鉬粉末冶金過程數(shù)值模擬技術(shù)發(fā)展

長(zhǎng)期以來，鉬粉還原、成型、燒結(jié)工藝多依賴于生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累。近年來隨著鉬制備加工技術(shù)的精整化，數(shù)值模擬逐漸用于鉬的這3個(gè)粉末冶金工藝段，為研究微觀演化過程，揭示鉬制備加工過程的準(zhǔn)確機(jī)制，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)鉬成型工藝的可控性提供理論支持。就這3段工藝的實(shí)質(zhì)而言，鉬粉還原階段屬于典型的擴(kuò)散場(chǎng)現(xiàn)象，可借鑒流體介質(zhì)模擬技術(shù)；成型、燒結(jié)過程屬于典型的非連續(xù)介質(zhì)體，且原料粉末組成異常復(fù)雜，無法建立統(tǒng)一的幾何模式、物理模型和數(shù)學(xué)模型，目前尚無完善的模擬技術(shù)和模擬軟件。��

（1）鉬粉成型過程數(shù)值模擬��

鉬粉壓制成型時(shí)，粉末的應(yīng)力變形比固態(tài)金屬?gòu)?fù)雜，可歸納為2個(gè)主要階段：壓制前期為松散粉末顆粒的聚合，壓制后期為含孔隙的實(shí)體。粉末壓制時(shí)由于大量不同尺寸粉末顆粒間的相互作用以及粉末與模壁間的機(jī)械作用和摩擦作用，再加上制品密度、彈性性能、塑性性能間的相互影響，粉末的力學(xué)行為是非常復(fù)雜的，還沒有一個(gè)統(tǒng)一的材料模型。��
目前由于非連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基本理論還不完善，國(guó)內(nèi)外的研究大多是將粉末體作為連續(xù)體假設(shè)而進(jìn)行的。粉末壓制模型可簡(jiǎn)化為彈性應(yīng)力-應(yīng)變方程。��

（2）鉬粉燒結(jié)過程數(shù)值模擬��

燒結(jié)從本質(zhì)上來說也是一種熱加工工藝。燒結(jié)過程中的粉末固結(jié)和熱量遷移是同時(shí)進(jìn)行的，固結(jié)中的物理機(jī)制包括塑性屈服、蠕變和擴(kuò)散。而粉末凝固過程中的局部壓力和溫度決定著這些物理機(jī)制對(duì)粉末固結(jié)所起的作用。同時(shí)，粉末凝固中的熱量遷移（主要是熱量傳遞）又深受局部相對(duì)密度的影響。因此，對(duì)燒結(jié)的分析必須結(jié)合熱力學(xué)。��

由于鉬粉燒結(jié)過程的基礎(chǔ)理論發(fā)展不足，無法建立足夠的偏微分方程組，所以燒結(jié)過程的數(shù)值模擬，只能進(jìn)行單元素系統(tǒng)、簡(jiǎn)單尺寸和形貌的鉬粉情況下的簡(jiǎn)單模擬。這種模擬結(jié)果有助于分析其中的機(jī)制，但尚無法有效地指導(dǎo)生產(chǎn)工藝。