本书是在认真总结我国有关模具设计与材料成形技术手册编写经验、广泛吸收建国以来尤其是改革开放近30年来模具工业所取得的科技成果，以及国内外在模具设计与制造技术方面的成功经验的基础上编纂而成。它以创新设计为主线，集中反映当代模具技术的最新成果与发展方向；以实用为主；全书的内容与模具工业的生产实践紧密结合，全方位地总结各种模具专业生产技术，并吸收国内外模具工业的前沿技术和研究成果；采用了将工艺分析、计算方法、结构设计与应用实例融会贯通于模具设计和制造的全过程的新的模式编写。

《中国模具工程大典》共9卷，包括现代模具设计方法、模具材料及热处理、塑料与橡胶模具设计、冲压模具设计、锻造模具设计、粉末冶金零件模具设计、压力铸造与金属型铸造模具设计、铸造工艺装备设计、模具制造等。

本书为第6卷，粉末冶金零件模具设计。主要内容包括粉末冶金零件模具设计基础、粉末冶金零件工艺设计、粉末冶金零件模具设计。目的是为广大工程技术人员提供先进的粉末冶金零件模具设计理论、方法、典型模具结构、经验公式和数据，增强工程技术人员对粉末冶金零件模具设计的创新意识。

本书主要供具有中等技术水平以上的广大工程技术人员在综合研究和处理粉末冶金零件模具设计的各类技术问题时，起备查、提示和启发的作用，也可供理工科院校的有关师生参考。

第一篇 粉末冶金零件模具设计基础

第1章 概述

 1 粉末冶金技术概要

 2 粉末冶金零件生产过程

2.1 粉末冶金生产的基本工序

2.2 后续加工作业

 3 材料的选择

 4 技术性能

4.1 与孔隙相关的一些材料特性

4.2 力学性能

4.3 物理性能

 5 接近全密实的粉末冶金制品

5.1 粉末锻造（P/F）

5.2 等静压制

5.3 金属注射成形

5.4 喷射成形

 6 特种材料

6.1 高温合金

6.2 工具钢

6.3 难熔金属

6.4 铍

6.5 钛

6.6 金属基复合材料（MMCA）

第2章 常用粉末冶金工艺与设计

 1 粉末冶金工艺设计的一般考虑

 2 粉末冶金生产工艺

 3 粉末冶金成形工艺的比较

 4 零件制造工艺的比较与选择准则

 5 粉末冶金零件设计准则

5.1 常规模压结构零件设计准则

5.2 烧结金属含油轴承设计准则

5.3 粉末锻造设计准则

5.4 金属注射成形设计准则

第3章 温压与模壁润滑

 1 温压

1.1 温压工艺

1.2 温压的理论基础

1.3 温压过程的温度控制

1.4 温压系统

1.5 温压材料的性能-

1.6 磁性材料温压成形

1.7 温压的应用

 2 模壁润滑技术

2.1 干粉润滑剂喷涂装置工作原理

2.2 模壁润滑装置的改进

2.3 模壁润滑与内部润滑法脱模性的比较

2.4 WDL（温压+模壁润滑）的生产性试验

第4章 粉末冶金结构零件应用

 1 在汽车中的应用

 2 在农业机械中的应用

 3 在家用器具中的应用

 4 在电动工具中的应用

 5 在锁零件中的应用

 6 粉末冶金结构零件典型应用实例

6.1 粉末冶金汽车零件实例

6.2 办公机械用粉末冶金零件实例

6.3 其他机电产品中用的粉末冶金零件实例

 参考文献

第2篇 粉末冶金零件结构工艺设计

第1章 粉末冶金结构零件设计

 1 粉末冶金结构零件设计流程

1.1 粉末冶金结构零件设计要点

1.2 粉末冶金设计流程

1.3 关于零件设计的注意事项

 2 零件的形状、尺寸及尺寸精度设计

2.1 形状设计

2.2 对一些特殊形状设计的说明

2.3 利用组合成形法简化压坯的复杂形状

 3 压坯尺寸限制

 4 粉末冶金零件的尺寸公差

 5 粉末冶金齿轮设计

5.1 粉末冶金齿轮设计准则

5.2 粉末冶金齿轮的成形

5.3 粉末冶金齿轮的公差

5.4 粉末冶金齿轮的材料选用

 6 粉末冶金凸轮的设计与应用

6.1 粉末冶金凸轮的优点

6.2 凸轮承受的应力

6.3 形状限制

6.4 粉末冶金凸轮应用实例

 7 粉末冶金链轮设计与应用

7.1 粉末冶金链轮的使用范围

7.2 材料选择

7.3 齿形、形状及精度

7.4 粉末冶金链轮应用例

 8 粉末冶金棘轮设计与应用

8.1 材料选择

8.2 形状与精度

第2章 粉末冶金结构零件材料

 1 铁基粉末冶金材料合金化的方法

 2 铁基粉末冶金材料

2.1 预混合粉制作的铁基粉末冶金材料

2.2 渗铜铁与渗铜钢

2.3 由部分合金化(扩散合金化)粉末生产的铁基粉末冶金材料

2.4 由预合金化粉末生产的铁基烧结材料

2.5 由混合合金化粉末生产的烧结钢

 3 烧结材料的热膨胀系数与断裂韧度

3.1 热膨胀系数(CTE)

3.2 断裂韧度

 4 铁基粉末冶金材料的切削性

 5 粉末冶金不锈钢的耐蚀性

 6 轴向疲劳

 7 滚动接触疲劳(RCF)

 8 铁基烧结材料的力学性能

 9 非铁基粉末冶金材料

 10 GB/T 19076—2003烧结金属材料规范(ISO 5755：2001，IDT)

第3章 金属注射成形(MIM)零件设计

 1 金属注射成形(MIM)零件的特征

 2 金属注射成形(MIM)工艺要点

 3 金属注射成形(MIM)模具设计要点

 4 金属注射成形(MIM)零件成形坯形状设计

 5 金属注射成形(MIM)零件材料标准

5.1 低合金钢

5.2 不锈钢

5.3 软磁合金

第4章 粉末锻造零件设计

 1 粉末锻造的特点

 2 铁基粉末锻造零件生产工艺

2.1 锻造方法

2.2 铁基粉末锻造零件生产工艺

 3 铁基粉末锻造材料的力学性能

 4 预成形坯设计

4.1 增高预成形坯密度

4.2 形状与成形设计

 5 粉末锻造零件材料标准

5.1 碳钢

5.2 铜钢

5.3 低合金P/F—42x x钢

5.4 低合金P/F—46x x钢

5.5 淬透性与顶端淬火曲线

 6 粉末锻造的经济性与应用实例

6.1 经济性

6.2 应用实例

 7.粉末锻造汽车连杆的生产与应用

7.1 粉末锻造连杆的生产过程

7.2 粉末锻造连杆与锻钢连杆比较的优势

7.3 汽车发动机用粉末锻造连杆的性能

7.4 北美三大汽车制造公司采用粉末锻造连杆的原因

参考文献

第3篇 粉末冶金零件模具设计

第1章 粉末成形压机

 1 对粉末成形压机的一般技术要求

 2 通用粉末成形压机

2.1 机械式粉末成形压机

2.2 液压式粉末成形压机

2.3 机械式和液压式压机的比较

 3 CNC粉末成形压机

3.1 SX-40压机

3.2 KPP全自动机械一液压式粉末成

形压机

第2章 温压用粉末成形压机

 1 粉末加热器

 2 槽式加热器

 3 装粉靴

 4 模架的加热、冷却及绝缘

 5 温压作业中的故障与排除措施

第3章 粉末冶金成形模架和成形模具设计基础

 1 粉末冶金成形模架

1.1 成形模具的动作设计

1.2 粉末冶金成形模架的功能

1.3 模架中的粉末移送机构和模冲速度控制系统

1.4 多层板模架

 2 粉末冶金成形模具设计基础

2.1 基本概念

2.2 粉末冶金零件的外形特征

2.3 常用模具系统

2.4 在粉末冶金零件生产过程中裂纹的形成

2.5 在压制成形过程中产生的裂纹

 3 压坯内裂纹形成的起因

3.1 材料组成的变化

3.2 压制成形过程中粉末颗粒侧向移动造成的裂纹

3.3 压制终了后弹性应变释放引发的裂纹

3.4 高拉伸/剪切应力引发的裂纹

 4 粉末冶金零件压制成形中产生裂纹的数据库

 5 粉末冶金模具尺寸设计原则

5.1 决定模具尺寸的步骤

5.2 模具的变形量

5.3 模具计算用的主要参数

第4章 刚性模压成形模具设计

 1 概述

 2 压制成形周期

2.1 阴模装粉

2.2 密实粉末

2.3 将压坯从阴模中脱出

2.4 在装备有多层板模架的压机上的压制周期

 3 压制成形模具设计

3.1 模具的功能设计

3.2 模具零件的尺寸与公差

3.3 模具材料

3.4 模具寿命

3.5 模具设计注意事项

3.6 模具的制造成本

 4 压制成形模具结构设计

4.1 成形模具结构基本方案

4.2 成形模具主要零件和模座的连接方式

4.3 浮动结构

4.4 辅助机构

4.5 成形模具结构示例

第5章 精整与整形模具设计

 1 复压、精整及整形的一般原理

1.1 复压

1.2 精整与整形的一般原理

 2 精整与整形的润滑

2.1 用油喷涂润滑零件表面

2.2 在润滑剂中滚磨

2.3 润滑阴模

 3 精整与整形模具设计

3.1 无孔的形状简单的零件

3.2 直轴套

3.3 有孔异形零件

3.4 带外法兰的零件

3.5 带法兰的零件

3.6 其他复杂形状零件

 4 精整与整形模具结构设计

4.1 精整方式的选择

4.2 精整模具结构基本方案示例

4.3 送料机构

4.4 精整模具结构示例

第6章 粉末锻造模具设计

 1 粉末锻造的特点及应用

1.1 概述

1.2 粉末锻造工艺分类

1.3 粉末锻造工艺过程与生产自动化

1.4 粉末锻造工艺的特点及应用

 2 粉锻件和预制坯的设计

2.1 粉锻件的分类与锻件图设计

2.2 预制坯的设计

 3 粉末锻造工艺及其变形特点

3.1 粉末锻造工艺

3.2 预制坯锻前加热

3.3 粉末烧结锻造变形特点与致密

 4 粉末锻造模具设计及实例

4.1 粉末锻造模具设计

4.2 粉末锻造模具设计实例

第7章 金属注射成形模具设计

 1 金属注射成形模具设计

1.1 金属注射料的特点

1.2 金属注射成形模具的基本结构与形式

1.3 模具设计

 2 带外侧凹制品的模具设计

2.1 辦合模

2.2 侧向抽芯模具

 3 带内侧凹制品的模具设计

 4 金属注射成形模具的强度计算与设计实例

4.1 金属注射成形模具的强度计算

4.2 金属注射成形模具设计实例

 5 金属注射成形新工艺及其模具技术

5.1 金属微注射成形技术(μ—MIM)

5.2 气(液)体辅助成形技术

5.3 多组份材料复合注射成形技术

5.4 注射毛坯的加工装配技术

5.5 热流道技术

5.6 快速模具技术

5.7 熔芯成形技术

第8章 冷等静压成形包套模具设计

 1 包套和模具的作用和种类

1.1 “温袋”法等静压成形用湿包套模具

1.2 “干袋”法静压成形用干包套模具

1.3 均衡压制用厚壁模具

 2 包套和模具的组成

2.1 塑性模件

2.2 刚性模件

2.3 端口密封装置

2.4 支撑装置

 3 包套和模具的设计

3.1 包套和模具的设计步骤

3.2 包套和模具设计的主要因素

 4 包套材料的选择

第9章 热等静压成形包套模具设计

 1 包套技术

1.1 包套材料选择原则

1.2 包套的种类

1.3 包套设计

 2 包套焊接

2.1 软钢包套的焊接

2.2 钛包套的焊接

2.3 钼包套的焊接

2.4 玻璃包套的焊接

 3 包套检漏

3.1 氦质谱检漏法

3.2 卤素检漏法

 4 包套的充填

 5 包套的抽空及封焊

第10章 温压模具设计

 1 温压时，加热和维持适当作业温度所需的功率

1.1 将模具从室温加热到温压作业温度所需的功率

1.2 保持作业温度适当稳定所需的功率

 2 温压用模具实例

2.1 从室温(20℃)将模具加热到温压温度150~所需的功率

2.2 维持温压作业温度稳定所需的功率

 3 对温压用模具实例和所需功率计算的简要说明

 4 工作间隙与冷缩配合

 5 冷缩配合含阴模的计算

参考文献

附录

A 粉末冶金用压机术语(JPMA4—1972)

B 金属注射模中小型标准模架

 1 中小型标准模架的结构形式

1.1 结构形式

1.2 标记方法

 2 中小型模架的尺寸组合系列

2.1 品种、系列与规格

2.2 中小型模架

C 金属注射模大型标准模架

 1 大型模架的结构形式

1.1 结构形式

1.2 标记方法

 2 大型模架的尺寸组合系列

2.1 品种、系列与规格

2.2 大型模架

D 粉末性能测试方法国际标准要点

 1 ISO 3954：1997粉末冶金用粉末——取样方法

 2 ISO 9276-1：2001 粒度分析结果的表述

第1部分：图解表示法

 3 ISO 9276-2：2001 粒度分析结果的表述

第2部分：由粒度分布计算平均粒度/直径和各次矩

 4 ISO 9276-4：2001 粒度分析结果的表述

第4部分：分级过程的表征

 5 ISO 3923-1：1979金属粉末松装密度的测定

第1部分：漏斗法

 6 ISO 39232：1981 金属粉末 松装密度的测定

第2部分：斯科特Scott容量计法

 7 ISO 3953：1993 金属粉末 振实密度的测定

 8 ISO 4490：2001 金属粉末 流动性的测定 标准漏斗法(霍尔流量计法)604

 9 ISO 3927：2001 金属粉末(不包括硬质合金粉末)在单轴压制中压缩性的测定

 10 ISO 3995：1985 金属粉末 用矩形压坯横向断裂测定压坯强度

 11 ISO 4492：1985 金属粉末(不包括硬质合金粉末) 与压制和烧结有关的尺寸变化的测定

 12 ISO 4497：1983金属粉末 干筛分法测定粒度

 13 ISO 10076：1991 金属粉末 粒度分布的测定 液体中重力沉降光衰减法

 14 ISO 10070：1991 金属粉末稳流条件下粉末层透气性试验 外比表面积的测定

 15 ISO 4491-1：1989 金属粉末 用还原法测定氧含量

 第1部分：总则

 16 ISO 4491-2：1997 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

 17 ISO 4491.3：1997 金属粉末用还原法测定氧含量 第3部分：可被氢还原氧

 18 IS0 4491-4：1989 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

 19 ISO 4496：1978 金属粉末 铁、铜、锡和青铜粉末中酸不溶物含量的测定

 20 ISO 13944：1996 含有润滑剂的金属粉末 润滑剂含量的测定 修正的索格利特(Soxhlet)萃取法

 21 ISO 13762：2001 粒度分析X射线小角散射法

E 粉末冶金材料标准与材料性能测试方法标准要点

 1 ISO 5755：2000(E) 烧结金属材料规范((GB/T 19076—2003)

 2 粉末冶金材料性能测试方法标准要点

2.1 ISO 2738：1999可渗性烧结金属材料密度的测定

2.2 ISO 2738：1999可渗性烧结金属材料开孔率的测定

2.3 ISO 2738：1999可渗性烧结金属材料 含油率的测定

2.4 ISO 2739：1973烧结金属衬套径向压溃强度测定法

2.5 ISO 2740：1999烧结金属材料(不包括硬质合金)拉伸试样

2.6 ISO 3312：1987烧结金属材料和硬质合金弹性模量测定

2.7 ISO 3325：1996烧结金屑材料(不包括硬质合金)横向断裂强度的测定方法

2.8 ISO 3369：1975致密烧结金属材料和硬质合金 密度测定方法

2.9 ISO 4003：1977 可渗透性烧结金属材料 气泡试验孔径的测定

2.10 ISO 4022：1987可渗透性烧结金属材料 流体渗透性的测定

2.11 ISO 4498-1：1990烧结金属材料(不包括硬质合金)表观硬度的测定

2.12 ISO 4507：2000渗碳、碳氮共渗的烧结铁基材料表面硬化层深度的测定与鉴定(显微硬度法)

 2.13 ISO 5754烧结金属材料(不包括硬质合金)无切口冲击试样

 2.14 ISO/TR 14321：1997 烧结金属材料(不包括硬质合金)的金相制备与观察

F 中华人民共和国法定计量单位