●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研究與發展 3
1.2 溫壓成形技術的發展與應用 9
1.2.1 粉末溫壓成形的特點 9
1.2.2 粉末溫壓成形的致密化過程 13
1.3 高速壓制成形技術的發展與應用 14
1.3.1 高速壓制成形技術的特性 14
1.3.2 高速壓制成形的致密化過程 16
1.3.3 高速壓制成形設備 17
1.4 粉末冶金成形過程控制的數值模擬與方法 18
1.4.1 金屬塑性力學方法 19
1.4.2 廣義塑性力學方法（土塑性力學方法） 20
1.4.3 微觀力學方法 20
1.4.4 內蘊時間理論方法 23
參考文獻 27
第2章 粉末冶金高致密化成形裝置設計與測試 33
2.1 高致密化成形裝置的設計 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 溫壓成形加熱繫統影響 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 衝擊錘法 42
2.2.3 高速壓制衝擊錘法試驗裝置研制 43
2.3 粉末高速壓制成形裝置的關鍵參數與實驗測試 53
2.3.1 粉末高速壓制成形裝置數據采集繫統傳感器的選擇 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據采集與分析 59
參考文獻 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的理論基礎 64
3.1.1 重錘下落高度和衝擊速度及壓制能量之間的關繫 64
3.1.2 作用力與落錘運動之間的關繫 65
3.1.3 高速壓制成形中力學分析 65
3.2 衝擊應力波理論 68
3.3 彈塑法 68
3.3.1 彈塑性力學的基本方程 69
3.3.2 彈塑性力學的邊界條件 71
3.4 經典的壓制方程 72
3.5 摩擦特性分析模型 73
3.6 模壁摩擦繫數的測定 75
3.6.1 模壁界面摩擦繫數的測定設備 75
3.6.2 模壁界面摩擦繫數的測量方法 77
3.7 粉末壓制成形中摩擦繫數的測量 78
3.7.1 摩擦繫數隨壓制時間的變化規律 78
3.7.2 摩擦繫數隨壓制力的變化規律 79
3.7.3 不同粉末材料對模壁摩擦繫數的變化 79
3.7.4 壓制力與壓坯密度的關繫 80
參考文獻 81
第4章 粉體高速壓制成形致密化規律與機理 83
4.1 分離式霍普金森高速撞擊成形致密化 83
4.2 高速壓制衝擊錘法成形致密化 87
4.2.1 恆定衝擊高度下的致密化規律 88
4.2.2 恆定衝擊重量下的致密化規律 91
4.2.3 衝擊壓制力與摩擦繫數的關繫 94
參考文獻 100
第5章 高速壓制成形離散數值模擬 101
5.1 成形過模型建立 101
5.2 高速壓數值模擬結果分析 105
5.2.1 壓制成形中摩擦影響模擬 105
5.2.2 壓制成形中壓速相關模擬 108
5.2.3 壓制成形中重錘質量相關模擬 111
5.2.4 高速壓制與靜態壓制的密度對比 113
5.2.5 高速壓制時的顆粒流動及應變分析 116
5.2.6 高速壓制粉末顆粒的運動特性 120
5.2.7 隨機排布模型的高速壓制模擬 121
參考文獻 123
第6章 粉末溫壓成形致密化模擬 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 電磁感應加熱對粉末壓坯密度的影響 131
6.2 鐵基粉末溫壓成形的關鍵參數和實驗測試 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繫數的測試 136
6.3 溫壓成數值模擬 140
6.3.1 溫壓成形溫度因素分析 140
6.3.2 壓制方式對粉末壓坯性能的影響 147
6.3.3 壓制速度對粉末冶金性能的影響 153
6.3.4 壓制力對粉末冶金性能的影響 158
6.3.5 摩擦繫數對粉末冶金性能的影響 161
6.3.6 高徑比對粉末冶金性能的影響 162
參考文獻 163
第7章 單向壓制時粉末冶金臺階零件的致密化 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計 167
7.1.2 單向壓制成形粉末冶金的壓制和燒結工藝 168
7.1.3 單向壓制成形粉末冶金零件的密度測量 169
7.2 單向壓制成形對粉末冶金臺階零件密度分布的影響 170
7.2.1 速度對粉末冶金零件臺階密度的影響 170
7.2.2 壓制力對粉末冶金零件臺階密度的影響 174
7.2.3 臺階尺寸對粉末冶金零件臺階密度的影響 179
參考文獻 192
第8章 銅基粉末壓制成形過程模擬 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 壓制力對壓坯密度的影響 194
8.2 銅基粉末壓制成形過程的摩擦 195
……

粉末冶金是以金屬粉末、非金屬粉末或二者混合粉末作為原料，經過成形和燒結，制造金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術。高密度、高強度和高精度的粉末冶金產品是粉末冶金行業和應用領域擴大的發展方向，也是研發的核心問題。《粉末冶金致密化過程控制與數值模擬》論述了溫壓和高速壓制致密化的技術特性，將數值模擬運用到致密化過程控制；通過自行設計與制造的高速壓制裝置，驗證了技術參數對過程控制的影響規律；並通過顆粒特征、摩擦條件、壓制和溫度等影響因素變化，模擬並實驗驗證了致密化過程與結果，總結了高速壓制和溫壓過程中，粉體的聚集成形和致密化影響規律；進一步討論了銅基粉末和TiC金屬陶瓷復合材料的成形過程，以期為實現粉末冶金致密化過程精準控制與智能制造研究和技術開發提供參考。