基本介紹
理論簡介,方程分類,
理論簡介
粉末壓制理論研究粉末壓製成形過程中顆粒移動和變形的規律，討論並定量描述壓坯密度和壓制壓力的關係。
20世紀20年代以來，科學家們對粉末壓形問題進行了系列研究，提出了數百個壓制理論公式和經驗公式。最早提出的是粉末相對體積與壓制壓力對數呈線性關係的經驗公式。多數作者都把粉末體作為彈性體處理，忽略了壓制過程中粉末加工硬化和摩擦的影響，不考慮時間因素，這些都將影響其壓制公式的適用範圍。中國人黃培雲的雙對數壓制方程視粉末為非線性彈一塑體，並考慮上述各因素的影響而使其壓制方程的適用性改善。粉末壓制理論研究中較重要的壓制方程有巴爾申方程、柯諾皮斯基方程、川北公式、黃培雲方程4種。
方程分類
(1)巴爾申壓制方程。由蘇聯人巴爾申於1938年提出。方程假設粉末體在壓制時發生彈性壓縮變形，服從胡克定律，不考慮粉末壓制時加工硬化的影響，並假設粉末與模壁間無摩擦。由此得出壓制方程：lgpmax-lgp=L(ß-1)(1)式中p為單位壓制壓力，MPa；pmax為壓至全緻密(ß一1)時的單位壓制壓力，MPa；ß為壓坯相對體積；L為壓制因素。
式(1)為巴爾申半對數壓制方程，表示壓制壓力對數(lgp)與粉末相對體積(ß)成線性關係。方程適用於硬脆粉或中等硬度粉末的壓制，對於塑性較好的粉末如鉛、錫粉則出現偏差。方程較適用於中等壓力範圍，較高或較低壓力時均會出現偏差。
(2)柯諾皮斯基壓制方程。由德國人柯諾皮斯基(K．Konopicky)於40年代提出。
dD/dp=K(1-D)(2)ln(1-D/1-D0)=-Kp(3)式中D為壓坯相對密度，%；D0為粉末松裝相對密度，%；p為單位壓制壓力，MPa；K為常數。
公式表明壓制壓力與壓坯相對密度成直線關係。公式在中壓及高壓範圍內套用較好，在很低的壓力下出現偏差，適用於大多數粉末的壓制。此外，由美國人艾西(E．F．Athy)和沙皮羅(I．Shapiro)分別提出的兩種壓制公式與柯諾皮斯基壓制公式屬於同一類型的公式。
(3)川北公式。由日本人川北公夫於1956年以經驗公式的形式提出，後又經理論推導，於1963年提出以下理論方程：C=abp/(1+bp)(4)式中p為單位壓制壓力，MPa；a為松裝孔隙度，%；c為體積壓縮比；b為壓縮係數。
由式(4)可推導出壓制壓力的倒數(1/p)與粉末體積壓縮比的倒數(1/c)成直線關係。川北公式形式簡單，沒有採用對數關係。對低壓力範圍和軟粉末適應較好。
(4)黃培雲壓制公式。由中國人黃培雲於1964年提出公式(5)，1980年又提出改進後的公式(6)。他首次將粉末視為標準非線性固體，考慮粉末體的非彈性性質、加工硬化、模壁摩擦和壓制時間(弛豫)對粉末壓製成形的影響，並套用自然應變概念處理工程中的大變形問題，推導出雙對數壓制方程：lgln(dm-d0)d/(dm-d)d0=nlgp-lgM(5) mlgln(dm-d0)d/(dm-d)d0=lgp-lgM(6) 式中dm為緻密金屬密度，g/cm；d0為粉末松裝密度，g/cm；d為壓坯密度，g/cm；戶為單位壓制壓力，MPa；M為壓制模數；n為硬化指數的倒數；m為硬化指數。
