粉末冶金致密化過程控制與數值模擬

目錄
前言
第1章　粉末冶金成形過程控制與成形方法　1
1.1　粉末冶金成形過程控制技術研究與發(fā)展　3
1.2　溫壓成形技術的發(fā)展與應用　9
1.2.1　粉末溫壓成形的特點　9
1.2.2　粉末溫壓成形的致密化過程　13
1.3　高速壓制成形技術的發(fā)展與應用　14
1.3.1　高速壓制成形技術的特性　14
1.3.2　高速壓制成形的致密化過程　16
1.3.3　高速壓制成形設備　17
1.4　粉末冶金成形過程控制的數值模擬與方法　18
1.4.1　金屬塑性力學方法　19
1.4.2　廣義塑性力學方法（土塑性力學方法）　20
1.4.3　微觀力學方法　20
1.4.4　內蘊時間理論方法　23
參考文獻　27
第2章　粉末冶金高致密化成形裝置設計與測試　33
2.1　高致密化成形裝置的設計　33
2.1.1　溫壓成形工藝流程　33
2.1.2　溫壓成形工藝影響因素　35
2.1.3　溫壓成形加熱系統(tǒng)影響　38
2.1.4　加熱方式的影響　40
2.2　高速壓制成形方法及裝置　41
2.2.1　分離式霍普金森高速撞擊法　42
2.2.2　沖擊錘法　42
2.2.3　高速壓制沖擊錘法試驗裝置研制　43
2.3　粉末高速壓制成形裝置的關鍵參數與實驗測試　53
2.3.1　粉末高速壓制成形裝置數據采集系統(tǒng)傳感器的選擇　53
2.3.2　粉末高速壓制成形裝置的整體性能測試　57
2.3.3　粉末高速壓制成形裝置的數據采集與分析　59
參考文獻　63
第3章　粉末壓制成形中的摩擦行為與影響　64
3.1　粉末高速壓制成形技術的理論基礎　64
3.1.1　重錘下落高度和沖擊速度及壓制能量之間的關系　64
3.1.2　作用力與落錘運動之間的關系　65
3.1.3　高速壓制成形中力學分析　65
3.2　沖擊應力波理論　68
3.3　彈塑性有限元法　68
3.3.1　彈塑性力學的基本方程　69
3.3.2　彈塑性力學的邊界條件　71
3.4　經典的壓制方程　72
3.5　摩擦特性分析模型　73
3.6　模壁摩擦系數的測定　75
3.6.1　模壁界面摩擦系數的測定設備　75
3.6.2　模壁界面摩擦系數的測量方法　77
3.7　粉末壓制成形中摩擦系數的測量　78
3.7.1　摩擦系數隨壓制時間的變化規(guī)律　78
3.7.2　摩擦系數隨壓制力的變化規(guī)律　79
3.7.3　不同粉末材料對模壁摩擦系數的變化　79
3.7.4　壓制力與壓坯密度的關系　80
參考文獻　81
第4章　粉體高速壓制成形致密化規(guī)律與機理　83
4.1　分離式霍普金森高速撞擊成形致密化　83
4.2　高速壓制沖擊錘法成形致密化　87
4.2.1　恒定沖擊高度下的致密化規(guī)律　88
4.2.2　恒定沖擊重量下的致密化規(guī)律　91
4.2.3　沖擊壓制力與摩擦系數的關系　94
參考文獻　100
第5章　高速壓制成形離散體有限元數值模擬　101
5.1　成形過程有限元模型建立　101
5.2　高速壓制有限元數值模擬結果分析　105
5.2.1　壓制成形中摩擦影響的有限元模擬　105
5.2.2　壓制成形中壓速相關的有限元模擬　108
5.2.3　壓制成形中重錘質量相關的有限元模擬　111
5.2.4　高速壓制與靜態(tài)壓制的密度對比　113
5.2.5　高速壓制時的顆粒流動及應變分析　116
5.2.6　高速壓制粉末顆粒的運動特性　120
5.2.7　隨機排布模型的高速壓制模擬　121
參考文獻　123
第6章　粉末溫壓成形致密化及有限元模擬　124
6.1　溫壓成形致密化過程　124
6.1.1　電阻式加熱致密化過程　124
6.1.2　電磁感應加熱對粉末壓坯密度的影響　131
6.2　鐵基粉末溫壓成形的關鍵參數和實驗測試　132
6.2.1　鐵基粉末溫壓材料楊氏模量的測試　132
6.2.2　鐵基粉末溫壓材料熱膨脹系數的測試　136
6.3　溫壓成形有限元數值模擬　140
6.3.1　溫壓成形溫度因素分析　140
6.3.2　壓制方式對粉末壓坯性能的影響　147
6.3.3　壓制速度對粉末冶金性能的影響　153
6.3.4　壓制力對粉末冶金性能的影響　158
6.3.5　摩擦系數對粉末冶金性能的影響　161
6.3.6　高徑比對粉末冶金性能的影響　162
參考文獻　163
第7章　單向壓制時粉末冶金臺階零件的致密化　165
7.1　單向壓制成形粉末冶金零件的制備工藝　165
7.1.1　單向壓制成形粉末冶金材料的模具設計　167
7.1.2　單向壓制成形粉末冶金的壓制和燒結工藝　168
7.1.3　單向壓制成形粉末冶金零件的密度測量　169
7.2　單向壓制成形對粉末冶金臺階零件密度分布的影響　170
7.2.1　速度對粉末冶金零件臺階密度的影響　170
7.2.2　壓制力對粉末冶金零件臺階密度的影響　174
7.2.3　臺階尺寸對粉末冶金零件臺階密度的影響　179
參考文獻　192
第8章　銅基粉末壓制成形過程及有限元模擬　193
8.1　銅基粉末壓制成形　193
8.1.1　壓制成形過程的分析　193
8.1.2　壓制力對壓坯密度的影響　194
8.2　銅基粉末壓制成形過程的摩擦　195
8.2.1　銅基粉末成形的摩擦模型分析　195
8.2.2　銅基粉末壓制成形摩擦系數測試原理　197
8.2.3　銅基粉末壓制成形摩擦系數測試　199
8.3　銅基粉末壓制成形的有限元數值模擬及分析　201
8.3.1　銅基粉末壓制成形有限元數值模擬　201
8.3.2　銅基粉末壓制成形相對密度分析　210
8.3.3　銅基粉末壓制成形的位移分析　212
8.3.4　銅基粉末壓制成形的彈性后效分析　213
8.3.5　銅基粉末成形壓坯密度分布影響因素　215
參考文獻　221
第9章　TiC金屬陶瓷復合材料成形過程與性能　223
9.1　TiC金屬陶瓷復合材料　223
9.2　粉末壓制成形TiC金屬陶瓷復合材料　224
9.2.1　TiC金屬陶瓷復合材料組分設計　224
9.2.2　TiC金屬陶瓷復合材料成形　225
9.3　TiC金屬陶瓷復合材料高溫磨損性能　227
9.3.1　高溫摩擦磨損試驗裝置的設計　227
9.3.2　TiC金屬陶瓷復合材料試驗數據采集與分析　229
9.4　TiC金屬陶瓷復合材料的組織與性能　230
9.4.1　合金成分對TiC金屬陶瓷復合材料力學性能的影響　230
9.4.2　合金成分對TiC金屬陶瓷復合材料顯微組織的影響　231
9.4.3　TiC金屬陶瓷復合材料斷口形貌　234
9.5　TiC金屬陶瓷復合材料的高溫摩擦磨損特性　235
9.5.1　TiC金屬陶瓷復合材料磨損　235
9.5.2　TiC金屬陶瓷復合材料的高溫摩擦磨損實驗　237
9.5.3　TiC金屬陶瓷復合材料的高溫摩擦磨損性能　237
9.5.4　TiC金屬陶瓷復合材料摩擦磨損后的表面演化　242
參考文獻　244