所謂粉末高速壓制成形是指通過應(yīng)力波在粉體中的傳播使粉末致密的一種新技術(shù)，該技術(shù)是在2001年由瑞典科學(xué)家提出，并在瑞典Hydro-pulsor公司生產(chǎn)的高速壓制成形設(shè)備上獲得實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)一出現(xiàn)就顯示出一系列突出優(yōu)點(diǎn)，因而很快成為粉末冶金界 研究 的熱點(diǎn)。
粉末高速壓制技術(shù)有以下一些特點(diǎn)：
1．壓制速度高。壓制速度比傳統(tǒng)的壓制方法快500~1000倍，壓機(jī)錘頭速度可達(dá)2~30m/s，液壓驅(qū)動的錘頭質(zhì)量達(dá)5~1200kg，壓制壓力達(dá)600~2000MPa，壓制速度比常規(guī)壓制高2~3個數(shù)量級，是自由鍛錘的速度的2倍以上，粉末在0.02秒之內(nèi)在高能量沖擊下進(jìn)行壓制。
2．壓坯密度高且密度分布均勻。高速壓制時(shí)壓制壓力由靜壓變成動壓，粉末體受到靜壓力P和動量mv的共同作用，作用時(shí)間短，瞬時(shí)沖擊力很大，從而使壓坯的密度得以提高。實(shí)驗(yàn)證明，高速壓制的生坯密度與其他粉末冶金工藝相比，優(yōu)勢很明顯。如對316L不銹鋼的對比實(shí)驗(yàn)表明，采用高速壓制技術(shù)后使生坯密度提高0.25g/cm3。高速壓制技術(shù)不僅可以獲得高密度零件，而且密度均勻，零件不同部位的密度分散度很小。
3.可實(shí)行多次壓制以進(jìn)一步提高密度?？稍?.3~1s的時(shí)間間隔內(nèi)實(shí)現(xiàn)多次沖擊壓制，甚至達(dá)到每秒鐘打擊5次的頻率。在常規(guī)的壓制條件下，壓坯的密度主要取決于壓制壓力，而高速壓制的壓坯密度取決于壓制能量。極短時(shí)間內(nèi)的多次高速壓制使壓制能量得以累加，使粉末的致密度提高，如在4000J能量的沖擊下達(dá)到的生坯密度可以用2000J的能量2次沖擊來完成，多次沖擊壓制產(chǎn)生高能量的累積，為使用中小型設(shè)備來生產(chǎn)大尺寸零件提供了可能。
4．彈性后效低，脫模壓力小。高速壓制時(shí)壓坯的彈性后效低于常規(guī)壓制。低的彈性后效可以降低脫模壓力。高速壓制時(shí)的側(cè)壓系數(shù)明顯低于靜態(tài)壓制。在一定的材料和壓坯的密度條件下，高速壓制時(shí)的脫模壓力比靜態(tài)壓制低1.5~2.5倍。
由于上述特點(diǎn)，粉末高速壓制成形的產(chǎn)品顯示出優(yōu)異的綜合性能。眾所周知，提高材料密度及其均勻性是提高粉末冶金制品性能的關(guān)鍵，產(chǎn)品材料的硬度和抗拉強(qiáng)度隨著密度的增加成比例地提高。用該技術(shù)制備的AstaloyCrM+0.4%C粉末合金最大密度值接近7.6g/cm3，硬度為3400MPa，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到800MPa和1150MPa，疲勞極限為380MPa。如果經(jīng)高溫?zé)Y(jié)和燒結(jié)硬化工藝處理，該材料的屈服強(qiáng)度可高于1200MPa，抗拉強(qiáng)度接近1400MPa。
粉末高速壓制技術(shù)另一個重要優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，可經(jīng)濟(jì)成形大型零件，整個壓制過程可以實(shí)現(xiàn)全自動化，極大地提高了生產(chǎn)效率。由于壓坯的高密度可以縮短燒結(jié)時(shí)間，所以進(jìn)一步有利于晶粒度的控制，進(jìn)而提升制品的性能，并降低成本。
總之，從已有的 研究 成果看，高速壓制技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)必將成為大勢所趨，成為粉末冶金領(lǐng)域的研發(fā)焦點(diǎn)。
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