产业化温压设备中的加热系统
1 引言
粉末冶金材料的力学性能与其密度有密切的。各行业,特别是汽车工业对粉末冶金零件的性能要求愈来愈高,因而对其密度要求也愈来愈高。提高粉末冶金零件密度,传统的方法有:提高压制压力,提高烧结温度,添加烧结活化剂,两次压制两次烧结,熔渗铜,以及粉末锻造等。这些方法虽各有优缺点,但它们存在的一个问题———零件的生产成本高却是相同的。温压是一种在传统的粉末冶金设备上一次压制一次烧结的低成本工艺,它可以制造出密度不低于7.3ｇｃｍ3的高性能粉末冶金零件[1]。它是进入90年代以来,粉末冶金生产技术方面所获得的一项重要技术成果。该工艺zui早由意大利的ｎｕｏｖａｍｅｒｉｓｉｎｔｅｒ于70年代提出,而由北美ｈｏｅｇａｎａｅｓ公司开始实际应用,1994年在ｐｍ2ｔｅｃ’94会议上公布后引起广泛注意。用该项技术能够获得均匀且密度高的产品,其成本接近渗铜工艺,但远低于复压复烧方法。因此,该技术在国外得到快速发展,其应用范围不断扩大[2、3]。在温压工艺中,有两个技术关键,即:新型润滑剂和温压设备。温压设备必须提供灵敏而的控温并能容易地附加在现有的粉末冶金设备上进行压制,以降低投资成本。
上现在可以产业化生产的温压设备及其制造厂家,主要有北美ｈｏｅｇａｎａｅｓ公司与ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ机器公司合作开发的ｅｌ—ｔｅｍｐ温压加热系统;北美ｈｏｅｇａｎａｅｓ公司和美国微波材料技术公司共同开发的ｍｉｃｒｏ—ｍｅｔ温压加热系统;ａｂｂｏｔｔｆｕｒｎａｃｅｃｏｍｐａｎｙ生产的ｔｐｐ300型产品;ｇａｓｂａｒｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓ,ｉｎｃ.生产的ｔｏｐｓ系统;以及由瑞典ｈ¨ｏｇａｎ¨ａｓ公司和瑞典ｌｉｎｄｅｍｅｔａｌｔｅｋｎｉｋ公司合作生产的ｌｉｎｄｅｍｅｔａｌｔｅｋｎｉｋ系统。国内目前还没有厂家生产。
2 温压设备加热系统概述
温压的生产流程示于图1。
这种工艺可利用传统的粉末冶金生产设备,但压制成形必须将模具与粉末混合物加热到预定温度,一般在130-150℃之间,温差需要控制在±2.5℃以内[3]。
将混合好的粉末均匀地加热到所需的温度,然后经管道送到装粉靴。在整个生产过程中,为避免热量散失,管道和装粉靴都要加热和保温。模具也必须加热。可用电阻加热器或热油对模具进行加热。全部模具必须处于的加温状态,以免由于温度不均一,而使模具零件不匹配,工作时发生相互碰撞。上模冲组合件与大的芯棒组合件均须加热。通常,下模冲无需直接加热,因为下模冲和阴模一直保持接触,经阴模传导可间接受热。注意控制阴模传递到压机机架的热量使之减到zui低限度,以免损伤压机。必要时,可用简便的隔热方法来限制从阴模传递到台板的热量。
在模具设计方面,也要采取一些相应的措施。鉴于阴模的作业温度不低于130℃,采取冷缩配合的硬质合金镶嵌阴模时,必须保证阴模外套和硬质合金阴模之间有足够大的过盈配合量,以使镶嵌的硬质合金阴模处于足够高的压缩应力作用之下。另外,由于温压工艺的压制力比较大,一般为400-700ｍｐａ,故模具必须具有足够高的强固性。
3 各种温压加热系统
3.1 电阻加热
3.1.1 ｅｌ—ｔｅｍｐ温压加热系统
这是北美ｈｏｅｇａｎａｅｓｃｏｒｐ.和ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉｉｎｃｏｒｐ.共同开发的产品。其特点是粉体的温度稳定、均一,粉末输送量与供给量。为了克服粉末颗粒间空气的绝热作用,ｅｌ—ｔｅｍｐ系统使粉末颗粒暴露于一系列温度可控的加热表面,以保证传热均一。快速加热的功能可减少氧化,同时采用闭环控制,从而防止影响粉末的过热现象。
一旦粉末全部均一地达到所需温度,可控温的输送与供粉系统就将之输送到模具型腔中。ｅｌ—ｔｅｍｐ系统是利用一个能使粉末恒温的中转料仓,将加热的粉末以适合不同零件的容积与生产速率自动输送到送粉靴。ｅｌ—ｔｅｍｐ系统用计算机数控（ｃｎｃ）驱动装置控制装粉靴的容积和温度。可保证压坯的质量,也保护了模具和压机结构,为减少热冲击与防止由于过热而破坏粉末颗粒的状态。加热器与温度传感器用插入式接头,使生产线的组装更为方便。系统的送粉能力为2.3-9.1ｋｇｍｉｎ,其工作温度范围为室温至163℃[4]。
3.1.2 ａｂｂｏｔｔｆｕｒｎａｃｅｃｏｍｐａｎｙ的ｔｐｐ300型产品
ｔｐｐ300型产品以电阻加热,其加热能力为4.5-9ｋｇｍｉｎ,气体需求量为84.96ｌｍｉｎ,输出功率为36ｋｗ,设备预热时间为20ｍｉｎ,温度精度为±2℃,控制系统为微电脑操作,并装备有触摸式操作屏。这套设备的主要特点是结构简单,占地面积小,设备高仅1.93ｍ,厚0.43ｍ,移动方便。
3.1.3 ｇａｓｂａｒｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓ,ｉｎｓ.的ｔｏｐｓ系统
ｔｏｐｓ系统是ｇａｓｂａｒｒｅ公司开发出来的适用于普通压机进行温压的轻便装置,它的加热系统由5个或7个加热区组成（表1）。粉末以电阻丝加热,送料软管的内壁有特氟龙涂层,减少粉末的粘附,使粉末流动更加顺畅,总长为91.44ｍｍ,可以和各种类型的送粉靴连接。软管外层裹着电阻丝,使粉末始终处于均匀的温度中。
3.2 微波加热
ｍｉｃｒｏ—ｍｅｔ温压加热系统:
该系统由北美ｈｏｅｇａｎａｅｓｃｏｒｐ.与美国微波材料技术公司共同开发,采用微波加热技术。其加热过程是体积性的,粉末流的内部与外表面一起被直接加热。而一般的电阻或热油加热靠热壁传导是非体积性的,在达到平衡前,和热壁相接触的粉末其温度比粉末流内部的温度高,热壁加热系统要通过一定形式的搅拌或适当时间的保温,才能使粉末流内、外达到均一的温度。微波加热是一种非研磨性体积加热法,可使粉末体流的内、外温度在较短的时间内达到高度的均一性。ｍｉｃｒｏ—ｍｅｔ系统可提供的温度稳定性为±05℃[5]。系统内的自动粉末需求量控制,可自动跟踪压机的作业与要求,相应地调整粉末通过量,而且每一个控制参数都受到系统内置的自动诊断装置的监控,还可储存10组模具加热的控制参数并实现分区控制。系统采用的是模块化设计,既可装在新压机上,也可装在已有的压机上。当需要增大供粉能力时,可安装几台ｍｉｃｒｏ—ｍｅｔ装置。
美国ｇａｓｂａｒｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎｃ.的ｍｗ—6温压粉末输送装置示于图2。该系统的技术规格为:
（1）粉末加热能力:①6ｋｗ装置:256ｋｇｈ;②复式6ｋｗ装置:512ｋｇｈ;
（2）作业温度:140.5±2.78℃;
（3）电力参数:功率480ｗ,电流60ａ,频率60ｈｚ,三相;
（4）空气参数:每分钟消耗0.0283ｍ3,压力为345ｋｐａ;
（5）冷却水需用量:①5.7ｌｍｉｎ,压力345ｋｐａ,21±5.56℃（6ｋｗ）;②11.4ｌｍｉｎ,压力345ｋｐａ,21±5.56℃（12ｋｗ）。
从图2可看出,在该系统中一定量的粉末经料斗进入微波室加热。通过改变微波功率与粉末输送速率可控制微波室的加温过程。粉末经微波加温后,输送到已被加温的料仓中,再通过加热的软管送到送粉靴。整个系统采用程序闭环控制。系统作业温度140.5±2.78℃。每小时可输送粉末512ｋｇ。
3.3 红外线加热
此加热方式是依靠高强度的辐射照射物体。由于辐射光射到物体表面时便发生反射和透射等过程,因此,辐射加热是直接传递热量而不需要中间介质,使受热比较均匀。另外,辐射以光的速度传播到被加热物体表面,而且部分辐射透过物体表层后才被吸收,被加热物体升温较快,物体表面与体内的温度差也较小。
红外加热的zui大优点是控温较易,能控制在的温度范围之内;加热速度快,比较适合预制粉的加热,但造价较高。
3.4 热油加热
其结构和所要求的温度如图3所示。
这种加热系统是由瑞典ｈ¨ｏｇａｎ¨ａｓ公司设计,由瑞典ｌｉｎｄｅｍｅｔａｌｔｅｋｎｉｋ公司制造。它是由特殊设计的槽缝热交换器构成的。以热油作为热源,粉末充填入10ｍｍ宽的槽缝中。由于粉末在压制中需要连续消耗,故加热器底部的阀门频繁开关以使加热器底下的漏斗中保持一定水平的粉末。粉末水平由仪表测量,该仪表监控阀门以喂入所需数量的热粉末,加热的粉末通过软管送至装粉靴,软管与装粉靴两者均被加热和绝热,并在模具中嵌一热电偶供控温用。为避免工具碰撞引起的热失配,上模冲由圈状电热元件加热,下模冲不加热。
这种加热方法适用于粉末输出量较大的情况,一般用于批量大,重量大的零件。但是它的缺点也比较明显,即体积大,设备投资高,油压系统较为复杂,维护费用大,不适合在已有的粉末压机上推广使用。
4 结束语
在温压工艺中,如何使粉末的温度控制在规定的范围内是设备的关键所在,一旦超出规定范围,则会改变粉末的流动性、松装密度和氧化状态而使压制出的产品质量下降。在加热系统中,加热粉末的供应速度、温度的均一性和稳定性通常是评判设备好坏的标志,但如何评定和优选则要立足于各厂家的需求。上述几种温压设备各有利弊,如何综合它们的优点,主要取决于厂家现有设备的情况、产品的大小、压制速度以及各厂家的具体情况。能否在现有设备基础上加以改造,是否可以满足产量的要求,都是需要考虑的问题。对国内用户而言,上述设备zui大的缺点是价格高的问题,仅以设计较为简单的ｔｐｐ300型来说,价格就达到9万多美元。不菲的设备投资增加了产品的成本,制约了温压工艺在国内的推广,这也是目前国内仅有的厂家拥有温压生产能力的原因。然而,根据各行业对高性能粉末冶金零件需求日益增多的现实情况,推广温压工艺符合国民经济发展的需要,也是粉末冶金技术发展的方向。据此,笔者认为,自行研制温压设备是我国温压工艺发展的关键。
综观上述设备,以发展价格较廉,工艺简单和使用灵活的电阻加热装置zui为适合我国的国情。热油加热的大体积不适合在已有的压机上改装,对在国内推广温压工艺不会带来好处。而微波加热虽然可得到快速和均匀的加温效果,但设备投入资金较大,未能*体现出温压工艺生产成本与产品质量比的优越性。由于温压技术要求的温度误差范围在±2.5℃左右,实现批量工业化生产必须借助计算机的全程监控才可生产出性能优良、质量稳定的高密度粉末冶金零件。因此,解决在国内现有压机的基础上开发从粉末进料至出粉末压坯半成品的流水生产线是温压设备国产化的*途径
。参考文献
[1] ｕｅｎｇｓｔｒｏｍ,ｂｊｏｈａｎｓｓｏｎ.ｉｍｐｒｏｖｅｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂｙｗａｒｍｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ[ｊ].ｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ,1995,38（3）:172-173.
[2] 张双益,李元元.温压技术及其致密化机制的研究发展[ｊ].材料科学与工程,1999,17（4）:96-100.
[3] ｊｃａｐｕｓ,ｓｐｉｃｋｅｒｉｎｇ,ａｗｅａｖｅｒ.ｈｏｅｇａｎａｅｓｏｆｆｅｒｓｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙａｔｌｏｗｅｒｃｏｓｔ[ｊ].ｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒｒｅｐｏｒｔ,1994,49（78）:22-24.
[4] ｆｒｏｂｅｒｔ.ａｄｄｉｔｉｏｎａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｃｉｎｃｉｎｎａｔｉｅｌ—ｔｅｍｐｔｍｓｙｓｔｅｍｓ[ａ].ｍ.ｐｈｉｌｉｐｓａｎｄｊｐｏｒｔｅｒ,ｅｄｓ.ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ＆ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ.ｐａｒｔ2[ｃ].ｎｅｗｊｅｒｓｅｙ:ｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ:1995.2-3.
[5] ｍａｋｅｒｓｓｉｇｎａｌｆａｉｔｈｉｎｗａｒｍｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ[ｊ].ｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒｒｅｐｏｒｔ,1994,49（78）:24.
[6] 韩凤麟.ａｎｃｏｒｄｅｎｓｅｔｍ温压工艺特性[ｊ].粉末冶金技术,1995,13（4）:296.[7] ｕｅｎｇｓｒｏｍ,ｂｊｏｈａｎｓｓｏｎ,ｏｊａｃｏｂｓｏｎ.温压粉末冶金材料的性能与公差[ｊ].粉末冶金工业,1997,7（2）:10-15.
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粉末冶金材料的力学性能与其密度有密切的。各行业,特别是汽车工业对粉末冶金零件的性能要求愈来愈高,因而对其密度要求也愈来愈高。提高粉末冶金零件密度,传统的方法有:提高压制压力,提高烧结温度,添加烧结活化剂,两次压制两次烧结,熔渗铜,以及粉末锻造等。这些方法虽各有优缺点,但它们存在的一个问题———零件的生产成本高却是相同的。温压是一种在传统的粉末冶金设备上一次压制一次烧结的低成本工艺,它可以制造出密度不低于7.3ｇｃｍ3的高性能粉末冶金零件[1]。它是进入90年代以来,粉末冶金生产技术方面所获得的一项重要技术成果。该工艺zui早由意大利的ｎｕｏｖａｍｅｒｉｓｉｎｔｅｒ于70年代提出,而由北美ｈｏｅｇａｎａｅｓ公司开始实际应用,1994年在ｐｍ2ｔｅｃ’94会议上公布后引起广泛注意。用该项技术能够获得均匀且密度高的产品,其成本接近渗铜工艺,但远低于复压复烧方法。因此,该技术在国外得到快速发展,其应用范围不断扩大[2、3]。在温压工艺中,有两个技术关键,即:新型润滑剂和温压设备。温压设备必须提供灵敏而的控温并能容易地附加在现有的粉末冶金设备上进行压制,以降低投资成本。
上现在可以产业化生产的温压设备及其制造厂家,主要有北美ｈｏｅｇａｎａｅｓ公司与ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ机器公司合作开发的ｅｌ—ｔｅｍｐ温压加热系统;北美ｈｏｅｇａｎａｅｓ公司和美国微波材料技术公司共同开发的ｍｉｃｒｏ—ｍｅｔ温压加热系统;ａｂｂｏｔｔｆｕｒｎａｃｅｃｏｍｐａｎｙ生产的ｔｐｐ300型产品;ｇａｓｂａｒｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓ,ｉｎｃ.生产的ｔｏｐｓ系统;以及由瑞典ｈ¨ｏｇａｎ¨ａｓ公司和瑞典ｌｉｎｄｅｍｅｔａｌｔｅｋｎｉｋ公司合作生产的ｌｉｎｄｅｍｅｔａｌｔｅｋｎｉｋ系统。国内目前还没有厂家生产。
2 温压设备加热系统概述
温压的生产流程示于图1。
这种工艺可利用传统的粉末冶金生产设备,但压制成形必须将模具与粉末混合物加热到预定温度,一般在130-150℃之间,温差需要控制在±2.5℃以内[3]。
将混合好的粉末均匀地加热到所需的温度,然后经管道送到装粉靴。在整个生产过程中,为避免热量散失,管道和装粉靴都要加热和保温。模具也必须加热。可用电阻加热器或热油对模具进行加热。全部模具必须处于的加温状态,以免由于温度不均一,而使模具零件不匹配,工作时发生相互碰撞。上模冲组合件与大的芯棒组合件均须加热。通常,下模冲无需直接加热,因为下模冲和阴模一直保持接触,经阴模传导可间接受热。注意控制阴模传递到压机机架的热量使之减到zui低限度,以免损伤压机。必要时,可用简便的隔热方法来限制从阴模传递到台板的热量。
在模具设计方面,也要采取一些相应的措施。鉴于阴模的作业温度不低于130℃,采取冷缩配合的硬质合金镶嵌阴模时,必须保证阴模外套和硬质合金阴模之间有足够大的过盈配合量,以使镶嵌的硬质合金阴模处于足够高的压缩应力作用之下。另外,由于温压工艺的压制力比较大,一般为400-700ｍｐａ,故模具必须具有足够高的强固性。
3 各种温压加热系统
3.1 电阻加热
3.1.1 ｅｌ—ｔｅｍｐ温压加热系统
这是北美ｈｏｅｇａｎａｅｓｃｏｒｐ.和ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉｉｎｃｏｒｐ.共同开发的产品。其特点是粉体的温度稳定、均一,粉末输送量与供给量。为了克服粉末颗粒间空气的绝热作用,ｅｌ—ｔｅｍｐ系统使粉末颗粒暴露于一系列温度可控的加热表面,以保证传热均一。快速加热的功能可减少氧化,同时采用闭环控制,从而防止影响粉末的过热现象。
一旦粉末全部均一地达到所需温度,可控温的输送与供粉系统就将之输送到模具型腔中。ｅｌ—ｔｅｍｐ系统是利用一个能使粉末恒温的中转料仓,将加热的粉末以适合不同零件的容积与生产速率自动输送到送粉靴。ｅｌ—ｔｅｍｐ系统用计算机数控（ｃｎｃ）驱动装置控制装粉靴的容积和温度。可保证压坯的质量,也保护了模具和压机结构,为减少热冲击与防止由于过热而破坏粉末颗粒的状态。加热器与温度传感器用插入式接头,使生产线的组装更为方便。系统的送粉能力为2.3-9.1ｋｇｍｉｎ,其工作温度范围为室温至163℃[4]。
3.1.2 ａｂｂｏｔｔｆｕｒｎａｃｅｃｏｍｐａｎｙ的ｔｐｐ300型产品
ｔｐｐ300型产品以电阻加热,其加热能力为4.5-9ｋｇｍｉｎ,气体需求量为84.96ｌｍｉｎ,输出功率为36ｋｗ,设备预热时间为20ｍｉｎ,温度精度为±2℃,控制系统为微电脑操作,并装备有触摸式操作屏。这套设备的主要特点是结构简单,占地面积小,设备高仅1.93ｍ,厚0.43ｍ,移动方便。
3.1.3 ｇａｓｂａｒｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓ,ｉｎｓ.的ｔｏｐｓ系统
ｔｏｐｓ系统是ｇａｓｂａｒｒｅ公司开发出来的适用于普通压机进行温压的轻便装置,它的加热系统由5个或7个加热区组成（表1）。粉末以电阻丝加热,送料软管的内壁有特氟龙涂层,减少粉末的粘附,使粉末流动更加顺畅,总长为91.44ｍｍ,可以和各种类型的送粉靴连接。软管外层裹着电阻丝,使粉末始终处于均匀的温度中。
3.2 微波加热
ｍｉｃｒｏ—ｍｅｔ温压加热系统:
该系统由北美ｈｏｅｇａｎａｅｓｃｏｒｐ.与美国微波材料技术公司共同开发,采用微波加热技术。其加热过程是体积性的,粉末流的内部与外表面一起被直接加热。而一般的电阻或热油加热靠热壁传导是非体积性的,在达到平衡前,和热壁相接触的粉末其温度比粉末流内部的温度高,热壁加热系统要通过一定形式的搅拌或适当时间的保温,才能使粉末流内、外达到均一的温度。微波加热是一种非研磨性体积加热法,可使粉末体流的内、外温度在较短的时间内达到高度的均一性。ｍｉｃｒｏ—ｍｅｔ系统可提供的温度稳定性为±05℃[5]。系统内的自动粉末需求量控制,可自动跟踪压机的作业与要求,相应地调整粉末通过量,而且每一个控制参数都受到系统内置的自动诊断装置的监控,还可储存10组模具加热的控制参数并实现分区控制。系统采用的是模块化设计,既可装在新压机上,也可装在已有的压机上。当需要增大供粉能力时,可安装几台ｍｉｃｒｏ—ｍｅｔ装置。
美国ｇａｓｂａｒｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎｃ.的ｍｗ—6温压粉末输送装置示于图2。该系统的技术规格为:
（1）粉末加热能力:①6ｋｗ装置:256ｋｇｈ;②复式6ｋｗ装置:512ｋｇｈ;
（2）作业温度:140.5±2.78℃;
（3）电力参数:功率480ｗ,电流60ａ,频率60ｈｚ,三相;
（4）空气参数:每分钟消耗0.0283ｍ3,压力为345ｋｐａ;
（5）冷却水需用量:①5.7ｌｍｉｎ,压力345ｋｐａ,21±5.56℃（6ｋｗ）;②11.4ｌｍｉｎ,压力345ｋｐａ,21±5.56℃（12ｋｗ）。
从图2可看出,在该系统中一定量的粉末经料斗进入微波室加热。通过改变微波功率与粉末输送速率可控制微波室的加温过程。粉末经微波加温后,输送到已被加温的料仓中,再通过加热的软管送到送粉靴。整个系统采用程序闭环控制。系统作业温度140.5±2.78℃。每小时可输送粉末512ｋｇ。
3.3 红外线加热
此加热方式是依靠高强度的辐射照射物体。由于辐射光射到物体表面时便发生反射和透射等过程,因此,辐射加热是直接传递热量而不需要中间介质,使受热比较均匀。另外,辐射以光的速度传播到被加热物体表面,而且部分辐射透过物体表层后才被吸收,被加热物体升温较快,物体表面与体内的温度差也较小。
红外加热的zui大优点是控温较易,能控制在的温度范围之内;加热速度快,比较适合预制粉的加热,但造价较高。
3.4 热油加热
其结构和所要求的温度如图3所示。
这种加热系统是由瑞典ｈ¨ｏｇａｎ¨ａｓ公司设计,由瑞典ｌｉｎｄｅｍｅｔａｌｔｅｋｎｉｋ公司制造。它是由特殊设计的槽缝热交换器构成的。以热油作为热源,粉末充填入10ｍｍ宽的槽缝中。由于粉末在压制中需要连续消耗,故加热器底部的阀门频繁开关以使加热器底下的漏斗中保持一定水平的粉末。粉末水平由仪表测量,该仪表监控阀门以喂入所需数量的热粉末,加热的粉末通过软管送至装粉靴,软管与装粉靴两者均被加热和绝热,并在模具中嵌一热电偶供控温用。为避免工具碰撞引起的热失配,上模冲由圈状电热元件加热,下模冲不加热。
这种加热方法适用于粉末输出量较大的情况,一般用于批量大,重量大的零件。但是它的缺点也比较明显,即体积大,设备投资高,油压系统较为复杂,维护费用大,不适合在已有的粉末压机上推广使用。
4 结束语
在温压工艺中,如何使粉末的温度控制在规定的范围内是设备的关键所在,一旦超出规定范围,则会改变粉末的流动性、松装密度和氧化状态而使压制出的产品质量下降。在加热系统中,加热粉末的供应速度、温度的均一性和稳定性通常是评判设备好坏的标志,但如何评定和优选则要立足于各厂家的需求。上述几种温压设备各有利弊,如何综合它们的优点,主要取决于厂家现有设备的情况、产品的大小、压制速度以及各厂家的具体情况。能否在现有设备基础上加以改造,是否可以满足产量的要求,都是需要考虑的问题。对国内用户而言,上述设备zui大的缺点是价格高的问题,仅以设计较为简单的ｔｐｐ300型来说,价格就达到9万多美元。不菲的设备投资增加了产品的成本,制约了温压工艺在国内的推广,这也是目前国内仅有的厂家拥有温压生产能力的原因。然而,根据各行业对高性能粉末冶金零件需求日益增多的现实情况,推广温压工艺符合国民经济发展的需要,也是粉末冶金技术发展的方向。据此,笔者认为,自行研制温压设备是我国温压工艺发展的关键。
综观上述设备,以发展价格较廉,工艺简单和使用灵活的电阻加热装置zui为适合我国的国情。热油加热的大体积不适合在已有的压机上改装,对在国内推广温压工艺不会带来好处。而微波加热虽然可得到快速和均匀的加温效果,但设备投入资金较大,未能*体现出温压工艺生产成本与产品质量比的优越性。由于温压技术要求的温度误差范围在±2.5℃左右,实现批量工业化生产必须借助计算机的全程监控才可生产出性能优良、质量稳定的高密度粉末冶金零件。因此,解决在国内现有压机的基础上开发从粉末进料至出粉末压坯半成品的流水生产线是温压设备国产化的*途径
。参考文献
[1] ｕｅｎｇｓｔｒｏｍ,ｂｊｏｈａｎｓｓｏｎ.ｉｍｐｒｏｖｅｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂｙｗａｒｍｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ[ｊ].ｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ,1995,38（3）:172-173.
[2] 张双益,李元元.温压技术及其致密化机制的研究发展[ｊ].材料科学与工程,1999,17（4）:96-100.
[3] ｊｃａｐｕｓ,ｓｐｉｃｋｅｒｉｎｇ,ａｗｅａｖｅｒ.ｈｏｅｇａｎａｅｓｏｆｆｅｒｓｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙａｔｌｏｗｅｒｃｏｓｔ[ｊ].ｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒｒｅｐｏｒｔ,1994,49（78）:22-24.
[4] ｆｒｏｂｅｒｔ.ａｄｄｉｔｉｏｎａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｃｉｎｃｉｎｎａｔｉｅｌ—ｔｅｍｐｔｍｓｙｓｔｅｍｓ[ａ].ｍ.ｐｈｉｌｉｐｓａｎｄｊｐｏｒｔｅｒ,ｅｄｓ.ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ＆ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ.ｐａｒｔ2[ｃ].ｎｅｗｊｅｒｓｅｙ:ｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ:1995.2-3.
[5] ｍａｋｅｒｓｓｉｇｎａｌｆａｉｔｈｉｎｗａｒｍｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ[ｊ].ｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒｒｅｐｏｒｔ,1994,49（78）:24.
[6] 韩凤麟.ａｎｃｏｒｄｅｎｓｅｔｍ温压工艺特性[ｊ].粉末冶金技术,1995,13（4）:296.[7] ｕｅｎｇｓｒｏｍ,ｂｊｏｈａｎｓｓｏｎ,ｏｊａｃｏｂｓｏｎ.温压粉末冶金材料的性能与公差[ｊ].粉末冶金工业,1997,7（2）:10-15.
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