粉末冶金范例6篇

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粉末冶金范文1

風雨求學,毅然回國

黃培云,1917年8月23日生于北京市,祖籍福建省閩侯縣(今福州市)。其父在海關工作,經常易地任職,全家隨行。因此,黃培云小學讀于北京,初中讀于煙臺,高中讀于蘇州。但這并沒有影響他的學業,反而使他開闊了眼界,增長了不少見識。

由于勤奮好學,1934年,他以優異的成績考入了清華大學化學系。1935年,為了挽救民族危亡,他毅然參加“一二?九”運動。1937年,日本侵略軍進占北平,清華大學遷至長沙,與北京大學、南開大學組成西南臨時大學,不久又西遷昆明成立西南聯合大學。1938年2月,黃培云參加由聞一多等教授率領的步行團,并擔任學生小組長,風雨兼程,歷時兩個多月,從長沙步行到昆明。這次步行對黃培云一生影響極大。在憶及這段往事時,他說:“它不但鍛煉了我的身心,更重要的是深入窮鄉僻壤,了解到不少民間實際情況與疾苦,使我進一步向進步與革命靠攏?!蓖?月,黃培云大學畢業,在清華大學金屬學研究所任助教。

1940年,黃培云考取清華大學第五屆公費留美生,在麻省理工學院研究生院攻讀博士學位。1945年獲科學博士學位后,他繼續在該院從事博士后科學研究工作。

為了中華民族的振興,黃培云毅然偕同已入美國籍的夫人于1946年底回到了祖國,以圖科學救國。1947年春,他受聘到武漢大學礦冶系任教授和系主任。

建校不是做好桌子板凳就行

1952年,國家對高等學校進行教學改革與院系調整,決定將武漢大學、湖南大學、廣西大學、南昌大學的礦冶系,中山大學的地質系,以及北京工業學院的選礦系進行調整合并,成立獨立的中南礦冶學院。該學院定位為以培養有色金屬工業需要的人才為主,時任武漢大學礦冶系主任的黃培云參與了籌建工作。

校址最后選定在湖南長沙。“建校時最困難的是沒有人,我們就在長沙即將畢業的學生中找幾個能干的?!秉S培云生前回憶道。他們先對學校的桌椅板凳、實驗臺需要多少木頭進行估算,再去買木頭,并且總能買到最好的木頭。之后,他們又買了馬達和鋸片,自己裝了鋸木頭的機器。很快木工廠建起來了?!罢f是木工廠,實際上除了那臺鋸以外,什么都沒有。但學生們就是用它制作了一大批小板凳。”黃培云生前回憶起建校情景時娓娓地說道。

然而,建校不是把桌子板凳做好就行了。幾所學校的師生加起來有好幾百人,加上當時交通不便,從四面八方趕到長沙來這個過程就不簡單。修整校舍時實在買不到瓦,他們就自己動手做瓦;建房子需要大量的磚,他們就自己建窯壓胚燒磚,還因為用水的問題,他們辦了一個小型自來水廠,甚至為了開出一條運輸路,他們用鋤頭一點點地把羊腸小道鏟平、開通。

面臨6所學校所用教材差別很大的問題時,他們把6個學校的教材擺在一塊兒,強中選優,最后確定以武大、湖大、北京工業學院的教材為主。

他們秉著革命的精神為建校出謀獻力,終于學校在1952年11月如期開學,黃培云被任命為副院長。

黃培云倡導的“三嚴”作風――嚴肅對待教學工作、嚴密組織教學過程、嚴格要求學生在建校后起了很大作用?!拔覀円环矫娌粩喔纳平虒W物質條件,一方面大力培養師資。學院成立時只有兩萬多平方米,實驗室、教室、宿舍等都非常缺乏?!秉S培云生前接受記者采訪時說,用了大概3年時間,教學樓、實驗樓相繼建立,實驗室設備不斷補充,教學質量也有了提高。

從1954年開始,學院在蘇聯專家的指導下,改組了院務會議,調整教研組,修訂教學計劃及教學大綱,對教學法展開研究。1956年,中南礦冶學院培養出第一批畢業生,較強的專業能力和綜合素質使這些畢業生受到用人單位的歡迎。

填補我國粉末冶金學科空白

不僅是奠基粉末冶金學科、培養學科人才,黃培云更是見證了它的發展。

粉末冶金是一門制取金屬、非金屬和化合物粉末及其材料的高新科學技術,它能滿足航空、航天、核能、兵器、電子、電氣等高新技術領域各種特殊環境中使用的特殊材料的要求。一些發達國家早在20世紀初就開始了該領域的研究,而中國在1950年代還是一片空白。

當冶金部把設立粉末冶金專業的任務下達給中南礦冶學院時,誰都不知道粉末冶金是怎么一回事。黃培云說他在麻省理工學院學過一門30學時的粉末冶金選修課,有點概念,但當時并不太重視這門課程。從那以后,黃培云在學術和專業方面由一般有色金屬冶金研究轉向集中研究粉末冶金與粉末材料。

“回想起來,我們那時候什么都沒有,真是從零開始。學生、講課教師、教材、實驗室都還沒有。我們首先在冶金系里成立了粉末冶金教研室,我兼任教研室主任,成員有冶金系主任何福煦、助教曹明德。”黃培云說。上世紀60年代他培養了第一批粉末冶金專業的研究生,到80年代,培養了這個專業的第一批博士生。至今他已培養碩士生、博士生80余人,其中很多人已經成長為我國粉末冶金領域的骨干力量。在培養人才之外,黃培云領導的粉末冶金專業還接受完成國防部門下達的任務。

粉末冶金范文2

關鍵詞:粉末冶金,材料摩擦,主要因素

 

1.材料組織和亞結構的影響

試驗表明激光淬火硬化區的組織和亞結構是影響激光淬火鐵基粉末冶金材料摩擦學特性的主要因素。

鐵基粉末冶金材料經表面淬火處理后表現出良好的耐磨性能與淬火組織中各相的形態、大小與分布有關。在表面處理超快速加熱條件下,馬氏體繼承了高溫狀態下奧氏體碳濃度微觀不均勻性,獲得了極細針狀馬氏體與板條馬氏體的混合組織,提高了淬火組織的強度和硬度。此外,馬氏體還繼承了奧氏體的高密度位錯,造成了強烈的靜畸變效應,從而提高了磨損過程中的塑性變形抗力和斷裂強度,提高了裂紋萌生的應力,也改善了耐磨性能。在淬火過程中形成的下貝氏體,內應力小、裂紋少,組織均勻、熱穩定性高,具有較高的韌性及形變硬化能力,粘著磨損抗力優于馬氏體。

表面處理前的磨痕形貌可見嚴重塑性變形和粘著現象,主要為塑性變形引起的粘著磨損機制。而表面淬火處理后的磨面較平滑。其滑動摩擦體系是在氧化磨損和塑性變形導致的多種磨損機制共同作用下的材料損耗過程。

表面淬火后得到的是馬氏體/下貝氏體復相組織,由于表面硬度較前一材料略低,其磨損表面可見輕微犁削磨損現象,磨損率高于孿晶馬氏體/位錯馬氏體混合組織。但是,在較高載荷下,馬氏體/下貝氏體復相組織具有較好的強韌性搭配,具有較低的裂紋和缺口敏感性,在磨痕中可以觀察到裂紋尖端的鈍化現象,沒有發生孿晶馬氏體/位錯馬氏體混合組織中在高載荷下常見的裂紋快速擴展的情況,因此在較高載荷下表現出較好的耐磨性。

殘余奧氏體在淬火組織中是一個強韌相,一方面,殘余奧氏體細化,具有一定的強度和硬度;另一方面,又具有極好的韌性,在磨損過程中優先發生塑性變形,因堆垛層錯能較低,易形成擴展位錯,導致位錯密集,產生明顯的加工硬化效果。同時在變形過程中,一部分殘余奧氏體應變誘發馬氏體,松弛應力集中,減慢裂紋萌生和擴展過程。因此,適量的殘余奧氏體的存在也可改善淬火層的耐磨性能。

在表面相變硬化過程中,殘余奧氏體的極高位錯密度和馬氏體晶粒的晶格缺陷會阻礙疲勞源的萌生與裂紋的擴展,從而改善了材料的抗疲勞性能。另外在相變硬化過程中,由于材料內部的溫差和馬氏體形成時體積大大膨脹,在表層形成很大的殘余壓應力,而殘余壓應力能松弛材料內部的應力集中,因此能有效地改善抗疲勞性能。

鐵基粉末冶金材料中存在的游離態石墨在摩擦過程中不斷覆蓋摩擦界面,可以形成穩定的工作層,可以防止摩擦副的咬合,也起到了很好的減磨作用。

鐵基粉末冶金材料中存在的少量合金碳化物不僅可以強化基體,在摩擦磨損過程中,還可在磨損表面起到承受載荷、限制兩對磨材料直接接觸的作用,減少了兩接觸表面的真實接觸面積,從而可以對提高材料耐磨性起到一定的作用,在本試驗材料中由于合金碳化物的含量太低,所以其作用并未表現出來。

2.孔隙的影響

粉末冶金材料的多孔性為材料摩擦磨損行為的研究增加了新內容,成為區別于其它致密材料磨損的一大特點。對孔隙在磨損過程中的作用,至今還未得出一致的看法。

S.C.Lim和J.H.Brunton 用裝有掃描電鏡的動態銷-盤型磨損臺架研究了燒結鐵的無磨損機制和孔隙在磨損過程中的作用。發現磨損與開口孔隙的數量有關。在干摩擦情況下,孔隙是產生和留集磨屑的地方,這一作用使材料的磨耗降低。其試驗結果表明,低載時孔隙度高反而磨損小,高載時影響不大。當表面產生材料流變(滑移或機械拋光)而將大多數開口孔隙覆蓋時,磨損行為與非燒結鐵相似。

密度對磨損率的影響是孔隙在摩擦磨損過程中微觀作用的宏觀表現。在本試驗研究的摩擦磨損過程中,孔隙既可集留磨屑又是磨屑的產生源之一。在較低試驗載荷下,孔隙的主要作用是集留磨屑,使摩擦表面變得更加光滑。在這種情況下,孔隙度高有助于磨損率的降低。在較高試驗載荷下,孔隙的集留磨屑效用降低,孔隙成為裂紋源及產生磨屑的場所??紫妒且詢煞N形式產生磨屑的:(1)孔隙邊緣物質碎裂、脫落。 (2)孔隙作為應力集中源產生裂紋,裂紋沿粉末顆粒的弱連接處而引起撕裂。當試樣與對偶材料相對滑動時,由于摩擦發生粘著,使試樣表面發生剪切應力,當剪切應力超過屈服強度時,表面材料發生塑性流變,并在孔隙邊緣發生應力集中,當應力達到材料的剪切強度時,便出現裂紋。裂紋沿粉末顆粒、燒結頸等脆弱處或沿連通孔隙擴展,于是發生撕裂,產生磨屑,同時孔隙又是阻止裂紋進一步擴大的因素。隨著密度的提高,孔隙減少,孔隙的上述作用也相對減弱,從而材料的磨損性能相對改善。因此要提高鐵基粉末冶金材料在較高載荷下的耐磨性,必須提高材料的密度級別。

3.摩擦表面膜的影響

摩擦表面和亞表面材料的物理化學性能決定了材料的摩擦磨損行為。摩擦表面層理論認為:在摩擦副兩個表面的相互作用下,材料表面將產生一個不同于基體材料的表面層。該層在形成過程中有物理的、力學的作用,如塑性變形、固態相變和晶粒碎化;也有化學的作用,如摩擦副之間的化合物、材料的氧化和腐蝕等。在各種因素的綜合作用下,摩擦表面層的形態、成分和性能存在非常大的差異。常見的有兩種情況:一種是主要由塑性變形層組成的摩擦表面層;另一種是主要由表面涂抹層組成的摩擦表面層。本試驗過程中在鐵基粉末冶金材料的磨損表面也觀察到存在摩擦表面層,厚度約在幾百納米到幾微米之間。論文大全。論文大全。

表面淬火處理后鐵基粉末冶金材料表面得到了混合馬氏體+殘余奧氏體的混合組織,材料的表層及次表層硬度得到了顯著的提高。磨痕形貌表明,鐵基粉末冶金材料的磨損率主要取決于試樣表面氧化膜的生成及損耗速度。因此,可以認為其占主導地位的磨損機制是氧化磨損,同時存在磨粒磨損。在摩擦滑動過程中,次表層不發生或僅發生微量塑性變形,摩擦熱使表面溫度升高,這有利于氧化反應的發生,在摩擦表面生成氧化膜,可起到保護表面的作用。論文大全。由于氧化膜的存在,表面淬火處理后的磨損試樣表面較光滑,摩擦磨損性能得到改善。

參考文獻:

[1]陳愛武.PA/Cu復合粉末激光燒結成型機理研究[J].工程塑料應用,2008,(06) .

[2]陳昕,葛瓊,.中碳硅錳鋼氧化脫碳特性的研究[J].鞍鋼技術, 2004,(01) .

[3]于同仁,惠衛軍,張步海,蘇世杯.中碳鋼形變及冷卻過程中的組織演變[J].安徽冶金, 2006,(01) .

粉末冶金范文3

關鍵詞:凸輪軸信號盤;粉末冶金;尺寸精度

中圖分類號:U466 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2550(2013)04-0058-06

發動機是汽車的動力源,而信號盤相當于控制發動機的開關,其相位角度的設計及精確控制,對發動機各個氣缸的協調工作起著至關重要的作用,信號盤提供信號給轉速傳感器,轉速傳感器再把信號傳遞給ECU,ECU收到該信號就控制發動機噴油及點火。當信號盤旋轉時,磁路中的氣隙就會周期性地發生變化,磁路的磁阻和穿過信號線圈磁頭的磁通量隨之發生周期性變化。根據電磁感應原理,傳感線圈中就會感應產生交變電動勢,而產生的交變電動勢控制著氣缸點火時間及順序,需要信號盤具有精確的相位角度;由于電磁感應式傳感器輸出電壓的峰值隨轉速的大小而變化,在發動機啟動時的低速狀態下,感應電壓很低,也需要信號盤的信號齒具有良好的磁感應性能,以提高信號輸出靈敏度。

1 產品設計

1.1 產品性能設計

凸輪軸信號盤是傳感器的信號轉子,裝配在凸輪軸上,利用其外圓的4個凸齒,在磁場里旋轉過程中產生周期變電動勢,控制發動機點火順序,保證點火正時。主要利用其良好的磁感應性能及精確的相位角度,保證發動機各個氣缸的協調工作,因其產生的信號是通過電流傳遞給ECU,為了削弱磁場對電流的影響,信號盤本身的磁場強度應有嚴格的限制。

1.2 產品結構設計

凸輪軸信號盤產品見圖1。信號盤外圓有4個凸齒,2個68°大凸齒,2個18°小凸齒,2個72°大缺齒,2個22°小缺齒。信號盤每轉過一個凸齒,傳感器中就會產生一個周期變電動勢,并相應地輸出一個交變電壓信號,故凸輪軸旋轉一周會有4個交變信號產生,ECU每接收4個信號,即可知道凸輪軸旋轉了一圈。

2 工藝方案設計

產品內孔精度等級較高,達到了8級精度,銷孔精度達到7級;產品外圓信號齒角度的精確性關系到裝機后信號的準確性,另外根據產品的使用工況,要求產品具有較低的剩磁強度,較高的齒部密度。產品主要技術要求如表1所示。

根據上述分析,結合供應商實際生產情況,確定此零件的生產應該包含以下主要工序:

(1)成形:保證產品的外形以及密度要求,如相位角度,內孔尺寸;

(2)燒結:保證產品基本性能的要求,如強度、硬度、密度等;

(3)整形:對燒結變形的產品進行外形的校正,同時提高內孔以及信號齒角度的精度;

(4)鉆孔、鉸孔:保證產品銷孔達到要求。

(5)退磁:保證產品有較低的剩磁強度。

3 成形方案設計

3.1 方案設計以及壓機選擇

(1)考慮產品的工藝性能、形狀、精度以及表面的要求,除了定位銷孔處必須采用機械加工外,其余均可以不采用后續機械加工。

(2)通過產品結構分析,零件上端面1個臺階面,下端面2個臺階,整體上構成一個典型的上二下三結構的粉末冶金結構件,在粉末冶金壓坯形狀上定義為Ⅳ型壓坯,Ⅳ型壓坯必須由陰模,一個上模沖、三個下模沖和芯棒組成的模具成形,由于沿壓制方向橫截面有變化的不等高壓坯,要保證其密度的均勻性,必須按相同的壓縮比來計算裝粉高度,同時為了保證外圓凹槽根部的圓角能夠光滑過渡,采用臺階陰模結構取代了1個下模沖。

方案1:成型方案采用上一下二結構,信號盤正面信號齒部(A區)、齒根(B區)、臺階(C區)為一整體模沖,造成ABC區密度分布極不均勻,從其硬度分布可以得到驗證(A區平均硬度32HRB, B區平均硬度52HRB,C區平均硬度70 HRB)。因為ABC區為一整體模沖,在成型時,A區松裝填充不夠,造成成型后密度低,而A區恰好是信號作用區域,磁感應強度和產品的密度值直接相關,密度越高,磁感應強度越高,若密度低,對其磁感應強度及傳遞信號準確度還是不容忽視的。矯頑力和磁導率都對孔隙雜質敏感,孔隙和雜質含量越少,矯頑力場就越小,磁導率就越高,若密度越低,孔隙就越多,對其矯頑力和磁導率影響就越大。故對于粉末冶金信號盤,其信號作用區齒部密度不宜過低。

方案2:成型方案采用上一下二+臺階陰模結構(上一下三結構),信號盤正面信號齒部(A區)、齒根(B區)為一模沖,臺階(C區)為臺階陰模。因為ABC區是分沖結構,在成型時,AB區和C區的松裝填充可調,使得成型后ABC各區密度均勻,從其硬度分布及波動可以得到驗證(A區平均硬度61 HRB, B區平均硬度66 HRB,C區平均硬度64 HRB)。A區的密度相對提高(方案2產品硬度61 HRB大于方案1產品硬度32 HRB),而A區恰好是信號作用區域,故方案2信號盤磁感應強度比方案1產品要好。同時方案2產品整體密度均勻,在裝配過程中不會產生破裂,提高了產品各項性能要求。

(3)通過產品結構計算此產品所需壓制壓力,需130 T的成形壓力。

(4)考慮到壓坯各部分的密度分布的均勻性,壓坯的精度、模沖的個數,以及成型過程中粉末的移動以及供應商成型壓機的特點、模架結構,為充分體現粉末冶金的特點,此次選擇帶用上三下三模架的機械式S-200T壓機。

3.2 模具參數設計

新開發凸輪軸信號盤模具設計主要參數如表2所示。

3.3 成型動作解析

成形動作:裝粉上沖下行陰模強制拉下下浮動沖落在擋塊上臺階陰模落在擋塊上成形終了上缸給保護壓力陰模止擋打開脫陰模下浮動沖擋塊打開脫浮動沖脫芯棒上缸回程機械手夾持脫出產品。

(1)裝粉:因為該零件壁厚較薄,粉末之間會產生拱橋效應,為了使裝粉均勻,必須采用裝粉效果較好的吸入法裝粉。

(3)壓制成形:上沖下行與陰模合縫后,強制拉下陰模,下浮動沖落在擋塊上,上沖與陰模繼續下行直至陰模落在擋塊上,調整陰模和外浮動沖的壓制速率,避免因非同時成形而產生裂紋。

(4)脫模:采用陰模拉下式脫模,即陰模向下運動,逐漸脫出下外沖、下內沖、芯棒。脫模時要注意采用保護脫模,即脫模過程中上模沖給予產品一定的壓力,待下外沖脫出陰模的同時撤去上外沖的保護壓力,上內沖繼續保持壓力,直至下內沖脫出陰模,最后中心缸將芯棒抽回。保護脫模可以避免產品出現掉塊、裂紋等外觀缺陷。

成形裝配示意圖如圖3所示。

4 材質工藝設計

原材料選擇依據:根據凸輪軸信號盤的工作原理、粉末冶金件凸輪軸信號盤的綜合性能及尺寸要求,原材料應該具備以下四個方面的性能:

(1)磁性能好。對于磁性材料,碳的存在降低一定的磁性能,故碳含量應盡量低。同時,磁感應強度和產品的密度值有直接相關,密度越高,磁感應強度越高。矯頑力和磁導率都對燒結條件和間隙雜質敏感,燒結溫度越高和雜質含量越少,矯頑力場就越小,磁導率就越高。燒結溫度越高,時間越長,金相組織平均晶粒尺寸就越大,孔隙越圓滑,磁性能就越好[1]。

(2)壓制性和穩定性好,磁性材料,傳遞信號部位密度越高,磁感應強度越高,傳遞信號就越準確。磁性粉末又必須同時具備穩定的粒度分布與粒度組成且化學成分均勻、無偏析、穩定的流速以及穩定的松裝密度等重要特性。由于在混料中可能產生的不均勻,包括比重偏析在內的混合料不均勻性,在燒結中因燒結溫度和保溫時間及壓坯密度不均勻等造成的擴散不充分,則會引起組織不均勻,并使零件性能產生波動。而采用Fe-Cu-C粉末原料,因Fe和Cu的比重相差不大,不容易發生偏析[2],且Cu相對較軟,能提高壓制性能。

(3)尺寸穩定性,凸輪軸信號盤信號齒角度精度越高,傳遞信號的準確度就越高,其金相組織平均晶粒尺寸越大,孔隙越圓滑,磁性能就越好。但對于粉末冶金件,要使其組織平均晶粒尺寸越大、孔隙越圓滑就需要較高的燒結溫度和較長的燒結時間。而燒結溫度越高,時間越長,尺寸變化又越大[3],尺寸精度尤其是相位角度就難以保證。同時信號盤需裝配到凸輪軸上,其內孔精度及材料的強度和韌性一定要保證。綜合以上各種因素,選擇添加少量的C及一定比例的銅,既能穩定產品尺寸變化,提高強度、韌性,還能提高密度,降低孔隙率,后續再通過整形對零件的尺寸以及形位公差進行校正。既保證了可靠磁性能,又保證了產品強度、韌性及尺寸要求。

(4)燒結后要滿足產品既定的性能要求:產品密度≥6.4 g/cm3 ,硬度≥40 HRB,抗拉強度≥300 MPa,延伸率≥1%。

根據以上提出的材料性能要求,經過性能試驗對比和燒結綜合參數測定,結合現有的材料標準提供的相關材質達到的性能指標,選取Fe-Cu-C材料。

綜上所述,選取供應商牌號為F1407的鐵粉,其性能參數如表3所示。

5 燒結工藝設計

為保證凸輪軸信號盤在燒結過程中具有理想的金相組織,穩定的尺寸,結合供應商現有設備實際特點,選用德國進口的步移梁式燒結爐,步進梁式燒結爐具有以下優點:

(1)能夠實現高溫燒結,提高燒結溫度可以提高生產效率,實踐中發現提高55℃燒結溫度對致密化程度的影響效果相當于延長燒結時間幾十倍或幾百倍[4]。

(2)在工作過程中可提供連續的、可重復的時間-溫度-氣氛曲線,這在粉末冶金生產中非常重要,當爐子的舟速一定時,各個溫度可控帶設定的溫度以及氣氛組成、氣氛流量已經確定時,則通過該燒結爐的所有壓坯都是在一組相同的工藝參數下燒結的,結果是建立了一條穩定的加熱曲線,這就保證了燒結零件的質量即零件尺寸、性能的均勻一致性[4]。

(3)操作簡單,自動化程度高;輔料消耗和熱損失小,零件受熱均勻;依據所選燒結爐制訂燒結爐工藝,即各區溫度、燒結速度,以及氣氛流量的大小,結合燒結爐的結構、負荷的大小、加熱時間以及保溫時間并結合粉末具體參數變化,確定了以下擺放方式,即采用架燒模式,產品4x4均勻擺放在石墨墊板上,產品間隔10~20 mm,如圖4所示。

6 整形工藝設計

6.1 整形方式的選擇——全整形

為了保證信號盤的端面端跳、齒相位角度、平面度以及內孔精度,必須對燒結后的毛坯進行全整形,即內外徑以及高度方向均產生塑性變形。全整形塑變充分,產品出模后彈性回彈小,制品的內外徑尺寸精度可達到IT6-7級[5],滿足本產品設計要求。

6.2 整形方案設計

(1)因為產品成形和燒結后,產品下部兩個臺階面的高度可能會和預想的會有差異,所以下沖最好做成分沖,這樣根據燒結后產品上下兩個臺階的高度,可以調節好分沖之間的段差。

(2)理論上整形時應先讓下外模沖和上模沖接觸產品,再讓下內沖接觸產品,這樣可以避免產品在臺階圓角處出現裂紋,實際上整形時壓下量只有0.1 mm左右,在壓機上不易測量,可根據產品出模后的狀態做進一步的調整。

6.3 壓機的選擇

根據產品的形狀以及整形方式,決定了整形壓機必須選擇帶上二下二或上二下三模架的壓機,同時該產品的整形壓力經過計算需要100 T左右,結合供應商的實際情況,選擇帶有上二下三結構模架的315 T液壓機。整形裝配圖如圖5所示。

7 后加工工藝設計

凸輪軸信號盤銷孔精度達到7級,其位置與產品外圓齒開口角度的位置關系精確度關系到裝機后信號的準確性,故其孔徑及孔位置精度的尺寸尤為重要。

(1)在樣件階段采用的是鉆孔、鉸孔方式,鉆孔和絞孔是分開完成的,設計了專用夾具及檢具,保證產品質量。

(2)量產后考慮使用專機加工,設計一套專用夾具,保證在一次裝夾的情況下完成鉆孔、絞孔、檢測、壓裝,提高效率。

8 產品的性能及尺寸測試結果

對于不熱處理的粉末冶金零件,燒結后產品的性能已確定,故產品關鍵尺寸檢測如表6所示。

產品所有關鍵尺寸PPK>1.67,過程能力充分。

9 結論

(1)合理的成形模具分沖設計,使得凸輪軸信號盤各區密度均勻,提高了信號輸出靈敏度。

(2)合理的燒結及全整形工藝設計,有效地提高了信號盤的相位角度、內孔IT8級精度等要求,保證了對發動機各個氣缸工況的精確控制。

參考文獻:

[1] 黃培云.粉末冶金原理[M].北京:冶金工業出版社,1997.

[2] 韓鳳麟.粉末冶金零件設計與應用必備[M]. 北京:化學工業出版社,2001.

[3] 劉傳習,周作平.粉末冶金工藝學[M]. 北京:科學普及出版社,1985.

粉末冶金范文4

日前,科技部火炬高新技術產業開發中心下發《關于認定岳陽精細化工等7家產業基地為國家火炬特色產業基地的通知》,批復認定萊蕪市為國家火炬粉末冶金特色產業基地。此次批復的特色基地全國共有7家,其中山東2家。這是繼萊蕪國家新材料高新技術產業化基地之后,獲得的第二個國家級高位區域創新平臺,也是國內粉末冶金領域唯一一家特色產業基地。萊蕪市已成為全省同時擁有高新技術產業化基地和特色產業基地的六個地市之一。

粉末冶金產業是萊蕪市的重點優勢特色產業,先后承擔國家科技支撐計劃等重點科技計劃項目43項,授權專利68項,獲省以上科技進步獎8項,其中國家科技進步二等獎1項、省科技進步一等獎1項。擁有省級科技創新平臺8家。32篇,其中國際刊物8篇。全市制粉、制品產能分別為20萬噸和5萬噸,分別占全國的35%和15%。立足這一優勢特色產業,萊蕪市從2010年開始著手進行產業基地的創建工作,先后成立了由市長任組長、分管副市長任副組長、20個部門單位主要負責人為成員的基地建設工作領導小組,出臺了《關于加快推進國家火炬萊蕪粉末冶金特色產業基地建設的意見》,與省科學院在深入調研基礎上,編制了《粉末冶金特色產業基地發展規劃(2012-2016)》,積極爭取省科技廳支持,及時向國家科技部推薦認定。在多次向國家科技部匯報爭取,并經實地考察、專家答辯后,科技部近期下達了關批復。

特色產業基地是在特定地域內,發揮地方資源和技術優勢,依托一批產業特色鮮明、關聯度大、技術水平高的高新技術企業而建立起來的產業集群。特色產業基地的建立,不僅奠定了萊蕪市粉末冶金產業在國內同行業中的領先地位,也為萊蕪市粉末冶金產業發展打造了高位平臺和響亮品牌,對于吸引高端技術人才和技術成果,提高產業在國內乃至國際同行業領域的技術水平,促進和帶動汽車及汽車零部件等相關產業發展,加快轉方式調結構,打造“中國粉末冶金城”都具有非常重要的意義。

粉末冶金范文5

真空燒結爐是在抽真空后,在充惰性氣體保護狀態下,利用發熱體加熱的原理,使物料箱保持均勻溫度,通過熱輻射傳導進行燒結,并通過溫度智能控制系統實現溫度的自動控制。燒結作為粉末冶金過程中的一道重要工序,其溫度的控制決定著最終產品質量的好壞,傳統的溫度控制系統多是采用手動控制、溫度儀表結合繼電器型的位式控制或者是PID連續控制,隨著科技的不斷進步,智能化技術開始應用于燒結溫度的控制,雖然溫度智能控制系統有多種類型,但它們都有著一定的局限性,并不能實現對粉末冶金燒結復雜過程中溫度的有效控制,對于溫度智能控制系統的研究還有待深入。

1 真空燒結爐溫度控制研究現狀

PID控制是實現真空燒結溫度自動控制的最早方法,在諸多領域均有應用,但在時變、大滯后、非線性系統中其性能較差,且穩定性較差,單純的PID控制方法已經無法滿足燒結溫度控制的精確要求。

伴隨著科學技術的進步,諸如預測控制、魯棒控制、模糊控制、智能控制、專家控制等先進的控制方法應運而生,這些方法已被成功應用于實際的溫度控制中,起到了較好的效果,而智能化技術的出現更推進了溫度智能控制的發展,智能化技術包括人工智能、神經網絡、專家系統、進化算法、預測技術等,可對一些非線性、快時變等復雜系統進行全局控制,較其他溫度控制技術來說,有著明顯的優勢。

2 燒結溫度控制過程及傳統控制方法

粉末冶金燒結控溫過程一般包括自由升溫段、恒溫升溫段、保溫段、恒溫降溫段以及自由降溫段,溫控要求示意圖見于圖1,從圖中可看出除自由升降溫階段,其他階段要求溫度控制的精確性。

傳統溫控方法主要有以下幾點:

2.1 儀表控制

傳統的儀表控制是通過溫控器、繼電器、接觸器的二位式調節實現對溫度的控制,將溫控器的TC調至“自動”,即可進行自動控制。但這種溫控方法存在控制精度低、穩定性差、電能利用率低等缺點。

2.2 PID控制

PID控制是目前應用最廣泛的一項燒結溫控技術,PID控制系統由模擬PID控制器和被控對象組成,PID控制器是一種線性控制器,控制規律為u(t)=Kp[e(t)+1/T1∫t0e(t)dt+TD×de(t)/dt],其中Kp為比例系數、T1為積分時間常數、TD為微分時間常數。在實際生產中,PID控制器多存在參數整定不良、性能較差、適應性差等缺陷。

2.3 純滯后補償控制器

純滯后補償控制器即Smith預估器是針對被控對象的純滯后性提出的,雖然可對參數進行有效控制,但這種控制方法的實現必須建立于被控對象的數學模型上,不適用于一些數學模型難以構建的系統中。

2.4 工控機和PLC過程控制系統

這種控制方法是由PLC進行現場控制,并由微機進行控制運算,在圖形化的過程控制界面上實現溫度自動控制的操作,這種方法受環境條件影響,且成本較高。

3 溫度智能控制系統分析

3.1 模糊控制系統

模糊控制技術是通過模糊條件語句,利用模糊邏輯推理對系統的實時輸入狀態數據進行處理,對被控對象實施相應的控制決策,從而來達到精確的控制效果。

模糊控制器一般由模糊生產器、模糊規則庫、模糊推理機、模糊化消除器四部分組成,將實際溫度與溫度給定值之間的溫差e及其變化率ec作為模糊控制器的輸入語言變量,并將系統控制通過加熱裝置的電流的可控硅導通角的變化量Ki、Kp、Kd作為輸出變量,包括模糊化、模糊推理、解模糊三個過程,其結構框圖見于圖2。

模糊控制器的工作流程為采樣求得系統的輸出值和輸入變量,再將輸入變量的精確值變為模糊量,并根據輸入變量及模糊控制規則,通過迷糊推理合成規則來計算出控制量。

3.2 基于BP神經網絡的溫度智能控制系統

基于BP神經網絡的PID控制器(圖3)擺脫了對于被控對象數學模型知識的依賴,其控制功能的完成取決于神經網絡的學習算法。借助BP神經網絡可實現PID的Ki、Kp、Kd3個參數的在線調整。

3.3 基于OPC技術的溫度智能控制系統

OPC是一項用于過程控制的對象鏈接嵌入的技術,這種技術提供了一種規范,通過這種規范,系統能夠以客端/服務器標準方式從服務器獲取數據并將其傳遞給任何客戶應用程序,實現對被控對象的實時控制?;贠PC技術的溫度智能控制系統的硬件系統主要由PLC主控制系統、熱電偶傳感器、主回路可控硅裝置及電加熱器EH組成。

系統軟件方面主要包括主程序、PID控制算法程序、溫度采樣程序等,主程序在初始化程序中完成抽真空,充惰性氣體后進行真空燒結,在燒結過程中再有PID控制溫度,燒結完成后,進行氣壓冷卻,當爐溫低于800攝氏度時結束程序,完成燒結。

4 結語

粉末冶金真空燒結具有非線性、大滯后等特點,其復雜性加大了燒結過程中的溫度控制難度,在實際的真空燒結爐溫度控制系統中,由于其自身的局限性,無法實現溫度的精確控制,這也直接影響到了最終產品的質量,智能化技術的應用使得溫度智能控制系統得以建立,溫度智能控制系統具有運行穩定、溫度控制精度高、適應性強等優點,在粉末冶金真空燒結爐中具有很大的應用價值及發展空間。

參考文獻

[1]汲亞娟.粉末冶金電加熱燒結爐的溫度控制系統[D].石家莊:河北科技大學,2014.

[2]周建華.基于模糊CAMC與PID復合控制的DMK-240真空燒結爐控制系統研發[D].長沙:中南大學,2012.

[3]葛偉偉.基于PLC的燒結爐溫度控制系統設計[D].杭州:浙江工業大學,2015.

[4]周金峰.基于OPC技術的燒結爐模糊溫度控制系統[D].株洲:湖南工業大學,2011.

作者單位【關鍵詞】粉末冶金 真空燒結爐 溫度智能控制系統

真空燒結爐是在抽真空后,在充惰性氣體保護狀態下,利用發熱體加熱的原理,使物料箱保持均勻溫度,通過熱輻射傳導進行燒結,并通過溫度智能控制系統實現溫度的自動控制。燒結作為粉末冶金過程中的一道重要工序,其溫度的控制決定著最終產品質量的好壞,傳統的溫度控制系統多是采用手動控制、溫度儀表結合繼電器型的位式控制或者是PID連續控制,隨著科技的不斷進步,智能化技術開始應用于燒結溫度的控制,雖然溫度智能控制系統有多種類型,但它們都有著一定的局限性,并不能實現對粉末冶金燒結復雜過程中溫度的有效控制,對于溫度智能控制系統的研究還有待深入。

1 真空燒結爐溫度控制研究現狀

PID控制是實現真空燒結溫度自動控制的最早方法,在諸多領域均有應用,但在時變、大滯后、非線性系統中其性能較差,且穩定性較差,單純的PID控制方法已經無法滿足燒結溫度控制的精確要求。

伴隨著科學技術的進步,諸如預測控制、魯棒控制、模糊控制、智能控制、專家控制等先進的控制方法應運而生,這些方法已被成功應用于實際的溫度控制中,起到了較好的效果,而智能化技術的出現更推進了溫度智能控制的發展,智能化技術包括人工智能、神經網絡、專家系統、進化算法、預測技術等,可對一些非線性、快時變等復雜系統進行全局控制,較其他溫度控制技術來說,有著明顯的優勢。

2 燒結溫度控制過程及傳統控制方法

粉末冶金燒結控溫過程一般包括自由升溫段、恒溫升溫段、保溫段、恒溫降溫段以及自由降溫段,溫控要求示意圖見于圖1,從圖中可看出除自由升降溫階段,其他階段要求溫度控制的精確性。

傳統溫控方法主要有以下幾點:

2.1 儀表控制

傳統的儀表控制是通過溫控器、繼電器、接觸器的二位式調節實現對溫度的控制,將溫控器的TC調至“自動”,即可進行自動控制。但這種溫控方法存在控制精度低、穩定性差、電能利用率低等缺點。

2.2 PID控制

PID控制是目前應用最廣泛的一項燒結溫控技術,PID控制系統由模擬PID控制器和被控對象組成,PID控制器是一種線性控制器,控制規律為u(t)=Kp[e(t)+1/T1∫t0e(t)dt+TD×de(t)/dt],其中Kp為比例系數、T1為積分時間常數、TD為微分時間常數。在實際生產中,PID控制器多存在參數整定不良、性能較差、適應性差等缺陷。

2.3 純滯后補償控制器

純滯后補償控制器即Smith預估器是針對被控對象的純滯后性提出的,雖然可對參數進行有效控制,但這種控制方法的實現必須建立于被控對象的數學模型上,不適用于一些數學模型難以構建的系統中。

2.4 工控機和PLC過程控制系統

這種控制方法是由PLC進行現場控制,并由微機進行控制運算,在圖形化的過程控制界面上實現溫度自動控制的操作,這種方法受環境條件影響,且成本較高。

3 溫度智能控制系統分析

3.1 模糊控制系統

模糊控制技術是通過模糊條件語句,利用模糊邏輯推理對系統的實時輸入狀態數據進行處理,對被控對象實施相應的控制決策,從而來達到精確的控制效果。

模糊控制器一般由模糊生產器、模糊規則庫、模糊推理機、模糊化消除器四部分組成,將實際溫度與溫度給定值之間的溫差e及其變化率ec作為模糊控制器的輸入語言變量,并將系統控制通過加熱裝置的電流的可控硅導通角的變化量Ki、Kp、Kd作為輸出變量,包括模糊化、模糊推理、解模糊三個過程,其結構框圖見于圖2。

模糊控制器的工作流程為采樣求得系統的輸出值和輸入變量,再將輸入變量的精確值變為模糊量,并根據輸入變量及模糊控制規則,通過迷糊推理合成規則來計算出控制量。

3.2 基于BP神經網絡的溫度智能控制系統

基于BP神經網絡的PID控制器(圖3)擺脫了對于被控對象數學模型知識的依賴,其控制功能的完成取決于神經網絡的學習算法。借助BP神經網絡可實現PID的Ki、Kp、Kd3個參數的在線調整。

3.3 基于OPC技術的溫度智能控制系統

OPC是一項用于過程控制的對象鏈接嵌入的技術,這種技術提供了一種規范,通過這種規范,系統能夠以客端/服務器標準方式從服務器獲取數據并將其傳遞給任何客戶應用程序,實現對被控對象的實時控制?;贠PC技術的溫度智能控制系統的硬件系統主要由PLC主控制系統、熱電偶傳感器、主回路可控硅裝置及電加熱器EH組成。

系統軟件方面主要包括主程序、PID控制算法程序、溫度采樣程序等,主程序在初始化程序中完成抽真空,充惰性氣體后進行真空燒結,在燒結過程中再有PID控制溫度,燒結完成后,進行氣壓冷卻,當爐溫低于800攝氏度時結束程序,完成燒結。

4 結語

粉末冶金真空燒結具有非線性、大滯后等特點,其復雜性加大了燒結過程中的溫度控制難度,在實際的真空燒結爐溫度控制系統中,由于其自身的局限性,無法實現溫度的精確控制,這也直接影響到了最終產品的質量,智能化技術的應用使得溫度智能控制系統得以建立,溫度智能控制系統具有運行穩定、溫度控制精度高、適應性強等優點,在粉末冶金真空燒結爐中具有很大的應用價值及發展空間。

參考文獻

[1]汲亞娟.粉末冶金電加熱燒結爐的溫度控制系統[D].石家莊:河北科技大學,2014.

[2]周建華.基于模糊CAMC與PID復合控制的DMK-240真空燒結爐控制系統研發[D].長沙:中南大學,2012.

粉末冶金范文6

關鍵詞:汽車金融服務;業務模式; 金融創新

中圖分類號:F8

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)04-0145-01

2009年,中國汽車產銷均超過1000萬輛,超過美國成為世界第一大汽車消費國。尤其私人購車比例已經上升至80%以上,成為轎車市場的絕對主體。但現實情況表明中國還遠沒有達到發達國家成熟的汽車發展水平,尤其在汽車服務業務模式方面,中國和汽車發達國家還存有很大的差距。

1 國外汽車金融服務模式分析

國外汽車金融服務模式主要有四種,包括分期付款銷售方式、融資租賃方式、再融資方式、信托租賃方式。分期付款模式是各國普遍采用的一種傳統的融資方式,即消費者在購買商品或者享受服務時,一次性支付資金有困難,可以采取首付款后,其余價款分期付清的方式,提前使用商品或者享受服務。汽車融資租賃銷售模式,是一種買賣與租賃相結合的方式,也屬于用金融服務的方式購買,即消費者在首付款后,在租賃期內不需要付完全車款,而是把車款付到所購車輛租賃期滿后的殘余價值為止。這等于只付了租賃期內的折舊款,之后消費者可以選擇支付余款購買汽車,也可以選擇將車歸還汽車金融公司,汽車金融公司或繼續按這種原則對外租賃、或投入二手市場出售。因此開展這種汽車金融服務業務,對轎車消費的推動作用相當大。融資租賃方式和分期付款的汽車貸款相比,具有一定的優勢,具體體現在:對于承租人(消費者)來說,“先租后買”方式比較靈活。在租賃期滿后,承租人享有選擇權,決定是否購買所租汽車。再融資是指合同持有人通過受讓汽車分期付款零售合同的合同債權,與作為債務人的消費者重新安排分期付款協議的內容,從而實現對消費者提供融資,它是在汽車金融服務機構以分期付款方式為消費者提供金融服務之后的第二次融資。信托租賃是信托公司采取的一種特有的融資方式,就汽車金融服務而言,信托公司為實現其財產信托職能,可以通過適當的合同安排,為汽車制造商、汽車經銷商以及最終消費者提供融資服務。

2 我國汽車金融服務業務模式分析

我國的汽車金融業務的操作方式主要有四種,包括以銀行、經銷商、非銀行金融機構、汽車金融公司為主體的四種模式。銀行主體模式是指銀行直接面對客戶,在對客戶信用進行評定后,銀行與客戶簽訂信貸協議,客戶拿貸款額度到汽車市場上選購自己滿意的產品。在這種模式中,銀行是中心,銀行指定律師行出具客戶的資信報告,銀行指定保險公司并要求客戶購買其保證保險,銀行指定經銷商銷售車輛。經銷商主體模式指借款人到銀行特約汽車經銷商處選購汽車,提交有關貸款申請資料,并由汽車經銷商轉交銀行提出貸款申請。銀行經貸款調查審批同意后,簽訂借款合同、擔保合同,并辦理公證、保險手續。也就是消費者向經銷商申請貸款并由經銷商將整套信用資料提供給銀行轉讓貸款。銀行安排的間接汽車貸款是對經銷商提供的貸款進行打折,采取批量處理的方式。非銀行金融機構主體模式指該機構組織對購買者的資信調查、擔保、審批工作,向購買者提供分期付款,這些非銀行金融機構通常為汽車生產企業的財務公司。汽車金融公司對于汽車產業鏈上的每個環節十分清楚,能夠以更加靈活、優惠的價格和服務發放汽車貸款,甚至可以將汽車銷量的增加彌補汽車貸款業務的虧損便于對個人購車者提供更多的延伸服務和增值服務。目前我國起步中的汽車金融公司暫時對車市大局產生不了多大影響,但無疑有明顯促進作用,尤其是汽車金融公司還可以對汽車銷售商給予較大的支持。

3 中外汽車金融服務業務模式比較經驗借鑒

國內汽車金融服務還處于起步階段,商業銀行是我國汽車金融服務的主體,在我國己經積累了足夠的分期付款的消費信貸經驗,所以分期付款的銷售模式更適合在我國開展;由于我國金融市場發展的不規范,再融資模式無法在我國開展;我國在汽車殘值評估方面沒有足夠的經驗,還沒有形成一套科學的評估體系,導致融資租賃模式也無法在我國開展;我國信托法律的不完善,信托公司發展的不規范也使得信托租賃模式難以開展。所以,目前中國汽車市場的金融服務品種主要是分期付款的汽車消費信貸,很少涉及到融資租賃方式和汽車銷售融資公司的再融資方式及其他方式。從國外經驗看,汽車金融業是可實現范圍經濟的產業,注重從不同客戶的不同需要出發,提供多種產品以滿足其需要。汽車金融除了為用戶提供消費信貸服務,還有融資性租賃、購車儲蓄、汽車消費保險、信用卡、擔保等多種金融產品。

4 發展我國汽車金融服務的對策建議

4.1 合作開展汽車金融業務

建立以汽車金融公司為主導,商業銀行、汽車企業集團財務公司、租賃公司和保險公司等金融機構為補充的汽車金融機構體系,應當是建立完善汽車金融體系的最終目標,比較理想的方式應該是汽車金融公司和商業銀行等金融機構在競爭的同時探索通過合理分工建立廣泛的合作關系。

從實際狀況來看,最可行的是加強專業汽車金融機構和商業銀行的外部合作,即汽車金融公司自行向消費者提供汽車信貸,銀行向汽車金融公司提供以綜合授信、資金結算、相互為內容的各項業務,這樣當汽車金融公司業務做大后,勢必造成資金回籠滯期問題,這時汽車金融公司以及汽車制造商進一步做大時就向銀行融資,這樣銀行達到了發放貸款的目的,汽車金融公司達到了銷售汽車的目的。

4.2 加大汽車金融產品創新力度

隨著汽車金融服務的專業化,今后汽車消費者將不只是得到購車貸款,還能享受與汽車消費有關的一系列金融服務??蛻魧τ谫J款期限、首付比例、還款方式等都可以自由選擇。同時,將一系列汽車美容、保養、維修等終身服務固定在產品上。專業的汽車金融服務機構在汽車銷售過程中應向制造商、消費者、經銷商提供融資及其它金融服務,包括為廠商提供維護銷售體系、整合銷售策略、提供市場信息的服務;對經銷商的庫存融資、營運資金融資、設備融資、財務咨詢及培訓等服務;為用戶提供的消費信貸、大用戶的批售融資、租賃融資、維修融資、保險等服務。它不僅覆蓋了汽車售前、售中和售后的全過程,而且延伸到汽車消費及相關領域。

參考文獻

[1]王再祥.汽車金融[M].北京:中國金融出版社,2004,(2).

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