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本文对两种不同尺寸的细铜粉(1#铜粉-尺寸在300微米左右,2#铜粉-尺寸在200微米左右)分别在有振动和无振动条件下的压制成形展开了系统的物理实验,研究了一维(1D)振动条件下各振动参数如振动时间t、振动频率ω、振幅A以及振动强度Γ等对两种铜粉堆积密度的影响,并对无振动及振动条件下获得的最密堆积结构的成形过程及压坯的微观结构进行了表征与分析,以研究外部机械振动的引入对粉末冶金中压坯结构与性能的影响。结果发现:1.铜粉在一维(1D)振动条件下的振动实验(1)两种铜粉的堆积密度ρ都随着时间t的增加而快速增加,达到一定值后,随着振动时间t的进一步增加基本保持不变。(2)振幅A和振动频率ω对两种铜粉堆积密度ρ的影响表现在,ρ随着A或ω的增加而增大,达到最大值后,随着A或ω的进一步增加而降低,即存在一个最佳的振动频率ω和振幅A来获得最致密的堆积结构。(3)振动强度Γ对ρ的影响也表现为先增加后降低的趋势,表明Γ可以在一定程度上反映振动频率ω和振幅A两者的综合作用,但是不能简单地仅凭一个振动强度Γ来表征两种铜粉的致密化过程,应分别考虑A和ω的影响。(4)实验中得到的最佳振动条件如下:1#铜粉,A=0.35MM,ω=140Rad/s, Γ=0.7,此时对应的最大堆积密度为0.6640;2#铜粉,A=0.50mm,ω130Rad/s,Γ=0.8622,此时对应的最大堆积密度为0.6566。(5)铜粉的粒度对于铜粉的堆积致密化有影响,铜粉的粒度越小越不利于其堆积致密化。2.铜粉的压制成形实验(1)铜粉的堆积密度ρ随着压制过程的进行增加很快,之后趋于一个定值。在相同的条件下,铜粉所受的压制压力P越大,铜粉对应的堆积密度ρ越高,在相同的压制压力下,经过机械振动之后的铜粉,最终压坯的堆积密度ρ要高于没有经过机械振动的压坯;(2)得出了铜粉堆积密度ρ随压制压力P的变化曲线,对曲线进行了拟合并给出了拟合方程,作为铜粉压制方程(压制压力P和铜粉压坯堆积密度ρ关系的方程)。(3)铜粉在压制过程中塑性变形随着压制压力P的增加逐渐变大,铜粉粒子由球形颗粒逐渐变为多面体颗粒(在压坯端面上表现为多边形),颗粒之间的接触由点接触逐步变为面接触。(4)经过机械振动之后的铜粉颗粒变形比较规则,基本上都是规则的多面体结构,并且颗粒之间的孔隙分布比较均匀。表明对粉末冶金成形前的粉体施以周期性的机械振动可以获得高性能的压坯,证明了振动在粉末冶金生产中的有效性。