粉末冶金及生产工艺研究毕业论文

粉末冶金及生产工艺研究【摘要】无论我们的生产还是生活中，粉末冶金产品都是很常见的。比如说：汽车、航空航天、国防武器等等领域都有体现。也在新材料科学中很有发展活力。除此之外，粉末冶金还有另一优点，就是人们一些传统机械加工方法无法加工的零件，粉末冶金技术却完全可以胜任，所以备受国家的重视。粉末冶金制成的产品很多，包括硬质合金、磁性材料等金属制品。粉末冶金把零件成形与材料制备融为一体，是节能、高效的先进技术，并已走在当代科学材料的一线水平，并向着更加高效、成本低廉等方向发展。在当今社会高速发展的时代有着不可替代的作用。而数控技术主要体现在一些特定产品的加工，打孔、车端面都是必不可少的。【关键词】： 粉末冶金 数控技术 生产工艺目录引言.11、粉末冶金技术简介.2(一 )粉末冶金起源 .2(二）粉末冶金定义.2(三）粉末的制备方法.2二、压制成形.3(一）压制定义.4（二）压制技术分类.4（三）压制成形三部曲.5（四）压制常见问题.6三、机加工（生胚的加工）.6（一）数控系统.6（二）CNC 装置主要功能 .7（三）打孔环节.9（四）机加工常见问题.10四、烧结.10（一）烧结炉的功能及用途.11（二）烧结常见问题及解决方案.12五、整形处理.12（一）整形的目的.13（二）整形的过程.14（三）整形常用量具.14（四）整形常见问题.15六、后处理.15（一）端面精加工.15（二）蒸汽处理.18七、现场工作准则.18（一）质量规范.19（二）健康、安全规范.198、粉末冶金展现状 .20总结.21参考文献.22谢辞.23 1引 言一个偶然的机会，进入了米巴精密实习，它是一所粉末冶金企业，主要是针对汽车领域的各种精密零件的生产。虽然和所学的数控技术有所不一样，但是万变不离其中，还是有很多地方相似的。从最基本的压制再到整形都有很好的体现，如何看懂图纸如何测量产品的尺寸，这都是在学校里学到的内容。在这里充分认识了机械加工行业，并把所学知识有了很好的的运用，无论是从机械基础、数控技术以及机械制图，在这里都有了很好的展现，所以选择粉末冶金当论文题目。图 1-1 为粉末冶金加工流程：图 1-1 粉末冶金加工流程一、粉末冶金技术简介（一）粉末冶金的起源2提起粉末冶金的起源，那就要追溯的三千多年前，古人拿它来制造铁器，那就是用的粉末冶金技术。由于它的各种优点，所以粉末冶金技术被广泛地使用从普通机械制造到精密仪器，从民用工业到军事工业，从五金工具到大型机械，从一般技术到尖端技术，从电子工业到电机制造，都能见到粉末冶金工艺的身影。其发展有三个标志，第一个就是上个世纪四十年代的时候，利用粉末冶金技术制成了含油轴承，没有经过任何其他的机械加工，达到了零切削的水平，既而奠定了粉末冶金技术的发展。第二个就是它克服了很难熔化的金属在机械加工中的困难。随后被誉为粉末冶金技术革命的是粉末冶金硬质合金的出现，是机械加工的革命。最后就是粉末冶金技术向着更高水平、高工艺的方向发展。（二）粉末冶金的定义什么叫粉末冶金呢，顾名思义就是把准备好的粉末或粉材，利用同型号的模具，压制程自己所需的产品，在经过各种机械加工，来达到特定的尺寸。粉末冶金可以制备微晶、非晶、纳米晶和固溶体等一系列的高性能非平衡材料。其材料性能优越，充分发挥了低成本大回报的特点。（ 3） 粉末的制备方法提到金属粉末的制备，大概有两个方法，一种是机械的，一种是物理的。制备的方法决定了粉末的形状、大小、松装密度、化学成分等。然后是粉末的预处理，包括退火、分级、混合（混合可以利用化学法和机械法来完成。广泛使用的是机械法，将混合料和粉末均匀搀和而不发生化学反应。常常需要加入添加剂来提高强度或者是防止粉末成分偏稀的增塑剂，以及减少颗粒摩擦的润滑剂。 ） 、制粒（制成自己所需要的大小颗粒） 。32、 压制成形（以图及 650 产品为例）图 3-1 图纸几个相对重要尺寸如下：14、 D8 孔 16、 18 平行度17、 台阶高 4.6521、 外径 53.719、台阶高 7.604图 3-2 实体图(一)压制定义压制是粉末冶金中最基本的过程之一，只粉末冶金的基础。压制目的是将原本松散的粉末压制成特定尺寸、几何形状、强度和密度的半成品。粉末冶金中最常采用的是模压成形 18 世纪和 19 世纪上半叶，西班牙、英国、俄国和为制造铂制品，都曾采用相似的粉末冶金的工艺。20 世纪 30 年代以来，在粉末冶金零件的工业化生产过程中,模具设计、压机设备等方面不断改进,模压成形方法得到了更大发展，机械化和自动化已达到较高的程度。(2)压制技术分类1、温压成形技术它是在混合物中添加高温新型的润滑剂，然后是将粉末和模具加热至 150左右进行刚性模压制，最后采用传统烧结工艺进行烧结的技术，是普通模压技术的发展与延伸。特点：能以较低成本制出高性能铁基等粉末冶金零部件；提高零部件生坯的密度；产品具有很高的强度；有利于制造形状复杂以及要求精密的零部件；密度均匀等特点2、高速压制成形技术高速压制生产零件过程和传统压制过程工序基本相同；混合粉末加进送料器中，粉末通过送粉靴自动地填充模腔压制成形之后，通过附加间隔 0.3 s 的多重冲击能达到更高的密度。特点：与传统的压制相比，高速压制铁基零件密度可提高 0.3g/cm3 左右，因而抗拉强度和屈服强度能相应提高 2025高速压制压坯径向弹性后效小，故脱模压力比较小，5并且压坯密度相对均匀，其偏差要小于 0.3g/cm3。同时，还具有高生产率、低成本等特点。3、等静压成形技术等静压成型是借助于高压泵的作用把流体介质（气体或液体）压入耐高压的钢制密封容器内，高压流体的静压力直接作用在弹性模套内的粉末上；粉末体在同一时间内在各个方向上均匀地受压而获得密度分布均匀和强度较高的坯体。通常，等静压成形按其特性分为冷等静压和热等静压，冷等静压常用水或油作压力介质，热等静压用气体（如氩气）作为压力介质。特点：与一般的钢模压制相比，能压制具有凹形、空心等复杂零件。压制时，粉末体与弹性磨具的相对移动小，所以摩擦损耗也小，能够压制各种金属粉末及非金属粉末。压坯强度高，便于运输加工。磨具材料是橡胶或者塑料，成本低廉。能在较低温度下制得接近完全致密的材料。（3）压制成形三部曲图 5-1 图 5-2机械手向模具里加入粉末 对粉末进行压制处理6图 5-3机械手从模具里取出产品（四）压制常见问题压制是冶金的的基本环节之一，产品的好坏直接取决于压制的步骤。但是压制中也有存在许多的问题。压制中最常见的问题就是掉粉，稍微不注意就有大批量的报废。除此之外，由于刚压制出来的产品只是生胚，所以比较脆弱，要避免碰撞，不然就会出现裂纹或者断齿等问题。就拿上述产品来说，一个就是容易掉粉，另一个就是拉伤。这都是在生产过程中要注意的。三、机加工（生胚的加工）机加工主要是压制无法完成的工艺进行二次加工，包括车断面、打孔等环节。主要利用到数控机床，所以接下来就简单的介绍一下数控基础知识。（一）数控系统数控系统是整个数控装置的核心，数控装置有两种类型：一种是完全由硬件逻辑电路构成的专用硬件数控装置，即 NC 装置；另一种是由计算机硬件和软件组成的计算机数控装置，即 CNC 装置。NC 装置是数控技术发展早期普遍采用的数控装置，由于 NC装置本身的缺点，随着计算机技术的迅猛发展，现在 NC 装置已基本被 CNC 装置取代，因此，本章讲的数控装置主要针对 CNC 装置而言。 计算机数控系统由硬件和软件共同完成数控任务，其基本组成如图 2-1 所示。现代数控装置不仅能通过读取信息载体方式获得数控加工程序，还可以通过其它方式获得，如通过键盘方式输入和编辑数控加工程序；通过通信方式输入其它计算机程序编辑器、自动编程器、CAD/CAM 系统或上位机所提供的数控加工程序。高档数控装置本身7已包含一套自动编程系统或 CAD/CAM 系统，只需采用键盘输入相应的信息，数控装置本身就能生成数控加工程序。 (PLC)CAD/M (CN)图 6-1 数控机床的组成（二）CNC 装置的主要功能1. 基本功能(1) 控制功能。什么是数控系统的控制功能呢？控制功能最主要的就是能控制数控机床的轴数，有三轴、四轴等等。也包括其他的轴数例如回转的、移动的、附加的轴等等。联动轴的主要功能就是可以独立加工轮廓的轨迹。联动轴与联动控制在不同的车床上有不同的体现，普车上面一般只有 2 轴控制联动，一般的加工中心上面就有三种控制及联动。的基本功能就体现在它的联动轴数上面，控制联动的轴数越多，这就表明数控装置的功能越强，与此同时它的程序编写就会非常的难，操作也非常的难，它的装置也就越复杂。 (2) 准备功能。准备功能相对简单，说道准备功能也就是我们平常所说的功能，常见的功能的编码就是，共有一百种。准备功能的定义就是控制机床的工作方式，不同的数控系统就选用不同的功能，根据数控机床本身的性能选择。准备功能是用来制定机床的运行方式，例如：基本的移动、如何返回基准点、坐标的设定、固定循环、基本移动等等。代码还有两种模态功能，关于是模态还是非模态就要看它与数字的结合。(3) 插补功能。提到插补功能，这就是数控系统的另一强大功能，指的是在数控装置当中可以精准的完成曲线轨迹的插补运算。例