粉末冶金压机技术现状及发展趋势

2020-03-19张毅

中国金属通报 2020年24期

张毅

（山东鲁银新材料科技有限公司，山东济南 271104）

粉末冶金压机技术能够有效的将粉末材料按照设定的几何形态压制成型，其制造的粉末冶金制品具有自身独特的性能和制造优势，得到各个行业的认可。我们对国内外粉末冶金压机技术的研究现状进行分析，探讨其发展趋势，促进行业健康的可持续发展。

1 我国粉末冶金压机技术研究现状分析

我国粉末冶金压机技术的研究相比较于其他发达国家起步较晚。我国大多数的粉末冶金材料和相关制造产品仍然采用相对比较落后的加工技术，在实际加工制造的过程中存在大量的资源和能源消耗，在很大程度上增加了企业生产加工成本，造成企业经济效益较低，不利于企业健康稳定的长远发展。我国社会经济迅速发展，不断推进了社会主义现代化经济建设，在5G 技术和人工智能等多个现代化领域迅速发展，为粉末冶金制品的市场拓展带来一定的发展机遇，同时产生一定的挑战，有效的为企业压机技术的改进和完善提供发展的动力[1]。我国部分压机生产企业为了实现更高的社会效益和经济效益，提升在市场上的核心竞争力，不断积极的学习和借鉴国外先进技术，对自身现有的机械设备进行局部改造，实现阶段性的技术改进和升级。

1.1 我国高校粉末冶金压机技术研究现状

高校对粉末冶金压机技术进行不断的自主研发，实现了多层模板成形一体机的重大突破，和精密成形压机集成设计，能够对各种不同形式带多台面的繁杂零件实现高效便捷的成形。多层模板成形一体机具有自身的优点，能够对各个模板的位置进行智能化的收集，采用液压系统，对各个模板的具体位置转变实际情况进行实时监控，同时进行反馈，根据相关标准和要求进行自动调节，如下图1 所示；另外其具有一定的缺点，使用的相关设备体积较大，整体占用的地面面积较大，同时和普通压机相比较具有较高的生产制造成本。

华南理工大学设计制造了一套集成油缸驱动多层模板粉末压制成形模架，和粉末冶金精密成形压机进行匹配，主要在成形带上2 台面和下3 台面复杂粉末冶金零件进行应用，能够充分利用光栅，对各个模板的位置进行收集，同时采用液压系统闭环，对压制过程中各个模冲的位置移动进行精确的控制，其结构比较繁杂，体积大占用土地面积较多，同时设备使用成本较高[2]。

南京航空航天大学实现了多连杆高速精密压力机，主要是在高速冲压技工技术的领域进行应用。多连杆高速精密压力机的曲柄主要是将运动滑块和主连杆进行有效连接，4 根长度相等的长连杆在运动滑块下方，构建成一个菱形的形状。运动滑块和该菱形的上部分进行连接，同时菱形的左右两部分利用摆杆和一高度调节装置进行连接，另外，菱形的下部分采用副连杆和冲压滑块进行连接。菱形机构促进运动滑块和冲压滑块呈现出相反的运动趋势，达到运动平衡。另外，当点击对曲柄运动进行带动冲压动作的过程中，左右对称的摆杆，能够有效的跟随着曲柄运动进行左右偏摆，进而实现连杆水平方面的惯性力的自然平衡，同时可以大幅度的对冲头侧向推力进行有效降低。两个高度的调节装备不仅仅可以对装模高度进行有效调节，还能对冲压模块保持水平状态进行有效保证。

图1 粉末冶金压机结构

1.2 企业粉末冶金压机技术研究现状

第一，萍乡九州精密压机有限公司，设计制造了JZ、TPA、XY 系列的全自动机械式粉末成形机和液压机，共设计生产力数10 种类型[3]。JZ 系列的机械式数控刀片压机，主要是利用曲柄、摆杆和滑块的结构，开模、合模的速度比较缓慢，逐渐构成一个准保压区间，有助于粉末的成形，同时有效的提高了压制产品的质量。利用脱模位置恒定机构，在中心杆上将脱模梁板和承压板进行固联，对右脱模杠杆上压块进行下压，直到最低位置进行恒定，中心杆在脱模位置时，下拉的位置相对机身不会产生变化。另外，采用智能控制系统，能够有效的依据不同运用领域，科学合理的配置不同轴数的取料机械工作人员，进行重复定位，将数值精度保持在0.02mm，同时称重的精度保持在0.02g，同时根据工艺加工制造的设计需求，对生产制造产品单重范围和称重检测周期等相关主要的技术参数，在控制器上进行迅速准确的设置，还能够依据不同生产制造产品和料盘，进行筛选和排版，同时能够在显示屏上对实际排版进行动态显示。智能控制系统中的内部程能够对每班次的生产制造有效件数和报警故障进行全面详细的记录，有利于相关工作人员对生产管理问题，采取针对性的有效措施进行妥善处理，实现了粉末成形生产制造的自动化，全面提升生产质量和效率。

表1 企业和高校粉末冶金压机技术研究成果

第二，南京东部精密机械有限公司设计制造了一种双向压制全自动干粉压机的实用新型专利，这种压机主要包含分开上下两个腔室的机身、长拉杆和横梁，同时横梁又分成上下横梁和下横梁、左右立柱，主要的特点是有一个中心拉杆位于上腔室内，同时固定一个横梁在机身上腔室内的中心杠杆上，在横梁上端的中心拉杆上设定有强制控制凹横运动设备装置，对横梁进行压制，同时对横梁中间部位的中心拉杆部位，安装的调节螺母进行压制。

第三，扬州锻压机床股份有限公司设计制造出的FSP 高效精密粉末成形压力机，主要是机械曲柄连杆式，以油压和气压进行辅助的粉末成形压机，有效利用中模浮动式模架，该种模架可以进行独立的拆卸，同时具有多种不同的类型，如上1 下1、上2下3、上3 下4 等多种种类，有效实现中模和芯棒台阶成形的作用，同时能够对生产制造过程中进行实时压力监控，有效利用扁平器对产品成形的实际速度进行全面合理的控制，进行无极调速，同时设置显数器和微调性能对各个部位进行调整，显示屏的界面能够通过触摸进行调节控制，比较简便。这种压机操作具有便捷的操作流程，同时保持较高的安全性，提升生产压制产品的精度，但是具有较低的自动化、现代化和智能化。

第四，金坛市苏特机械科技有限公司设计制造了YST 系列的粉末冶金金油压机，具有25t ～1500t 的12 种压机，能够实现一模多片，同时可以分别控制工作部分和液压系统部分，并且在生产制造的过程中可以进行双向压制，进而对生产压制的产品能够有效的保证其上下密度的一致性，生产压制的全部工作动作都可以通过微电脑PLC 进行全面有效控制，进行连续自动。

第五，南通锻压机床厂和一汽散热器公司、华中理工大学共同合作，设计研发出了全自动智能型粉末冶金液压机，通过PLC对生产压制的全过程进行全面有效控制，具有较高的自动化程度，同时能够对相对生产压制要求精度较高，工序比较繁杂的多台面粉末冶金零件进行压制。

3 粉末冶金压机技术发展趋势分析

我国粉末冶金压机技术研究相比较于其他发达国家起步较晚。现阶段，我国粉末冶金制品的生产企业仍然采用冲床等传统技术对简单的相关零件进行生产压制，在一定程度上降低了生产质量和效率，同时具有较差的生产环境。近些年，我国经济迅速发展，相关产业的建设发展，有效的推进了粉末冶金行业的快速发展。因此，粉末冶金行业需要不断研究怎样提升企业生产质量和效率，采用相关有效技术，最大限度的减少企业投入生产压制成本，逐渐满足现代化市场对粉末冶金压制产品的实际需求。我国对粉末冶金行业逐渐加大了扶持力度，投入一定的资金和政策的支持和保障，帮助粉末冶金制造企业的改革和创新发展，逐渐推进粉末冶金压机技术向自动化、智能化、现代化的方向进行发展，实现企业生产压制产品的精度化，提升产品的质量，如图2所示。

图2 粉末冶金压机上料机总体结构

我国汽车工业迅速发展对粉末冶金汽车零件的需求越来越大，部分压机生产企业逐渐提升自身的综合实力，提高生产压制的质量和效率，引进国外模架生产压机技术，对现有的设备进行改良，实现中低档的粉末冶金制品，符合市场的生产要求和标准。另外，部分科研院校和高校、以及企业不断进行创新和改革，对压机机械设备的结构进行改进和完善，逐渐进行自动化、智能化的研究，在未来发展中会取得显著的成绩，如粉末冶金压机技术发展过程中，逐渐引进人工智能系统，提升整个生产制造的自动化水平，并且企业采用微电子技术和先进的网络信息技术，对压机工作的相关具体流程进行有效控制，为压机工作实现自动化提供了先进技术的支持和保障。