FeSiAl粉末软磁材料饼状件压制成形实验研究

发布时间：2020-07-05 09:01

【摘要】：随着计算机行业和信息技术的迅速发展,对金属软磁粉芯的需求不断增大,性能要求不断提高。粉末冶金作为一种近净成形制造技术,具有高效、省材、节能、环保等诸多优点,是制备金属软磁粉芯的主要工艺手段。通过粉末冶金工艺成形的FeSiAl磁粉芯成本低,性能优,被广泛应用于信息领域。本文主要对FeSiAl磁粉芯压制成形问题进行研究。基于MSC.Marc有限元软件,对饼状压坯的压制成形过程进行了模拟,分析了压坯的相对密度、等效应力和力能参数等物理参量的演化分布状况,及粉末颗粒的流动状况。对比了压制方式、摩擦条件、压制面压等工艺参数对压坯密度分布情况的影响。研究表明,压制面压增大,平均密度随之提高,但是密度极差变大;高径比较小的压坯,双向压制方式提高密度均匀性的效果甚微;润滑条件越好,压坯密度越高,均匀性越好。本文设计制备了饼状FeSiAl磁粉芯压制的实验装置,并对经预处理的FeSiAl粉末进行了单向压制成形实验,测取了压制成形过程中的压制力、摩擦力和凹模外表面测点的周向应变值。通过与有限元模拟结果相对比的方法,获得了压制过程中胀模力的变化曲线,建立了压制力、摩擦力和胀模力三者之间的关系,分析了装粉量、粉末粒度等压制工艺参数对压制过程力能参数的影响规律。实验表明,压制面压与胀模力间为线性比例关系,且粉末粒度对胀模力大小几乎无影响;摩擦力与摩擦面积呈正比,且粉末粒度越小,摩擦力越大。根据阿基米德原理得到的压坯整体密度及轴向分层密度测试结果,分析了压制面压、装粉量和粉末粒度等压制工艺参数对压坯密度分布的影响规律。实验结果表明,压制面压是提高压坯密度的主要参数;大装粉量和小粉末粒度不利于提高压坯密度;大的压制面压,少的装粉量及大的粉末粒度不利于压坯轴向密度的均匀性分布。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF125.13
【图文】：

流程图,模压成形,粉末,流程

第 1 章绪论注射成形(PIM)、真空热压(VHP)等，为PM行业提供了广阔地发展前景成形是通过冲头对凹模内的粉末施加成形载荷，使松散堆积的粉末一定形状、密度和强度的压坯[23]。在常温状态下，将预处理好的粉模内腔中，通过冲头对粉末施加成形压力，压制结束后将压坯脱出的工艺流程主要分为：装粉、压制和脱模，如图 1-1 所示。压制方式的情况、压制面压等压制参数均对压坯密度的大小和均匀性有不同程的不合理设计，特别容易引起压坯密度不均匀分布、局部严重变形。特别是针对形状复杂的压坯，得更加严格地设计压制成形工艺。

示意图,压制方式,示意图

a) 单向压制 b) 双向压制 c) 摩擦压制图 1-2 压制方式示意图同的压制方式对压坯的形状设计有不同要求，对压坯密度分布有不同影响述，单向压制的粉末压坯形状局限性和密度分布不均匀程度最大；双向压形状限制程度较小，改善压坯的密度不均匀性；摩擦压制最大程度扩大压计范围和改善压坯密度的不均匀性。但这并不代表任何粉末压坯的成形均压制或摩擦压制，而不考虑单向压制成形方式。得具体根据粉末压坯材质状尺寸精度、使用性能要求与制备工艺等综合分析，决定采用哪种压制方式末成形过程数值模拟值模拟的关键主要是建立准确的物理模型和选用正确的模型参数。国外学面的研究成果主要有 Kuhn[33], Green[34], Shima 和 Oyane[35]等基于金属塑性建的椭球屈服模型及基于广义塑性力学法的 Druclcer-Prager 模型[36]lay 模型[37]等。基于塑性理论基础，Myeong[38]提出了同时适用于粉末压制

【参考文献】