[实用新型]粉末流动温压成形横向压力的测量装置

说明书

                    技术领域

本实用新型涉及材料加工领域，具体是指粉末流动温压成形横向压力的测量装置。

                     背景技术

金属粉末温压成形和注射成形技术是目前粉末冶金技术研究和开发的两大热点。粉末温压成形是美国的Hoeganaes公司于1994年在国际粉末冶金和颗粒材料会议(PM²TEC94)上公布，它是在传统冷压工艺基础上发展起来的制造高密度、高性能铁基粉末冶金零部件的新工艺，它能以较低的成本制造出高密度的粉末冶金零件，为粉末冶金零件在性能与成本之间找到了一个最佳的结合点。目前，在粉末制备、工艺优选、温压及烧结行为、致密化机理、数值模拟和装备等方面均进行了广泛的研究，并已实现了工业化大规模生产。

流动温压成形正是在金属粉末冷压、温压的基础上，结合了粉末注射成形工艺的优点，在传统压机上稍加改动即可精密成形复杂形状零部件的一种新型近净成形技术。该技术由德国Fraunhofer先进材料与制造研究所(IFAM)于2001年首次报道。它采用适量的特殊粘结剂(润滑剂)处理的混合粉末在80～130℃温度下由于具有粘流行为，而可在传统压机上精密成形带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔等的复杂零件，而不需要其后的二次机加工。流动温压成形特殊配制的混合粉末由于还具有很高的粘度和临界剪切力，在加热过程中不会产生变形，因而可像冷压零件一样直接在烧结炉中去除粘结剂，而不需要像注射成形一样需要较长时间的单独的脱脂后才进行高致密化烧结。这对短流程制造复杂粉末冶金零件，降低成本具有重要的现实意义。流动温压成形技术既克服了传统冷压在成形复杂几何形状方面的不足，又避免了注射成形技术的高成本，是一项具有应用前景的新技术。

然而目前国内外对于粉末流动温压压制的研究仍在探索阶段，尚未见有关能够直观表现和描述粉末在横向的真实受力情况的粉末流动温压成形横向压力测量装置，缺乏关键制造技术及其工艺原理研究的手段。

                   发明内容

本实用新型的目的在于为直接描述、分析粉末在流动温压成形过程中在十字水平方向上的受力变化而提供一种简单、动态、直接的粉末流动温压成形横向压力的测量装置，为流动温压成形关键制造技术及其工艺原理的研究提供重要手段。

本实用新型的粉末流动温压成形横向压力的测量装置，其特征在于：它由对称安装的两根顶杆、两根上下模冲、两个螺旋顶柱、两个传感器固定架、两个固定螺栓、两个压力传感器及可分瓣开模与合模的十字型模具、加热装置组成；顶杆一端插入与顶杆相配合的十字型模具的横向模腔中，顶杆与十字型模具横向模腔之间为小间隙配合。顶杆端面为平面并与端面也为平面的螺旋顶柱面配合；通过螺旋顶柱与压力传感器连接，压力传感器与数据采集卡相连接。

上述粉末流动温压成形横向压力测量装置还可以包含有两个钢球，顶杆和螺旋顶柱分别加工有与钢球配合的圆弧面；顶杆通过钢球、螺旋顶柱与压力传感器相连。

上述粉末流动温压成形横向压力测量装置的顶杆是一圆柱形柱体，它的直径为8～12mm，长度长于十字横向模腔。

本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型为直接描述、分析粉末在流动温压压制过程中横向的受力变化提供了一种简单、动态的直接测量粉末流动温压成形过程中横向压力装置。可直接测定不同温度、压力和速度下粉末轴向压制时在横向方向不同位置点的横向压力的大小，定量描述不同轴向压力下粉末流动温压过程中轴向压力和横向压力之间的变化关系，为研究粉末流动温压压制的横向流动提供重要的手段，对流动温压成形机理的研究具有重要意义。

2、本实用新型可通过旋调螺旋顶柱来调节横向位置，测出粉末横向成形的最大横向位置，以体现粉末的横向流动能力。

3、测试表明，顶杆在测量中的摩擦力较小，因此测量数据准确性较高。

4、本实用新型的测量方法直观、操作简便，同时能与测试软件相结合，能够获得更高的可靠性、准确度。

5、本实用新型结构简单，制造方便，成本较低；应用范围广，可用于直接测量不同材料在流动温压压制过程中横向流动能力和横向压力的大小。如用于金属粉末，陶瓷粉末和塑料粉末等材料流动温压压制过程中横向压力的测试。

                      附图说明

图1为粉末流动温压成形横向压力的测量装置主视图；

图2为粉末流动温压成形横向压力的测量装置俯视图；

图3为粉末流动温压成形横向压力的测量装置通过钢球连接的顶杆和螺旋顶柱结构示意图；