隙过大，粉末在成型过程中容易出现堆积和不均匀的现象，从而影响成型件的质量。

如果模具间隙过小，会增加成型过程中的摩擦力和压力，导致成型件的形状变形或尺寸不准确。

模具间隙的设置还要考虑到模具的磨损和使用寿命。

在粉末冶金成型过程中，模具会不可避免地受到磨损，特别是在长时间、高频次的使用下更为明显。

因此，模具间隙的设置要考虑到模具的磨损程度，以保证成型件的质量和尺寸稳定性。

一般来说，可以适当增大模具间隙来弥补模具的磨损，延长模具的使用寿命。

粉末冶金整形模具间隙的设置是粉末冶金成型过程中的关键因素之一。

合理设置模具间隙可以保证成型件的尺寸和形状满足设计要求，同时还要考虑到粉末的流动性、压实性、模具的磨损和使用寿命等因素。

粉末冶金模具设计说明书样板粉末冶金模具设计说明书1、引言本文档旨在提供粉末冶金模具设计的详细说明，包括设计目的、设计原则、设计流程以及设计结果等内容。

2、设计目的本次设计旨在开发一种可用于粉末冶金工艺的模具，以满足客户对于产品质量、生产效率和成本控制等方面的要求。

3、设计原则在模具设计过程中，应遵循以下原则：3.1 精确度和稳定性原则：模具应具备高度的精确度和稳定性，以确保产品的质量和尺寸的一致性。

3.2 工艺可行性原则：模具设计应基于现有的粉末冶金工艺和设备，确保设计方案的可行性和实施的可行性。

3.3 成本效益原则：模具设计应考虑材料成本、制造成本和维护成本，以降低总体生产成本。

4、设计流程4.1 产品需求分析：了解客户对于产品性能、尺寸和表面质量等方面的要求，获得设计的基础数据。

4.2 材料选择：根据产品需求和工艺要求，选择适合的材料，包括模具材料和涂层材料等。

4.3 模具结构设计：设计模具的整体结构和零部件结构，考虑模具的可装卸性、易维护性和生产效率等。

4.4 模具零部件设计：设计模具的各个零部件，包括模具芯和模具腔等，确保其几何形状和尺寸的准确性。

4.5 涂层选择和设计：根据模具的使用环境和工艺要求，选择合适的涂层材料，并设计涂层的厚度和结构等。

4.6 模具制造和调试：根据设计图纸和规范，制造和组装模具，并进行调试和试产，以确保模具的正常使用。

4.7 模具维护和管理：建立模具维护和管理体系，包括清洗、保养和修复等工作，延长模具的使用寿命。

5、设计结果基于以上设计流程和原则，我们提供了粉末冶金模具的设计方案。

设计方案包括模具结构图纸、材料选择和涂层设计等内容，请参阅附件1：附件：1、粉末冶金模具设计图纸本文涉及的法律名词及注释：1、粉末冶金：一种通过将金属粉末压制成形并经过烧结过程得到制品的金属加工工艺。

2、模具：用于塑料、金属等物质加工中的一种工具，用于赋予材料所需的形状和尺寸。

金属粉末件钢模压制成形模具设计计算方法摘要：金属粉末件是一种新型的金属材料，其优良的力学性能和物理化学性能使得其在工业领域得到广泛应用。

而金属粉末件的制造过程中，钢模压制成形技术是其中重要的一种方法。

本文将介绍钢模压制成形模具设计计算方法，包括模具材料选取、结构设计、尺寸计算等方面，以期为实际应用提供一定的参考。

一、引言近年来，金属粉末件作为一种新型的金属材料，因其具有高强度、高塑性、高耐磨等特性，得到了越来越广泛的应用。

而钢模压制成形技术是制造金属粉末件的重要工艺之一。

模具的设计和制造质量直接影响到金属粉末件的成形品质和经济效益。

因此，本文将介绍一种较为成熟的钢模压制成形模具设计计算方法，以供相关从业人员参考。

二、钢模压制成形模具设计计算方法1. 模具材料的选取模具主要由工作面、边框、支撑和薄板等零件组成。

在模具材料的选取上，需要考虑到其物理力学性能及其抗疲劳性能。

一般来说，模具的材料要求具有高强度、高硬度、高韧性和较好的耐蚀性，因此，常用的材料有优质合金钢、高速钢、硬质合金等。

在具体选材时，还需考虑到材料的可加工性、价格、耐磨性等因素。

2. 结构设计模具的结构设计是保证成形精度和产品品质的关键之一。

设计应遵循简单、可靠、易于制造及操作的原则。

首先，在设计过程中应根据成形件的几何尺寸、形状和材料性能，确定模具的结构类型。

其次，要根据成形件的形状特征和成形加工过程中的应力状态，确定模具界面的斜度、圆角半径等参数，以此来保证成形品的外观及尺寸精度。

3. 尺寸计算模具尺寸计算是保证模具具有良好成形效果的重要环节。

在计算过程中，应考虑到模具的热膨胀系数以及材料的伸缩性等因素。

具体的计算方法如下：(1) 模具的等温膨胀系数K模：K模=1/(1-η(Tc-Ts))其中Tc是压制过程中的最高温度，Ts是开始加热时的温度，η是模具的线膨胀系数。

一般来说，等温膨胀系数的取值范围为5x10^-5~12x10^-5/℃。

粉末材料的主要成型方法引言粉末材料是一种常见的材料形式，具有独特的性质和广泛的应用领域。

成型是将粉末材料转变为所需形状和尺寸的关键步骤之一。

本文将介绍粉末材料的主要成型方法，包括压制成型、注塑成型、烧结成型和3D打印等。

压制成型压制成型是最常见的粉末材料成型方法之一。

它通过将粉末材料放入模具中，施加高压使其变形并形成所需形状。

压制成型可以分为冷压成型和热压成型两种方式。

冷压成型冷压成型是将粉末材料在常温下进行成型的方法。

它适用于一些易于压制的材料，如金属粉末和陶瓷粉末。

冷压成型的步骤包括：1.将粉末材料放入模具中。

2.施加压力使粉末材料变形。

3.移除模具并得到成型件。

冷压成型的优点是成本低、工艺简单，但其成型密度较低，需要进一步处理以提高密度和强度。

热压成型热压成型是将粉末材料在高温下进行成型的方法。

它适用于一些高熔点材料和复杂形状的零件。

热压成型的步骤包括：1.将粉末材料放入模具中。

2.加热模具使粉末材料熔化或软化。

3.施加压力使粉末材料变形。

4.冷却模具并得到成型件。

热压成型的优点是成型密度高、强度好，但其成本较高，工艺复杂。

注塑成型注塑成型是将粉末材料通过注塑机进行成型的方法。

它适用于一些塑料粉末和橡胶粉末等可熔融的材料。

注塑成型的步骤包括：1.将粉末材料放入注塑机的料斗中。

2.通过螺杆将粉末材料加热熔化。

3.将熔化的材料注入模具中。

4.冷却模具并得到成型件。

注塑成型的优点是成型速度快、成型精度高，但其设备和模具成本较高。

烧结成型烧结成型是将粉末材料通过烧结过程进行成型的方法。

烧结是指将粉末材料加热至接近熔点的温度，使其颗粒之间发生结合，形成固体材料的过程。

烧结成型的步骤包括：1.将粉末材料放入模具中。

2.加热模具使粉末材料烧结。

3.冷却模具并得到成型件。

烧结成型的优点是成型密度高、强度好，适用于一些难以通过其他成型方法获得高密度材料的情况。

3D打印3D打印是一种近年来发展迅速的粉末材料成型方法。

粉末冶金模具设计说明书粉末冶金模具设计说明书一、设计任务生产一批两个台阶面的钢制模坯，如图所示，数据要求：A=10mm，B=30mm，C=20mm，D=20mm，E=10 mm，F=10mm。

二、压坯设计1.产品零件分析该产品采用Fe-0.05C（50钢），属于铁基制品，其制品密度依靠其较高的压坯密度来达到，因此在压制成型时需要采用较高的单位压力（一般在300~800MPa）。

由于该产品零件形状比较简单，采用简单的上下模冲压制成型。

2.松装密度和压坯密度的确定采用水雾化铁粉压制，松装密度范围2.5~3.2,取常用值2.8，即松装密度：ρ松=2.8g/cm3压坯密度：γ压=6.6g/cm3压缩比：C=γ/ρ=2.36三、压制成形与压力机确定1.压制压力的选择采用500MPa 的单位压力，由已知可得压坯截面积22222S=(B (3010)62844mm ππ-=-A )= 则其压制力F=p×S=500MPa×628mm 2=314kN脱模压力F 脱=ƒ´p 侧余S 侧=0.2×100×1570=31.4kNƒ´——粉末对阴模壁的静摩擦系数，此处ƒ´=0.2p 侧余——残余侧压力，此处p 侧余=0.2p=0.2×500MPa=100MPa S 侧——侧面积， S 侧=πEB+πFC=3.14(10×30+10×20)=1570mm 2侧压力p 侧 =ξp=p ν/(1-ν)=0.38×500MPa=190MPa2.装粉高度确定带台阶面压坯成形模具的设计原则 1）粉末充填系数相同或相近 2）压缩比相同或相近 压缩比 C=γ/ρ=2.36装粉台阶高度 E 0=CE=2.36×10mm=23.6mm装粉总高度D 0=C(E+F)=2.36×20mm=47.2mm2.1压坯高度验算 max max 2.8(10)(18510)74.26.6H F mm ργ=-=⨯-= ——F max =185mm (设计手册表4-20TPA50/2压力机的最大装料高度)H=D 0=47.2mm<H max 可行 3.压制方式的选择c31406286628S S K S++===侧f 侧S 侧f =πD(B+C)=3140mm 2 S 侧c =πDA =628mm 2 K>单向K max =5(ƒ=0.1,表3-5)，压坯有台阶面，选择双向压制。