一、粉末冶金成形工艺优势及面临问题

　　从制作机械零部件方面来看，粉末冶金法制作机械零部件是一种少切削、无切削工艺，可以大量减少切削加工量，节约金属材料，提高劳动生产率。用金属粉末冶金法制作机械结构零件时，比用其他加工方法的材料利用率高、能耗低。

　　粉末成形工艺过程的实现，涉及到工艺参数及模具结构设计等种种因素，粉末的初始装填密度、压机的锻压速度及压制力等对粉末冶金零件的成形形状、压实密度分布及成形应力应变等具有难以预测的影响，而成形零件的锻压质量又影响到产品的机械性能和使用寿命，因此如何更科学更准确地评估压实成形质量，是汽车齿轮、连杆等金属粉末加工产品的重要方面。DEFORM塑性成形分析程度的金属粉末成形功能可预测成形过程中产品可能出现的缺陷、分析成形尺寸精度、各部位密度分布等现象，优化成形工艺参数，缩短研发周期。

　　二、DEFORM粉末冶金成形工艺方案的工业应用

　　粉末冶金成形工艺模拟软件用于精确预测产品最终形状及机械加工件的密度分布，DEFORM数值模拟技术已成为产品及加工工艺设计和优化的有力工具。在数值模拟计算系统中，可通过快速仿真分析，获得粉末成形模具粉料填充、材料流动、成形吨位、温度场分布、应力应变、能量及裂纹等信息。同时，该数值仿真系统可对粉末成形后的产品进行烧结工艺分析，预测烧结后的产品体积变化及内应力、密度，指导成形模具和工艺参数的优化设计。在粉末冶金成形领域已获得良好的工业化应用。

　　1.汽车齿轮粉末冶金成形分析

汽车齿轮粉末成形是典型的金属粉末制造产品，其成形模具运动较为复杂，通常采用多组模具浮动成形，粉末密度受成形方式、成形速度等因素影响较大。下面采用DEFORM数值仿真技术预测产品最终密度分布、应力应变及成形吨位，如图1和图2所示。

　　2.粉末冶金成形裂纹分析

某工业机械盘类零部件的粉末冶金成形工艺被用于DEFORM的数值模拟计算系统中，该零件粉末锻压成形因其模具运动方式的不同易产生内角处的裂纹，通过先期的模拟计算，预测该部位密度分布较低，加工损伤系数较大，通过Shima&Oyane模型计算其存在较大裂纹出现的可能性，如图3和图4所示。

　　3.汽车连杆粉末成形分析

DEFORM粉末冶金成形数值仿真用于汽车连杆的粉末压制工艺分析，经过多次模拟与实验数据对比，成形过程各部分成形尺寸验证了该数值计算系统的精确性。成形过程中，密度分布可在分析过程进行显示，如图5和图6所示，浅色表示85%的压实致密度，深色表示接近100%的压实致密度。

　　4.粉末烧结分析

DEFORM粉末烧结计算模型可用于粉末冶金零部件压实成形后的烧结工艺分析，预测烧结后的体积尺寸、内应力及密度变化。DEFORM开发的粉末烧结模型在压实粉末的实验测试中，验证了其对于复杂烧结原理基础上计算的变形尺寸精确性及烧结工艺指导意义，如图7～图9所示。

　　三、结语

　　通过DEFORM粉末成形分析系统在粉末冶金成形的工业应用可以得出以下结论。

　　(1)使用DEFORM的粉末成形工艺数值模拟分析功能协助工艺工程师完成粉末冶金成形工艺的制定，能够减少昂贵的现场试验成本。

　　(2)DEFORM可准确预测粉末冶金成形工艺缺陷，将复杂试模过程通过计算机数值模拟计算实现，降低开模成本。

　　(3)分析模拟结果帮助用户评估工艺方案优劣，选择较优的工艺方案，加快产品研发速度。

　　(4)帮助企业制造高效低成本的产品，使企业在市场上更有竞争力。