文档介绍：第五章 成型
成型方法
模压法
挤压法
振动成型法
等静压成型法
成型过程的基本概念
成型过程的剪切力
流动极限应力：物料被密度时，为使物料发生变形，必须使物料内的剪应力达到一定数值，这时的剪应力称为物料的流动极限应力，用σs来表示。其大小与糊料中粉末颗粒的特性、粘结剂的特性及粘结剂的用量有关。
当物料在变形过程中受到各方面的力时， σs 只与绝对值最大和绝对值最小的剪应力有关，
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压粉及糊料的塑性
物料的塑性好，则成型时所需压力小，而生制品的密度大，机械强度髙；塑性太大，生制品容易变形，使制品的机械强度反而降低。
在压制过程中，压粉及糊料都存在一定的塑性。
物料塑性影响因素
物料的物性
黏结剂的软化点
黏结剂的加入量
成型温度
物理的塑性度量：
B—物料的塑性指标；
d2—物料的堆积密度，g/cm3；
d1—压制后生制品的体积密度，g/cm3；
σc—压制后生制品的抗压强度，MPa；
P—成型时的压力，MPa。
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压粉及糊料的流动性
压粉与糊料必须具有一定的流动性。物料的流动性与它的願粒形状、大小及粒度配比有关。物料的流动性使整个料室内上下、左右压力分布均匀，在压制过程中，使物料充满料室的各个部位，增加生制品密度的均匀性；
成型过程中，颗粒的自然取向性
自然取向性：一切可以自由移动的颗粒都具有以其较宽、较平的一面垂直于作用力的方向的性能，即颗粒能自然地处于力矩最小的位置，这称为颗粒的自然取向性。糊料和压粉颗粒都不是球形，自然取向性造成结构的各向异性。不同的成型方法所得到生制品内颗粒排列方向与各向异性比不同。
模压法：制得的生制品颗粒垂直于模压力方向排列，各向异性比较小；
挤压法：制得的生制品颗粒沿平行于挤压力方向排列，各向异性比大；
等静压成型法：制得的生制品在结构上是各向同性的。
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模压成型
模压法适用于压制长、宽、高三个方向尺寸相差不大，要求密度均匀、结构致密的制品，如电机用电刷，电真空器用石墨零件，密封材料等。
模压成型概述
模压成型：将一定量的糊料或压粉装入具有所要求的形状及尺寸的模具内，在压力作用下，糊料颗粒发生位移和变形，颗粒间接触表面因塑性变形而发生机械咬合和交织，使压块压实。
模压成型示意图
(a)双向模压；(b)单向模压
1—上柱塞；2—糊料；3—模具；4—下柱塞
压型时，糊料颗粒间，糊料与模壁间会发生摩擦，使压块内压力分布不均匀，造成压块密度分布不均匀。压块愈厚，这种不均匀现象愈严重。采用双面压制或压制时附加振动，可以减小这种不均匀性。
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模压成型的基本原理
压块密度与压力的关系
在压力作用下，压块的相对密度是随压力增加而增大。
压块的相对密度与压制压力的关系
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模压成型的三个过程：
第一阶段（图AB段），柱塞开始加压，随柱塞移动，颗粒间的空隙被较小颗粒所填充，空隙减少。在这阶段，压力稍有增加，压块密度就很快增加；
第二阶（图BC段），当柱塞继续加压，压块逐渐紧密，糊料内呈现一定的阻力。在这一阶段，压块密度与所施压力成比例地增大。
第三阶段，压力进一步增加，压块密度不再增加，但在这一阶段可以使压块各部分的密度渐趋均匀。
在第一、二阶段中，压块的密实是以颗粒的滑移和接触紧密为主，第三阶段则以颗粒的变形为主。
侧压力
侧压力的示意图
侧压力(PR)：压力下糊料颗粒的位移，使它向水平方向(X轴和Y轴方向）胀大。但是立方体四周被柱塞和模壁包围,使它不能胀大，这就是说有一个与水平胀力相等而方向相反的力限制着立方体，这种力就是侧压力。
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糊料与模壁间的压力损失
在模压成型时，糊料在压力作用下运动，糊料与模壁间产生摩擦。摩擦力愈大，则消耗压力愈多，使糊料内各部分受力不均匀。距离柱塞愈远处的摩擦损失愈大，所受压力愈小。
模压制品的密度分布规律
模压制品在压制时，由于内、外摩擦力的影响，存在着压力损失，因此，生制品的各部位密度不均匀，具有如下规律：
(1)由于外摩擦力的影响，生制品的体积密度随着离开柱塞的距离増加而下降，虽现上密下疏的现象；
(2)由于内摩擦力的影响，生制品的体积密度随着离模具中心距离增加而降低，呈现内密外疏的现象；
(3)由于加料不均匀，糊料流动性不好，会出现在加料多的地方体积密度大的现象。