基于离散元法的磁性磨粒干压成型工艺参数优化

为探究磁性磨粒坯体压制阶段的各工艺参数对其成型质量的影响,优化磁性磨粒的烧结法制备参数,制备出质量优良的磁性磨粒,以铁基氧化铝磁性磨粒为研究对象,建立磁性磨粒干压成型的离散元模型。通过改变压制力、压制方式、摩擦系数、模具高径比等工艺参数,探究其对磁性磨粒坯体成型质量的影响,并实现压制过程中工艺参数的优化。结果表明:压制力越大,坯体孔隙率越小,但压制力过大,坯体外表面产生裂痕,影响坯体表面形貌的完整性,故宜选择75~125 MPa的压制力;双向压制得到的坯体密度更均匀、力学性能更好;模具的高径比越大,坯体的孔隙率相对较大,坯体的轴向应力相对较小;磨料颗粒间摩擦系数及侧壁与磨料颗粒之间的摩擦系数越小,坯体的孔隙率越小、致密度越好,坯体的均匀性也越好。在磁性磨粒混合阶段加入适量润滑液,可适当减小磨料颗粒间及颗粒与模具侧壁间的摩擦系数,进而提高磨粒坯体质量。