粉末冶金致密化過程控制與數(shù)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(shù)研究與發(fā)展　3
1.2　溫壓成形技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用　9
1.2.1　粉末溫壓成形的特點(diǎn)　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(shù)的發(fā)展與應(yīng)用　14
1.3.1　高速壓制成形技術(shù)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(shè)備　17
1.4　粉末冶金成形過程控制的數(shù)值模擬與方法　18
1.4.1　金屬塑性力學(xué)方法　19
1.4.2　廣義塑性力學(xué)方法（土塑性力學(xué)方法）　20
1.4.3　微觀力學(xué)方法　20
1.4.4　內(nèi)蘊(yùn)時(shí)間理論方法　23
參考文獻(xiàn)　27
第2章　粉末冶金高致密化成形裝置設(shè)計(jì)與測試　33
2.1　高致密化成形裝置的設(shè)計(jì)　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(yàn)裝置研制　43
2.3　粉末高速壓制成形裝置的關(guān)鍵參數(shù)與實(shí)驗(yàn)測試　53
2.3.1　粉末高速壓制成形裝置數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集與分析　59
參考文獻(xiàn)　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(shù)的理論基礎(chǔ)　64
3.1.1　重錘下落高度和沖擊速度及壓制能量之間的關(guān)系　64
3.1.2　作用力與落錘運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系　65
3.1.3　高速壓制成形中力學(xué)分析　65
3.2　沖擊應(yīng)力波理論　68
3.3　彈塑性有限元法　68
3.3.1　彈塑性力學(xué)的基本方程　69
3.3.2　彈塑性力學(xué)的邊界條件　71
3.4　經(jīng)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(shù)的測定　75
3.6.1　模壁界面摩擦系數(shù)的測定設(shè)備　75
3.6.2　模壁界面摩擦系數(shù)的測量方法　77
3.7　粉末壓制成形中摩擦系數(shù)的測量　78
3.7.1　摩擦系數(shù)隨壓制時(shí)間的變化規(guī)律　78
3.7.2　摩擦系數(shù)隨壓制力的變化規(guī)律　79
3.7.3　不同粉末材料對(duì)模壁摩擦系數(shù)的變化　79
3.7.4　壓制力與壓坯密度的關(guān)系　80
參考文獻(xiàn)　81
第4章　粉體高速壓制成形致密化規(guī)律與機(jī)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(shù)的關(guān)系　94
參考文獻(xiàn)　100
第5章　高速壓制成形離散體有限元數(shù)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(shù)值模擬結(jié)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(guān)的有限元模擬　108
5.2.3　壓制成形中重錘質(zhì)量相關(guān)的有限元模擬　111
5.2.4　高速壓制與靜態(tài)壓制的密度對(duì)比　113
5.2.5　高速壓制時(shí)的顆粒流動(dòng)及應(yīng)變分析　116
5.2.6　高速壓制粉末顆粒的運(yùn)動(dòng)特性　120
5.2.7　隨機(jī)排布模型的高速壓制模擬　121
參考文獻(xiàn)　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(yīng)加熱對(duì)粉末壓坯密度的影響　131
6.2　鐵基粉末溫壓成形的關(guān)鍵參數(shù)和實(shí)驗(yàn)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(shù)的測試　136
6.3　溫壓成形有限元數(shù)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(duì)粉末壓坯性能的影響　147
6.3.3　壓制速度對(duì)粉末冶金性能的影響　153
6.3.4　壓制力對(duì)粉末冶金性能的影響　158
6.3.5　摩擦系數(shù)對(duì)粉末冶金性能的影響　161
6.3.6　高徑比對(duì)粉末冶金性能的影響　162
參考文獻(xiàn)　163
第7章　單向壓制時(shí)粉末冶金臺(tái)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(shè)計(jì)　167
7.1.2　單向壓制成形粉末冶金的壓制和燒結(jié)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(duì)粉末冶金臺(tái)階零件密度分布的影響　170
7.2.1　速度對(duì)粉末冶金零件臺(tái)階密度的影響　170
7.2.2　壓制力對(duì)粉末冶金零件臺(tái)階密度的影響　174
7.2.3　臺(tái)階尺寸對(duì)粉末冶金零件臺(tái)階密度的影響　179
參考文獻(xiàn)　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(duì)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(shù)測試原理　197
8.2.3　銅基粉末壓制成形摩擦系數(shù)測試　199
8.3　銅基粉末壓制成形的有限元數(shù)值模擬及分析　201
8.3.1　銅基粉末壓制成形有限元數(shù)值模擬　201
8.3.2　銅基粉末壓制成形相對(duì)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(xiàn)　221
第9章　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料成形過程與性能　223
9.1　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料　223
9.2　粉末壓制成形TiC金屬陶瓷復(fù)合材料　224
9.2.1　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料組分設(shè)計(jì)　224
9.2.2　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料成形　225
9.3　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料高溫磨損性能　227
9.3.1　高溫摩擦磨損試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)　227
9.3.2　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與分析　229
9.4　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料的組織與性能　230
9.4.1　合金成分對(duì)TiC金屬陶瓷復(fù)合材料力學(xué)性能的影響　230
9.4.2　合金成分對(duì)TiC金屬陶瓷復(fù)合材料顯微組織的影響　231
9.4.3　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料斷口形貌　234
9.5　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料的高溫摩擦磨損特性　235
9.5.1　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料磨損　235
9.5.2　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料的高溫摩擦磨損實(shí)驗(yàn)　237
9.5.3　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料的高溫摩擦磨損性能　237
9.5.4　TiC金屬陶瓷復(fù)合材料摩擦磨損后的表面演化　242
參考文獻(xiàn)　244