銅粉末冶金技術實現高效壓制的關鍵在于優化壓制工藝參數、采用先進成型技術和設備,以及控制粉末特性。以下是具體措施:
1. 優化壓制工藝參數
多階段加壓:采用多階段加壓(如預壓、主壓、終壓)可以逐層排除顆粒間氣體,使粉末更緊密排列。先以較低壓力預壓,初步排除大孔隙中的氣體,再施加較高主壓使粉末進一步壓實,進行終壓微調,能顯著提升生坯密度。
模具設計優化:通過計算機模擬優化模具設計,減少壓制過程中的摩擦損耗,確保壓力均勻傳遞至粉末各處,提升密度均勻性。例如,優化模具表面粗糙度與脫模斜度,可降低粉末與模具壁之間的摩擦力,使壓制過程更順暢,生坯密度更均勻。
2. 采用先進成型技術
等靜壓技術:等靜壓技術通過液體或氣體介質傳遞各向同性壓力,粉末在三維方向均勻受壓,尤其適用于深腔或薄壁結構的粉末冶金零件。冷等靜壓(CIP)可在常溫下對粉末坯體施加高壓,提升生坯密度;熱等靜壓(HIP)則在高溫高壓下進一步促進粉末顆粒間的擴散與融合,大幅提升燒結密度,使零件密度更接近理論值。

粉末伺服成型機:粉末伺服成型機采用機、電、氣、儀一體化控制、伺服驅動技術,通過伺服馬達帶動絲桿轉動上沖、母模、下沖進行上下運動的粉末成型機。設備具有浮動壓制,精確控制壓力和位移,實現了對精細粉末的高精度成型。這種設備特別適用于超小、異形件、復雜、多臺階等精密粉末制品成型。
3. 控制粉末特性
粉末形狀和粒度:霧化法生產的銅粉形狀和粒度對壓制性能有重要影響。使用惰性氣體或空氣霧化液態銅可得到近乎球形的粉末,這些粉末用于銅片生產等特殊應用。但球形銅粉的綠色強度不足,無法用于傳統粉末冶金(P/M),需通過變形和/或氧化還原改變其顆粒形狀和形態以使其可壓制成型。
氧含量控制:熔化銅時需控制雜質含量以獲得良好的流動性與高導電性。氧含量的控制取決于后續加工和粉末的用途。高氧含量會使粉末形狀更不規則,而對霧化后的粉末進行還原處理可進一步通過聚集和孔隙生成提高其可壓性。
通過上述措施,銅粉末冶金技術可以實現高效壓制,提高生產效率和產品質量。