D0I:10.13374/j.issn1001053x.2000.02.010 第22卷第2期 北京科技大学学报 Vol.22 No.2 2000年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2000 温压过程致密化机制探讨 林涛果世驹李明怡魏延平 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要从温压的压制压力、压制温度、压坯中铁粉颗粒的显微硬度和润滑剂在乐坯中的分布 等方面对温压过程致密化机制作了分析，结果表明，温压过程中铁粉的固结规律基本上与传统 压制过程的相同，温压压坯密度比传统压制提高的值相当于相同压制压力下有效压制压力的 增大，温压温度的作用在于延缓铁粉压制过程的加工硬化程度和提高铁粉的塑性变形能力.润 滑剂在最佳的温压温度下具有粘流性，部分被挤出压坯，有效地减小铁粉颗粒之间及颗粒与模 壁之间的摩擦，降低了脱模压力 关键词温压：铁粉；压制压力：温度：润滑剂 分类号TF12 温压技术的出现是获得高性能铁基制品技 图1中2条曲线的平行走向表明，在温压(100℃) 术的一大突破，目前有的工作己经从工艺上做 和室温的压制过程中，粉末固结的规律性基本 了大量实验，并已经试图从理论上对温压过程 相同，即都经过颗粒重新排布、颗粒塑性变形、 进行剖析.如用唯像分析的方法得出了温压压 颗粒断裂3个阶段.在某一压制压力下，由于有 坯密度与压制压力、压制温度、装粉高度等因素 效压制压力的提高，温压所获得的压坯密度高 的关系".但是温压可以达到比传统压制高的 于室温压制的压坯密度， 压坯密度的机制尚不很清楚.本文将从压制压 30 力、压制温度及温压润滑剂在温压过程中的作 温压压制 用来分析这一机制. 20 室温压制 1实验方法 10 0 实验原料为武钢水雾化铁粉，温压润滑剂 0 场 40 6080 自制.实验装置参见文献[3].压坯外径为 P/kN 10mm,高9mm左右.压机为12t材料力学试验 图1铁粉的压制曲线 机.压坯中铁粉颗粒的显微硬度值由HX一【型 Fig.1 Compaction curve of iron powder 显微硬度计测定， 2.2压制温度 压制温度T对铁粉压坯密度的作用如图2 2结果与讨论 所示.从图中可以看出，压坯密度并不是随着压 2.1压制压力 制温度的升高而单调递增，而是存在一个最佳 图1给出了铁粉的室温压制及100℃压制 压制温度，在此温度下压坯能获得最大的密度. 的压制曲线，由图可以看出，2条曲线具有平行 在金属粉末的冷压过程中，由于加工硬化 的走向由于模具的内径是相同的，装粉量也相 的存在，使粉末达到完全致密化儿乎是不可能 同，因此压制过程的位移1与压坯密度p具有对 的，铁粉颗粒的显微硬度值可以直接地反映出 应关系；而压制时的载荷即是压制压力P.因此， 其加工硬化程度.表1为不同压制温度下压坯 图1实际上是反映出了压坯密度随压制压力的 中铁粉颗粒的显微硬度值.3种温度下，铁粉颗 变化，即随压制压力的增大压坯密度单调增大， 粒的显微硬度值基本相等，可以认为铁粉的最 终加工硬化程度相同.但考虑到压制温度从室 1999-1117收稿林涛，男，29岁，博士生 温分别升高到80和100℃时，压坯密度有明显 *国家“九五"攻关顶目N0.95-527-03-04-01) 增大，表明铁粉的塑性变形程度也增大.在温度第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 】 温压 过程致密化机制探讨 林 涛 果世驹 李明 怡 魏延平 北京科技大学材料科学 与工程学 院 ， 北京 摘 要 从温 压 的压 制压 力 、 压 制温度 、 压 坯 中铁粉 颗 粒 的显 微硬度 和 润滑 剂在 压 坯 中的分布 等 方 面对温压过程致密 化机 制作 了分 析 结果 表 明 ， 温压 过程 中铁 粉 的 固结规 律基本 上 与传统 压 制 过程 的相 同 温压 压 坯密 度 比传 统 压 制提 高 的值相 当于 相 同压 制 压 力 下 有效 压 制压 力 的 增 大 温压温度 的作 用在 于 延 缓铁 粉压 制过程 的加 工 硬 化程 度和 提 高铁粉 的塑 性变形 能力 润 滑 剂在 最 佳 的温 压温度 下 具 有粘流 性 ， 部分被 挤 出压 坯 ， 有 效地减 小铁粉颗 粒之 间及 颗粒 与模 壁 之 间 的摩 擦 ， 降低 了脱模压 力 关键 词 温压 铁粉 压 制 压 力 温度 润滑 剂 分 类号 月、任 温压 技 术 的 出现是 获得 高性 能铁基 制 品技 术 的 一 大 突 破 ， 目前 有 的工 作 己 经 从 工 艺 上 做 了大 量 实验 ， 并 已 经 试 图从 理 论 上 对温压 过 程 进行 剖析 如 用 唯 像 分 析 的方法 得 出 了温 压 压 坯 密度 与压制 压 力 、 压 制温度 、 装 粉 高度等 因 素 的关 系 ’， 但 是 温 压 可 以达 到 比传 统 压 制 高 的 压 坯 密 度 的机制 尚不 很清 楚 本 文 将 从 压 制 压 力 、 压 制温度及 温 压 润 滑 剂在温 压 过 程 中的作 用 来 分 析 这 一 机制 图 中 条 曲线 的平行走 向表 明 ， 在温压 ℃ 和 室 温 的压 制 过程 中 ， 粉 末 固 结 的规律性 基本 相 同 ， 即 都经 过 颗 粒 重 新排 布 、 颗粒 塑 性 变形 、 颗 粒 断裂 个 阶段 在 某一 压 制 压 力下 ， 由于 有 效 压 制 压 力 的提 高 ， 温 压 所 获得 的压 坯 密 度 高 于 室温 压 制 的压 坯 密 度 实验方法 实 验 原 料 为武 钢 水 雾 化 铁粉 ， 温压 润 滑 剂 自制 实 验 装 置 参 见 文 献 压 坯 外 径 为 ， 高 左 右 压 机 为 材 料 力学 试验 机 压 坯 中铁 粉颗粒 的 显 微硬 度值 由 一 型 显 微硬度 计 测 定 结果 与讨论 压 制压 力 图 给 出 了铁粉 的室 温 压 制及 ℃ 压 制 的压 制 曲线 由 图可 以看 出 ， 条 曲线 具 有平 行 的走 向 由于 模 具 的 内径 是 相 同 的 ， 装 粉量 也 相 同 ， 因此压 制 过 程 的位 移 与压 坯 密 度 具 有对 应 关 系 而 压 制 时 的载荷 即是 压制压力 尸 因此 ， 图 实 际 上 是 反 映 出 了压 坯 密 度 随 压 制 压 力 的 变化 ， 即 随压 制 压 力 的增 大压坯 密 度单调 增 大 一 一 收稿 林 涛 ， 男 ， 岁 ， 博士 生 国家 “ 九 五 ” 攻关 项 目 一 一 一 一 娜 图 铁粉 广 的压 制 曲线 压 制温度 压 制 温度 对 铁 粉压 坯 密 度 的作 用 如 图 所 示 从 图 中可 以看 出 ， 压 坯密 度 并 不 是 随着压 制 温度 的升 高而 单 调 递增 ， 而 是 存 在 一 个 最 佳 压 制温度 ， 在 此温度 下 压 坯 能获得最 大 的密度 在 金 属 粉 末 的冷 压 过 程 中 ， 由于 加 工 硬 化 的 存 在 ， 使粉末 达 到 完全致 密 化 几 乎 是 不 可 能 的 铁粉 颗 粒 的显 微 硬 度值 可 以直 接地 反 映 出 其 加 工 硬化程 度 表 为不 同压 制 温 度下 压 坯 中铁 粉颗 粒 的显 微 硬度 值 种温 度下 ， 铁粉 颗 粒 的 显微硬 度值基 本 相 等 ， 可 以认 为铁 粉 的最 终 加 工 硬化 程 度相 同 但考 虑 到 压 制温度 从 室 温 分 别 升 高到 和 ℃ 时 ， 压 坯 密度有 明 显 增 大 ， 表 明铁粉 的塑 性变形 程度 也增 大 在温度 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2000．02．010