内容简介
印红羽编著的《粉末冶金模具设计手册(第3版)(精)》共分15章，系统地介绍了粉末冶金压坯设计、粉末冶金模具设计原理、粉末成形压力机的选择、压制成形模架、成形模结构设计、精整模具结构设计、成形模具结构示例、模具零件的设计、模具主要零件的尺寸计算、粉末冶金模具设计实例、金属注射成形模具设计、粉末冶金模具的材料选择与制造、模具常见问题和损伤及压坯缺陷分析、粉末冶金模具计算机辅助设计与制造等。为了方便模具设计人员的工作，还对粉末冶金零件的制造工艺进行了简要介绍，并附有丰富的相关标准和数据资料。
《粉末冶金模具设计手册(第3版)(精)》可供粉末冶金模具的设计人员使用，也可供高等学校、高等专科学校师生及相关人员参考。
目录
第3版前言
第1章 粉末冶金零件制造工艺概述1
1．1 粉末冶金工艺简介1
1．1．1 可制取多组元材料1
1．1．2 可制取多孔材料2
1．1．3 可制取硬质合金和难熔金属材料2
1．1．4 可高效率地制造形状复杂的精密零件2
1．2 粉末冶金零件制造工艺基础3
1．2．1 原料粉末3
1．2．2 粉末冶金零件常规制造工艺6
1．2．3 粉末冶金零件其他成形工艺10
1．2．4 几种粉末冶金成形工艺的比较与选取13
1．3 粉末冶金零件材料技术性能特点简介15
1．3．1 粉末冶金零件材料与孔隙相关的材料特性15
1．3．2 粉末冶金零件材料的力学性能特征16
1．3．3 粉末冶金零件材料的工艺性能特征16
1．4 粉末冶金零件制造工艺与常规金属成形工艺的比较18
1．4．1 粉末冶金工艺和铸造工艺比较18
1．4．2 粉末冶金工艺和热模锻及板料冲裁工艺比较20
1．4．3 粉末冶金工艺和金属切削加工比较21
第2章 粉末冶金压坯设计23
2．1 烧结零件材料和密度的确定24
2．1．1 烧结金属含油轴承及其相关标准24
2．1．2 烧结钢和烧结不锈钢结构零件的密度、材料及其相关标准28
2．1．3 烧结有色金属零件密度、材料及其相关标准43
2．1．4 烧结磁性材料和电工合金51
2．1．5 金属注射成形(MIM)零件材料及其相关标准54
2．1．6 粉末锻造（P/F）零件材料及其相关标准59
2．2 压坯密度分布及其均匀性分析62
2．2．1 压坯的密度分布62
2．2．2 压坯的壁厚与密度分布63
2．2．3 用凸凹状模冲成形的压坯密度分布63
2．2．4 用阴模内腔带台阶面成形的压坯密度分布63
2．2．5 用组合模冲成形的压坯密度分布63
2．3 压坯形状的确定64
2．3．1 压坯形状分类65
2．3．2 压坯形状设计66
2．3．3 特殊形状零件的成形72
2．3．4 利用组合成形法简化压坯的复杂形状75
2．3．5 压坯尺寸限制78
2．4 烧结制品尺寸精度和位置精度的确定78
2．4．1 烧结制品的尺寸精度78
2．4．2 烧结制品的位置精度80
2．4．3 烧结制品的表面粗糙度83
2．5 烧结齿轮压坯与凸轮、链轮等压坯设计84
2．5．1 烧结齿轮压坯形状的确定84
2．5．2 烧结凸轮、链轮压坯形状的确定85
2．5．3 烧结齿轮与链轮的尺寸精度、几何公差和表面粗糙度86
2．6 金属注射成形(MIM)坯的形状设计89
2．6．1 金属注射成形(MIM)零件设计要点89
2．6．2 金属注射成形(MIM)零件成形坯形状设计90
第3章 粉末冶金模具设计原理94
3．1 模架和模具的基本构造与动作94
3．1．1 模架和模具的基本构造94
3．1．2 模架和模具的基本动作95
3．2 压制成形过程和精整过程中力的分析96
3．2．1 压制成形压力96
3．2．2 侧压力和剩余侧压力96
3．2．3 脱模压力98
3．2．4 精整压力99
3．2．5 压力中心101
3．3 等高(无台阶面)压坯密度分布与压制方式的关系104
3．3．1 压坯密度分布规律104
3．3．2 无台阶面柱状实体类压坯的压制方式与密度分布106
3．3．3 带孔无台阶面柱体类压坯的压制方式与密度分布111
3．3．4 压制方式的选择116
3．4 不等高(带台阶面)压坯成形模具的设计原理119
3．4．1 粉末充填系数相同或相近119
3．4．2 压缩比相同或相近121
3．4．3 压制速率相同122
3．5 组合模具设计原理122
3．5．1 多台阶面压坯的组合模冲设计122
3．5．2 斜面压坯的组合模冲设计125
3．5．3 曲面压坯的组合模冲设计127
3．5．4 斜齿轮压坯的压模设计128
3．6 粉末冶金模具尺寸设计原则128
3．6．1 决定模具尺寸的步骤128
3．6．2 对模具变形量的考虑130
第4章 粉末成形压力机的选择132
4．1 粉末成形压力机的选择依据132
4．1．1 对成形压力机的基本要求132
4．1．2 成形压力机的选择依据133
4．2 成形压力机简介137
4．2．1 机械式粉末成形压力机137
4．2．2 液压式粉末成形压力机141
4．2．3 机械式与液压式粉末成形压力机的比较143
4．3 精整压力机简介144
4．3．1 全自动机械式精整压力机144
4．3．2 卧式全自动液压精整压力机145
4．4 常用压力机的规格与技术参数146
4．4．1 国内常见粉末成形压力机规格及技术参数146
4．4．2 国外常见粉末成形压力机规格及技术参数153
4．5 普通可倾式压力机(冲床)自动化改造160
4．5．1 凸轮机构161
4．5．2 拉杆(钩)机构167
4．5．3 送粉机构170
4．6 温压用成形压力机简介173
4．6．1 粉末加热器173
4．6．2 装粉靴175
4．6．3 模架的加热、冷却和绝缘175
4．6．4 常见故障的排除176
第5章 压制成形模架181
5．1 粉末成形模架基本类型181
5．2 普通压力机用的成形模架182
5．2．1 可倾式压力机（冲床）用成形模架182
5．2．2 普通液压机用成形模架184
5．3 专用粉末成形机用成形模架185
5．3．1 粉末成形液压机用等高类压坯的拉下式成形模架185
5．3．2 粉末成形液压机用带台阶类压坯的成形模架186
5．3．3 机械式粉末成形机用“上一下一”式成形模架187
5．3．4 机械式粉末成形机用“上一下二”式成形模架188
5．3．5 机械式粉末成形机用“上二下三”式成形模架189
5．3．6 带液压闭环控制系统的多层成形模架190
5．4 精整模架示例192
5．4．1 可倾式机械压力机用精整模架192
5．4．2 粉末成形液压机用精整模架192
5．4．3 机械式粉末精整压力机用“上二下一”式精整模架192
5．4．4 机械式粉末精整压力机用“上一下二”式精整模架194
第6章 成形模结构设计196
6．1 压坯形状分类及补偿装粉197
6．1．1 压坯形状分类197
6．1．2 补偿装粉199
6．2 成形模结构方案202
6．2．1 常见成形模结构203
6．2．2 特殊动作的成形模结构210
6．3 成形模主要零件连接方式214
6．3．1 阴模的连接214
6．3．2 上模冲的连接216
6．3．3 下模冲的连接217
6．3．4 芯棒的连接218
6．3．5 导柱与模板的连接219
6．4 模具浮动结构220
6．4．1 弹簧浮动220
6．4．2 气压浮动228
6．4．3 液压浮动231
6．5 辅助机构231
6．5．1 脱模复位结构231
6．5．2 调节装粉结构234
第7章 精整模具结构设计237
7．1 精整方式的选择237
7．2 精整模具常见结构示例239
7．3 送料机构243
7．3．1 装料机构(料斗)243
7．3．2 贮料机构(料仓)248
7．3．3 供料机构251
第8章 模具结构示例257
8．1 成形模具结构示例257
8．1．1 Ⅰ类零件压坯的成形模具257
8．1．2 Ⅱ类零件压坯的成形模具265
8．1．3 Ⅲ类零件压坯的成形模具278
8．1．4 Ⅳ类零件压坯的成形模具289
8．1．5 Ⅴ类零件压坯的成形模具297
8．1．6 特殊形状类零件压坯的成形模具302
8．2 精整模具结构示例326
8．2．1 通过式精整模具326
8．2．2 全精整式精整模具327
第9章 模具零件的设计341
9．1 模具主要零件的设计341
9．1．1 对模具主要零件的一般要求341
9．1．2 成形阴模的形式及技术要求342
9．1．3 成形芯棒的形式及技术要求345
9．1．4 成形模冲和精整模冲的形式及技术要求345
9．1．5 精整阴模的形式及技术要求348
9．1．6 精整芯棒的形式及技术要求350
9．2 辅助零件的设计351
9．2．1 辅助零件的结构形式和技术要求351
9．2．2 斜楔机构的形式及其设计357
9．2．3 模板的形式及其设计367
9．3 模具零件的通用化370
9．3．1 模板类零件371
9．3．2 导柱、导套类零件375
9．3．3 压盖、压垫类零件377
第10章 模具主要零件的尺寸计算380
10．1 尺寸计算方法380
10．1．1 径向尺寸的计算380
10．1．2 轴向尺寸的计算383
10．2 与模具设计有关的工艺参数385
10．2．1 金属粉末的松装密度及其影响因素385
10．2．2 压坯的回弹率及其影响因素386
10．2．3 烧结收缩率及其影响因素387
10．2．4 精整余量和回弹量及其影响因素388
10．2．5 复压装模间隙和压下率389
10．3 阴模与模套的强度和刚性计算390
10．3．1 强度计算390
10．3．2 刚性计算402
10．3．3 阴模和模套的强度计算示例407
10．3．4 阴模壁厚推荐数据409
第11章 粉末冶金模具设计实例411
11．1 气门导管零件的模具设计示例411
11．1．1 产品分析411
11．1．2 制造工艺及模具设计和参数选择412
11．1．3 设计计算413
11．1．4 模具结构设计及分析414
11．2 活塞零件的模具设计示例415
11．2．1 产品分析415
11．2．2 制造工艺及模具设计参数选择415
11．2．3 设计计算415
11．2．4 模具结构设计415
11．3 齿轮零件的模具设计示例419
11．3．1 汽车发动机分配泵传动齿轮模具设计示例419
11．3．2 电动工具传动齿轮模具设计示例422
11．4 连杆零件（无需精整）的模具设计示例427
11．4．1 产品分析427
11．4．2 设计计算427
11．4．3 模具结构设计428
11．5 同步器齿毂的模具设计示例428
11．5．1 零件的工况调查及其材料牌号选择429
11．5．2 确定压坯的形状、精度和制造工艺430
11．5．3 成形设备的选择430
11．5．4 模具设计参数的选择431
11．5．5 模具主要零件径向尺寸计算431
11．5．6 成形模具结构设计及压坯裂纹的剖析与对策432
第12章 金属注射成形（MIM）模具设计435
12．1 金属注射成形模具设计简介436
12．1．1 金属注射料的特点436
12．1．2 金属注射成形模具的基本结构与形式437
12．1．3 模具设计439
12．2 带外侧凹制品的模具设计459
12．2．1 瓣合模459
12．2．2 侧向抽芯模具466
12．3 带内侧凹制品的模具设计467
12．3．1 顶杆驱动方式467
12．3．2 镶拼型芯驱动方式468
12．3．3 滑块（型芯）驱动方式468
12．3．4 熔芯成形法468
12．4 金属注射成形模具的材料选择与设计实例471
12．4．1 金属注射成形模具的材料选择471
12．4．2 金属注射成形模具的设计实例472
12．5 金属注射成形新工艺及其模具技术简介473
12．5．1 金属微注射成形技术(μMIM)474
12．5．2 气(液)体辅助成形技术474
12．5．3 多组分材料复合注射成形技术475
12．5．4 注射毛坯的加工装配技术476
12．5．5 热流道技术476
12．5．6 快速模具技术477
12．5．7 熔芯成形技术477
第13章 粉末冶金模具的材料选择和制造478
13．1 模具材料的选择和热处理478
13．1．1 模具制造的一般要求478
13．1．2 模具材料的选择479
13．1．3 模具材料的热处理481
13．2 模具主要零件的制造483
13．2．1 模具加工基准的确定483
13．2．2 模具零件的加工工艺流程484
13．2．3 模具零件加工的关键工艺484
13．2．4 模具、模架装配及其维修493
13．3 模具零件的典型加工工艺举例495
第14章 模具常见问题和损伤及压坯缺陷分析503
14．1 模具常见损坏的原因和改进措施503
14．2 压坯裂纹形成的原因与对策507
14．2．1 粉末混合料中润滑剂含量对裂纹形成的影响507
14．2．2 模具设计、制造和安装对压坯裂纹形成的影响508
14．2．3 在压制过程中可能产生的压坯裂纹等缺陷及对策508
14．3 粉末移送机构和模冲加压速度对压坯缺陷的影响515
14．3．1 粉末移送机构对压坯缺陷的影响515
14．3．2 模冲加压速度不当引发压坯中的裂纹517
14．3．3 拉下式压力机模架系统的设计519
14．4 常见压坯、精整件的缺陷520
14．4．1 常见的压坯缺陷及改进措施520
14．4．2 压制过程中压坯裂纹分析520
14．4．3 常见精整件的缺陷分析及改进措施522
第15章 粉末冶金模具计算机辅助设计／制造(CAD／CAM)技术524
15．1 CAD／CAM技术简介524
15．1．1 CAD／CAM基本概念524
15．1．2 CAD／CAM系统硬件及软件526
15．2 粉末冶金模具CAD／CAM系统简介529
15．2．1 模具CAD／CAM系统的结构与功能529
15．2．2 粉末冶金产品图形输入532
15．2．3 根据产品工艺性进行压坯设计533
15．2．4 结合工艺方案的选择进行成形工艺参数计算533
15．2．5 压力机的选择535
15．2．6 模具结构设计与优化536
15．2．7 装配图的生成536
15．2．8 图形的输出536
15．2．9 CAD／CAM一体化536
附录538
附录A 粉末冶金烧结金属材料性能标准538
附录B 粉末冶金材料性能测试方法标准介绍549
B．1 可渗性烧结金属材料密度的测定549
B．2 可渗性烧结金属材料开孔率的测定550
B．3 可渗性烧结金属材料含油率的测定551
B．4 烧结金属衬套径向压溃强度测定方法553
B．5 烧结金属材料(不包括硬质合金)拉伸试样554
B．6 烧结金属材料和硬质合金弹性模量的测定558
B．7 烧结金属材料(不包括硬质合金)横向断裂强度的测定方法558
B．8 致密烧结金属材料与硬质合金密度的测定方法559
B．9 可渗性烧结金属材料气泡试验孔径的测定562
B．10 可渗性烧结金属材料流体渗透性的测定564
B．11 烧结金属材料(不包括硬质合金)表观硬度和显微硬度的测定569
B．12 渗碳、碳氮共渗的烧结铁基材料表面硬化层深度的测定（显微硬度法)577
B．13 烧结金属材料(不包括硬质合金)无缺口冲击试样579
附录C 粉末冶金零件用原、辅材料的技术条件及相关标准580
C．1 铁粉580
C．2 合金钢粉与不锈钢粉582
C．3 铜粉589
C．4 镍粉591
C．5 石墨592
C．6 其他辅助材料592
附录D 部分金属粉末性能测试方法国际标准593
D．1 金属粉末松装密度的测定第1部分：漏斗法593
D．2 金属粉末松装密度的测定第2部分：斯科特（Scott）容量计法596
D．3 金属粉末振实密度的测定598
D．4 金属粉末流动性的测定标准漏斗法(霍尔流量计法)599
D．5 金属粉末（不包括硬质合金粉末）单轴向压缩时压缩性的测定601
D．6 金属粉末用矩形压坯横向断裂测定压坯强度604
D．7 金属粉末干筛分法测定粒度607
D．8 金属粉末粒度分布的测定（液体中重力沉降光衰减法)608
D．9 金属粉末在稳态流动条件下粉末层的透气性试验外层表面区域的测定613
D．10 金属粉末用还原法测定氧含量第1部分：总则616
D．11 金属粉末用还原法测定氧含量第2部分：还原时的质量损失(氢损)法618
D．12 金属粉末用还原法测定氧含量第3部分：可被氢还原氧621
D．13 金属粉末用还原法测定氧含量第4部分：还原提取法测定总氧含量626
D．14 金属粉末铁、铜、锡和青铜粉末中酸不溶物含量的测定628
D．15 含润滑剂的金属粉末混合物润滑剂含量测定索格利特(Soxhlet)萃取法630
附录E 铁基结构材料的密度、孔隙对照表和压缩比计算表632
附录F 粉末冶金用压力机术语中英文对照表633
附录G 模具设计与制造常用数据与资料638
G．1 常用模具材料技术标准638
G．2 黑色金属硬度及强度换算值643
G．3 常用面积、体积的计算方法649
附录H 常用法定计量单位及其换算653
