CN1247497A - 脉冲加压粉末供给系统及均匀颗粒材料的输送方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种粉末供给系统,用于输送一定数量的颗粒材料至粉末压机的模腔(5),该粉末输送系统包括一个贮箱(13)用于接收和输送颗粒材料至模腔(5),该贮箱(13)具有一入口(15),通过它接收加压的颗粒材料以及一出口(17),用以与模腔(5)的内部对准和通过它使加压的颗粒材料由供给管路(21)输送至模腔(5)。

Description

脉冲加压粉末供给系统 及均匀颗粒材料的输送方法
本发明一般涉及粉末供给系统以及输送方法，用于将细分散的或颗粒材料供给和沉积至粉末压机的模腔内以便压实。更具体地说，本发明涉及供给系统及输送方法，它可以提供沿整个模腔颗粒密度的均匀分布。本供给系统及输送方法还可提供预期的恒定重量的颗粒材料进入模腔。在一个实施例中，本发明提供了不使用滑闸为粉末压机模腔输送颗粒材料的设备及方法。本发明还制订了一种供给系统，它具有称重装置用于颗粒材料在输送入模腔之前对重量的精密测量。
在粉末冶金中，产品和零件的成形是将最终研磨的或雾化的金属粉末在粉末压机的模腔内压制成规定的形状。
通常，金属粉末在室温下在模腔内压实，以及随后由压模内取出半致密的“湿”压坯，以及在很高的温度下(在材料的熔点或接近熔点)加热使粉末结合为结合的块，这种热结合工序通常在粉末冶金中称为烧结，或在陶瓷和碳化物领域内类似于此称为焙烧。
当使用这些和类似工序时就需要有将一定量的颗粒材料输送至压机模腔的装置。典型的是使用给料板，在压制循环内借助重力填充系统将颗粒材料输送至模腔内。该系统包括盛有颗粒材料的给料板在滑闸上的移动，而滑闸使给料板沿模压机的工作台向前滑动至一定位置，在此位置给料板的底孔暴露，与模腔重合和对准，在重力的作用下供给足够的松散粉末，按容量填充模腔。此后，滑闸沿模压机的工作台滑动给料板返回至返回位置。这个动作切断了由给料板底孔流出的由重力导致的颗粒材料流动。随后颗粒材料在模腔内压实为制件以及制件从压模中顶出。随后滑闸沿模压机的工作台滑动给料板向前，移走顶出的制件和重新暴露给料板的底孔，使其与模腔重合和对准，因此再一次利用重力使颗粒材料或多或少按容积填充模腔。然而，模腔中很小的凹槽不能均匀地填充。随后给料板再一次返回去切断进入模腔的颗粒材料的重力流动。
上述的给料板的典型实例是按容积输送颗粒材料(容积法)。这种容积法给料板取决于所输送的粉末材料的一致的松装密度和良好的流动特性(低的Hall数)，以便获得精确的和均匀的供给速率。然而，由于所用的许多粉末材料为重的和致密的，它们具有自压实的倾向。而且，制造具有精细的细节的大型零件的模腔特别难以均匀填充。因此，这些和其它容积法给料板和输送方法一般不适合和不能满意地沿整个模腔提供非常精密的均匀分布及粉末密度。从而由这些粉末压坯制成零件的密度也不会完全均匀，零件与零件之间也不一致。这些零件随后易引起应力开裂，特别是由模腔顶出时。仅在烧结时这些裂纹才变得可以看见使事情更糟。
此外，具有紧密尺寸公差的复杂形状零件，例如螺旋齿轮和链轮不可能使用普通的粉末供给法和给料板满意地制成。因为现有技术的这些方法和给料板是利用重力使颗粒材料流动进入模腔，不可能均匀地输送粉末至复杂形状压模的所有区域，而这在生产诸如螺旋齿轮和链轮这样的零件时是要求的。
特别是，粉末直接由给料板落入压模内，没有任何特殊的型板或密度调节。压模的某些区域，特别是复杂形状的压模，接受了比其它区域更多的颗粒材料。因而最终零件的密度是不规则的，易受破坏，其结果是在商业用途上出现问题。
传统的容量法粉末供给的方法还受到输送至压模的材料重量不能控制的阻碍，使其不能保证零件与零件之间一致的重量。因此，这就进一步限制了粉末冶金零件的使用。
典型的解决模腔内粉末密度不规则问题的方法是，当使用铝粉一类粉末时，摇动或振动供给料斗以引起颗粒材料流动和使压模内的粉末密度规则化。然而这样做不仅消耗时间，不精确，而且不能达到零件与零件之间以及整个零件本身足够一致的密度。
另外的缺点是振动细粉末会产生粉尘，然后悬浮于空气中及污染环境。粉末冶金中所用制造零件的很多粉末材料十分昂贵，而一些情况下是有毒的。悬浮于空气中的铝粉是易爆性的。因此，粉尘问题造成相当大的经济损失以及健康和安全麻烦。所以，现在采用了精致而昂贵的粉尘回收系统和个人安全防护用具，例如过滤面罩。
授予Munk等人的美国专利No.3,697,208提供了一种用磨碎纤维材料吹入压模填充模腔的装置。吹送材料进入模腔使用的空气由位于压模顶上的带孔板或筛网逸出，以防止吹送阶段从压模中损失材料。然而，这种装置不适合于输送各种类型的颗粒材料进入压模，特别是金属，由于它们较重，因而不能在Munk等人提出的开式系统内移动。Munk等人提出的工作过程与喷砂机类似，将粉末吸入在粉末箱之前的空气流中。空气与粉末的比例较大以及装填的时间较短。此外，不能满意地获得压制粉末零件均匀的密度，因为在传送时粉末飞向带孔板或筛网，对筛网的需要也使得不可能制造不带平顶面的零件。
授予Sanzone的美国专利No.4,813,818公布了一种带有料斗的给料板，用于接收来自供给源的粉末材料，供给源通过供给管与密闭的填充舱连接。填充舱设有真空系统。抽真空有助于粉末的重力流动，通过供给管进入填充舱。然而，填充舱的抽真空不能保证密度的高度均匀，这点正是生产热控制用途、严格尺寸控制零件所需。在热控制材料方面，性能的严格一致(例如，热膨胀系数、热传导性等)对于整个零件及零件与零件之间都是必需的。Sanzone的抽真空法不能保证模腔内输送粉末的精确控制的重量。此外，使用Sanzone的方法，粉末的驱动力永远不会超过大气压。
另一方面，现已存在比以往速率更快的控制和移动模压零件的技术。压机生产零件的速率受到模腔被颗粒材料填充速率的限制。使用已知方法输送颗粒材料和使用重力供给粉末进入模腔的速率较低。因此，已知方法不能使模压机达到其生产零件的最大能力。使用振动法引起较规则的粉末流动使得模压机的生产率更加降低。
此外，在一些情况下还有附加的时间损失，它是给料板由模腔至返回位置之间前后往复而引起的，以便避让在压制循环或“冲程”中的模压机的上冲头。冲程时间被延长的原因是因为要求足够的时间使上冲头升至足够高，让给料板由其下面通过回至返回位置。
在上述和其它已知方法中，以及向模腔输送颗粒材料的给料板中，必须借助在压模工作台的耐磨平板上表面上牵引给料板来撤回给料板，以切断来自给料板的颗粒材料流。然而，填充模腔后给料板的返回导致压模内粉末在靠近给料板后缘处堆积。这种摩擦引起的“楔入”作用进一步加重了在模腔内压实颗粒材料时得到不均匀密度零件的问题，同时还有全部上述缺点。
本发明解决了上述这些和其它问题，提供一种粉末供给系统和粉末输送方法，它使用压力或空气把粉末供至模腔，从而避免了重力供给系统固有的问题。在本粉末供给系统和输送方法中使用压力或空气以较快的速率推进一定数量的粉末很好地进入模腔，随后脉冲加压使粉末在模腔内齐平。
本发明进一步提供了一种方法和所用适合的装置，借助于位于模腔内颗粒材料的流态化获得在模腔的全部区域内均匀和一致的颗粒材料分布。在模腔全部区域内材料的综合一致性表现在数量和密度两方面。此外，模压机压实前粉末在模腔内的流态化可使均匀填充具有复杂几何外形和生产多级零件的压模。另一方面，颗粒材料的这种流态化还可用于充分混合不同种类和密度的材料，在模具内获得均匀的混合粉末。
应该理解，这里为了说明目的使用的术语“粉末”及“颗粒”或“颗粒材料”是可以互换的，它们包括自然界中任何颗粒材料，并不仅局限于粉末金属。
本发明还解决了压制循环与压制循环之间(压制零件与压制零件之间)输送恒定重量颗粒材料至模腔的问题，其方法是提供重量法供给系统和输送颗粒材料的方法。为了本发明的目的，将用来生产要求重量的零件而输送给粉末压机模腔所需粉末的重量称为“预定重量”。应该理解，该重量在用途与用途之间(零件与零件之间)是有所改变的，因此为了本发明的目的不能够明确地定量。
因此，上述不能使用已知粉末输送方法生产的具有复杂形状和紧密尺寸公差的零件如螺旋齿轮和链轮，采用本发明的粉末输送方法和装置就可以生产。除了保证这种“压制”尺寸公差之外，本发明还为粉末冶金零件的设计提供了更大的可能性，例如由于湿压坯和烧结零件内裂纹减少而提高合格率，更快的安装时间和更高的生产率。
本发明还可任选地采用无滑闸供料系统和粉末输送方法。由于使用压力或空气直接将颗粒材料输送至模腔，因此就没有与伸出和缩回(往复)供料板容器以输送粉末至粉末压机模腔相关的时间损失。取消滑闸就消除了由于拉回模腔上方已知给料板容器至返回位置时引起的粉末楔入。本发明的附加优点是它可任选地作为完全密闭系统使用，减少或消除了粉末废料和使用传统供给方法和装置时模腔周围粉末的遗失和对环境的破坏。此外，由于不需要移动滑闸零件，损坏或磨损零件的数量可以降低，从而减少成本。另外由于上冲头可能遇到障碍产生的安全问题也被消除。
下面通过附图详细说明本发明，附图中：
图1为按照本发明的一个实施例的粉末供给系统的分解透视图；
图2a为按照本发明的一个实施例的粉末供给系统处于供给(连接)位置的示意侧视图；
图2b为图2a所示供给系统处于停止(脱离)位置的示意侧视图；
图3为示出压力容器和供给管路的粉末输送系统的示意侧视图；
图4为按照本发明的粉末供给系统内使用的环形供给贮箱的顶视图，示出反压过滤器清理系统；
图5为按照本发明一个实施例的粉末供给系统包括称重器在内的示意图；
图6为使用本发明制造的链轮的透视图；
图7为按照本发明制造的一组30个零件的同心度值的频率分布图；
图8为按照本发明制造的一组30个零件的高度值的频率分布图；
图9为按照本发明制造的一组30个零件的高度值的频率分布图；
图10为按照本发明制造的一组30个顺序零件的高度精确性曲线图；
图11为按照本发明粉末供给系统制造的具有目标重量500g的零件的重量精确性曲线图。该曲线图示出供给循环30个重复点以及说明称重系统的再现性。
图12为具有目标直径为2.7英寸的30个顺序齿轮的同心度曲线，说明其波动有限。
按照本发明的最基本实施例，本发明提供了一种方法和装置，使用压力或空气推进一定数量的粉末至粉末压机的模腔，随后在该模腔内使粉末流态化，以保证在模腔内粉末实质上均匀的分布。这种流态化可以不依赖于加压输送独立进行，换句话说，输送至粉末压机(或者任何制造颗粒材料零件的装置)的模腔的粉末或颗粒材料使用普通方法也可以按照本发明在模腔内借助随后的流态化而获利。
现在参见图1所示实施例，示出重量脉冲供给粉末输送系统的独特外观。图中所示供给系统可以供给和输送精确数量的粉末金属至模腔。粉末金属(图中未示出)被后面来的压力均匀输送，后面来的压力推进一定数量的粉末进入模腔的全部区域，并被同时作用的上模冲头7和下模冲头11压实。这里用术语“金属粉末”仅为了说明目的，因此本发明的教导不仅限于处理金属粉末，它同样适合于处理和输送不同重量和种类的颗粒材料，例如陶瓷、聚合物、碳化物及水泥(与水混合的水泥材料)的片状物、粉末、纤维或薄板。
本发明可以在3秒或更短时间将500g粉末推入压模。生产一个零件的总循环时间相应由使用普通粉末供给方法的约10秒减少至使用本发明方法和系统的4秒或4秒以下。这些零件的同心度、高度和重量公差也大大提高。
特别是如图所示本发明具有粉末供给系统，可将一定数量的颗粒材料输送至粉末压机的模腔，按图1所示的粉末供给系统的工作原理如下。粉末压机具有带台面2的平台1，台面2与模腔5齐平并包住它。该压机还具有由上锤部9下垂的上冲头7，和下冲头11。图1所示粉末输送系统具有贮箱13，此处所示为环形，用于接收和输送颗粒材料至模腔5。贮箱13可用任何适当的连接件与模面22连接，此处用螺栓4连接，它延伸通过贮箱孔24和随后通过模面22的螺纹孔6。贮箱13具有入口15，在压力下被接收的一定数量的颗粒材料通过它进入，还具有出口17，它与模腔5的内壁19对准和连接，颗粒材料在压力下通过出口17由供给管路21经过内孔16进入模腔5。供给管路21在第一端23处与贮箱入口15密封连接。
在图1中，按照本发明所示的加压粉末供给系统具有环形的贮箱13，其环形箱体14围绕和限定了内孔16。贮箱体14具有顶面18和底面20以及在底面20处与模面22密封连接，模面22与平台1的台面2邻接从而使环形贮箱体14围绕模腔5的上边沿3以及内孔16与模腔5邻接。排气口35延伸通过贮箱体14用于释放模腔5内部19内的压力。
图2a和2b为加压粉末的供给系统的代替实施例，其贮箱113为环形的，并具有环形的贮箱体114围绕和确定了内孔116，上冲头107移动穿过内孔。排气口135延伸通过贮箱体114。贮箱体114具有底面120用于与模面122密封连接，模面122被平台101围绕(图2a示出接合位置)以及具有顶面118，在此处贮箱体114作活动连接和用弹簧悬挂器143从上锤部109悬挂下来，通过悬挂器143的锚柱146的第一端145与贮箱体114固定，而第二端144滑动延伸进入上锤部109的凹槽149内。工作时上锤部109向下移动，降下环形贮箱体114至这样位置，使贮箱体114的底面120与模腔105的顶面122接合。上锤部109继续以向下移动方式降下上冲头107通过内孔116，从而在继续降下进入模腔105之前密封内孔116以及对着下冲头111压实通过供给管路121进入模腔105的颗粒材料。
在一个代替的实施例中，虽然没有专门绘图说明，其贮箱体可以形成压模的一部分和“置入”模腔内，因而贮箱体的顶面与平台的表面齐平，在该实施例中，按照本发明的粉末供给系统具有环形(或其它适宜形状)的贮箱体，围绕和限定模腔。贮箱体具有顶面和底面以及处于这样位置，使贮箱体的顶面与平台的台面齐平。这种排列形状对以下情况有利，其中粉末压机使用相对于静止的下冲头降下平台的方法从模腔中向上推出零件来出模。本专业的技术人员可以设想，在本发明的实施例中其供给贮箱是栓接在平台的顶上，在出模时零件可以被夹持在贮箱的内孔内。
在所有上述实施例中，应该理解贮箱的“环形”形状仅为举例的目的，贮箱可以为适当围绕模腔的任何形状，通过基本追随模腔的边缘形状贮箱的内部确定了模腔的形状。由此可见，本发明不应解释为局限于环形贮箱。
在特殊情况下，贮箱可以是压机的上冲头或下冲头。这种布局形式特别适合于生产很小型的零件的情况。在此种情况下冲头的整体性不会由于要将所需冲头重量损失转成输送粉末的贮箱中而降低或牺牲。
在另一代替的实施例中(图中未示出)，采用了盒形贮箱，它具有顶部进口和底部出口。盒形贮箱可与滑闸任选地协作，例如通过气动活塞/气缸或机械连接，用于使贮箱沿着高于并与底部出口伸出模腔外的位置横交的水平面选择性往复移动以及用于使贮箱向下移动以便底部出孔与模腔对准，然后使用压力或空气推进贮箱内的粉末进入模腔。然后移开盒形贮箱从而使上冲头向下进入模腔压实零件。
参见图3，本发明具有至少一个压力发生器225，它与压力容器229的顶端227相连通并成密封连接。压力容器229以其底端226与供给管路221的第二端231连接。压力发生器225用于提供超大气压力以推进颗粒材料由压力容器229通过供给管路221进入模腔205以及用于任选地使颗粒材料233在模腔205内流态化，以便产生颗粒材料233在模腔205内实质上均匀的密度分布，供给管路221最好用不产生静电的材料制造。本发明人发现内部带有弥散石墨片的导电特氟隆材料管座放在不锈钢套管的内衬用于研磨目的是有用的。但是，任何非静电材料都适合于制造供给管路。至少一个排气口235延伸通过贮箱体214用于释放模腔205内的压力。此处所示贮箱体214围绕及限定内孔216。贮箱体214具有顶面218和底面220，并且在底面220处与被平台201围绕的模面222密封连接，这样使环形贮箱体204围绕模腔205的上边沿203，并且内孔216与模腔205邻接。
在本发明的粉末输送系统的任何适当点设置至少一个排气口，例如图3所示，至少一个排气口235位于贮箱213上，而它延伸通过贮箱体214，代替的方案是，至少一个排气口位于压力容器229上，或者两者都设置。如使用压力推进粉末进入模腔205时排气口235可用于释放模腔205内的压力，排气口235也与压力脉冲结合使用模腔205内的粉末流态化。排气口235还可进一步设置阀236(例如使提升阀)，用于开闭，以释放模腔205内的压力。
参见图4，排气口335的邻近端部可以补充任选地装有滤网337，以便在通过输送管(图中未示出)路压力输送粉末进入模腔305时防止粉末从模腔305中通过排气口335流失。排气口335还可以在其远端补充任选地设有辅助的压力发生器(图中未示出)，用于吹走滤网337上的粉末进行清理。在贮箱313中还任选地设置了第三辅助管路338用于把任何数量的有用添加物质送至模腔305中。这些添加剂包括溶剂、试剂、模壁润滑剂、催化溶液(粉末冷焊接用的稀酸)以及其它任何生产粉末压制零件有用的物质。
正如上述，本发明的供给系统可以用重量法，因而可在供给系统的贮箱与颗粒材料来源之间设置一个或数个称重器。称重器用于称重颗粒材料传送至模腔之前的重量。本发明的重量法传送方法和供给装置可以保证粉末的每次取料预称重为约至3000g或更多，称重精度约0.1g。粉末取料量任选地称重以及在压力下推进至模腔，并在模腔内流态化(类似于自然界中的流态化行为)，从而均匀填充模腔的全部区域以获得均匀的密度。
参见图5，按本发明的称重器具有从料斗464的下端462接收一定数量的颗粒材料(图中未示出)的称重器容器460。称重器容器460具有至少一个底孔466用于释放颗粒材料进入压力容器429。称重器容器460具有上边缘468，其上带有至少两个支承点470。细长支承梁472由上述至少两个支承点470的近端475垂下和连接在该处，以及在其远端476与横臂478连接。横臂478架设在加载传感器479上面。加载传感器479具有信号发送器(图中未示出)用于发送信号至控制器(图中未示出)用以开、闭与料斗464的出料口462关联的阀480。压力容器429具有阀482，用于当压力容器429接收来自压力发生器425提供的压力时防止压力由其逸散。压力容器429用桥架484偏置支承在加载传感器479的上面。桥架484由水平桥支件485和垂直桥支件486组成，每个桥支件跨在加载传感器479上。压力容器429由悬挂器487悬挂在水平桥支件485上面。压力发生器425用于在压力容器429、供给管路421和模腔405内产生超大气压力以及通过压力管488与压力容器429连接及与电子控制器(图中未示出)连接，负责压力容器429开始和停止输送压力。
重要的是指出，按本发明的称重系统的工作独立于压力输送系统，从而不会有因该系统增加总时间的缺点，所以，正确数量的粉末材料在压制循环中已经称重，一旦加压供给系统贮箱的粉末成分被输送至模腔，即已做好使用的准备。
图5还示出，加压供给系统一般具有供给系统贮箱体414及与贮箱体414连接用的供给管路421，通过贮箱体414一定数量的颗粒材料(图中未示出)被推进至模腔405。此外，可以使用几个压力系统来输送不同的材料，例如铜、铝，以便制造铜铝基的散热片用于低热传导系数，或制造多种不同成分合金，制造功能级合金。
在工作中，供给系统贮箱体414处于这样位置，即内孔416与模腔405对准和相邻。上冲头407下降至与贮箱体414的内边缘408接合并密封模腔405与外部大气隔离，使系统加压。料斗阀454开启，使颗粒材料由料斗464流入具有关闭插板阀467的称重容器460内。当加载传感器479记录到称重器容器460内的颗粒材料的重量大约为预定重量的一半时，由加载传感器479发出一个信号，引起料斗阀454部分关闭，从而降低了颗粒材料由料斗464流入称重器容器460的速率。当加载传感器479记录到称重器容器460内的颗粒材料的重量与预定重量相符时，阀454完全关闭，从而停止了颗粒材料由料斗阀454流入称重器容器460。阀467开启，释放颗粒材料进入压力容器429。阀482关闭及压力发生器425在压力容器429内产生压力，从而推进颗粒材料通过粉末供给管路421进入贮箱体414的内孔416和进入模腔405。压力通过排气口435(或图中未示出的辅助排气口)排出，它是与推进颗粒材料产生的压力同时排出或者很快在其后排出。产生的压力随后成至少一个脉冲的系列排出，使模腔405内的颗粒材料流态化及最终使模腔405全部区域内的粉末密度均匀分布。上冲头407继续下降和颗粒材料在模腔405内被压实成为零件(图中未示出)。对生产的每个零件重复此循环。
为了本发明目的，流态化步骤是使模腔内的粉末均匀，从而在整个模腔内具有均匀的密度。该粉末流态化步骤可以脱离加压粉末输送而独立地进行，因此可用于传统的粉末供给方法及给料板，其中滑闸使粉末简单地落入模腔。为了本发明的目的，可用任何数量的方法进行流态化，它可以包括，但不局限于模腔的加压和排气，填充模腔的振动(超声振动、声学振动、冲击、电场或磁力脉冲等)或者往模腔内添加与液体成分混合的粉末，这些液体随后可以用蒸发、真空或压力驱散方式清除。
本发明进一步提供了在粉末压机的模腔内获得颗粒材料密度均匀分布的方法。这种方法包括输送一定数量的颗粒材料至模腔和使颗粒材料在模腔内流态化和均匀分布，从而使沿整个模腔密度实质上均匀。最好流态化步骤包括密封模腔与大气隔离以及随后在模腔内部施加至少一个压力脉冲的系列。该压力脉冲的系列包括约2至约100个压力脉冲。每个脉冲包括输送超大气压至密封的模腔及随后由模腔内排气。最好，每个压力脉冲输送至模腔的压力为约1至150psi(磅/英寸2)，时间期限为约10xs(秒)排气时间期限为至少每次是x s中的一部分。典型的是这种压力脉冲包括输送至模腔的压力为约1至150psi，时间期限为约0.01秒至60秒以及排气时间为至少每次约0.01至60秒中的一部分。
在特别优选的方法中，压力脉冲系列包括约2至100压力脉冲。每个压力脉冲包括输送至模腔的压力为约1至150psi，时间期限为约0.01至60秒，以及排气时间为至少每次约0.01至60秒中的一部分。
按本发明方法，施加超大气压可以任选地与输送颗粒材料至模腔的粉末输送步骤同时进行。在这种情况下，输送粉末施加的压力为约1至150psi，时间期限为约0.01至60秒。按本发明方法，其中使用压力推进颗粒材料至模腔，流态化步骤可以代替地包括以至少一个脉冲的系列由模腔排出用来把颗粒材料推进入模腔的压力。该系列最好包括约2至100个脉冲排气，以及每个脉冲排气时间最好为至少约0.01至60秒。
通常，当使用本发明方法和粉末供给系统时在模腔内产生的适合的专用压力是方便地优选的，但不应理解仅局限于上述教导的范围。这些压力一般根据模腔的尺寸和复杂性，以及均匀填充模腔的难度来变化。同样，对于本专业技术人员来说，加压(和排气)的适当时间期限也容易优选。上述的优选方案也适用于建立正确的输送和排气压力脉冲图式，以便在模腔内形成粉末的流态化床，从而在粉末压实前获得粉末密度的均匀分布或者用于均匀混合具有不同密度的各种粉末。在模腔内粉末的流态化步骤不应局限于在模腔内产生压力和排气，它应理解为包括其它一些引起颗粒材料在模腔内象流体一样的行为，从而在整个模腔内获得密度的均匀分布的手段。这些手段包括但不局限于振动填充模、建立电场、超声和声学振动、机械振动、磁场以及其综合方法。代替的方案是流态化步骤可以用于混合粉末与适当的液体，随后用蒸发、驱散或抽真空法清除液体。用一种代替的方法也可以实现粉末在模腔内的均匀分布，它是使进入模腔的粉末带有收缩包套，紧紧地包围住粉末材料，这种包套在压实时可起到使材料在模腔内平整的作用。
如同以上所述粉末供给系统，本发明所用适宜的颗粒材料可以是任何已知的或未知的颗粒，例如制造零件和元件使用的颗粒、片状物、纤维或其混合物，这些材料包括但不局限于金属粉末、非金属粉末、金属间化合物粉末及复合粉末。
本发明的方法可以任选地包括颗粒材料在输送至模腔之前的称重。这种方法包括提供一定数量的颗粒材料及使颗粒材料以第一速率流动进入放置在称重器上的称重贮箱内，以记录颗粒材料的重量。当称重器记录的重量达到预定重量的约1/4至3/4时，最好是预定重量的约1/2时，流动速率降低至第二速率。当称重器记录恒重时、颗粒材料的流动停止。恒重的颗粒材料随后被输送至与模腔对齐的供给贮箱。模腔的顶部被上冲头密封。与输送步骤同时在压力容器内产生压力和进入供给贮箱，从后面推进一定数量的颗粒材料进入模腔。由于压力是从后面产生和施加上，颗粒材料在加压空气之前作为整团材料运动。最好，该数量的颗粒材料由在其下部具有阀的料斗提供。该阀开启使颗粒材料以一定速率流动从料斗进入放置在称重器上面的称重贮箱内，以记录颗粒材料的重量。当称重器记录的重量达到恒重的约1/4至3/4时，最好为恒重的约1/2时阀部分关闭。当加载传感器记录下恒重时，阀完全关闭。
当然，本方法也可以任选地包括颗粒材料在模腔内的流态化步骤以便在整个模腔内获得颗粒材料密度的均匀分布。这种流态化步骤可以使用上述任何一种方法进行。
业已指出，按本发明的方法特别适合于生产具有复杂形状和紧密尺寸公差的粉末冶金零件。在这些方法中提供的模腔的形状与零件的对应。可使用本发明方法制造的零件实例包括但不局限于表壳、链轮、螺旋齿轮、蜗轮、定子芯、散热片结构、汽车连杆及电动机用电枢。
按本发明的粉末供给系统可以适用于任何已知的粉末压机制造方法中和可是受温度控制的，例如绝热、对流或感应加热、微波系统或热传导方法，后者是通过管道泵送润滑油或热水。上述供给系统和方法也可用于多路供给情况。
在另一实施例中，按本发明的粉末压机用于制造颗粒材料零件。按本发明的该粉末压机具有上述的粉末供给系统用于输送颗粒材料至模腔以及限定粉末压机的压模台的耐磨平板。在本发明的这些实施例中具有滑闸，供给系统贮箱的滑闸以其底面安装在耐磨平板的上表面上。在无滑闸的实施例中，环形供给箱连接在压模台的上表面或者放置在内部及与模腔齐平并围绕模腔。代替的方案是环形供给箱围绕粉末压机的上冲头升起和悬挂。
下面本发明结合实例较专业性地说明。
实例1
一系列30个500g(克)的链轮零件，其形状如图6所示，目标高度为1.5英寸，目标直径为2.7英寸，按本发明生产，使用下列参数：
钢粉末(Hoeganas 1000B与碳混合)通过夹紧阀供给(Red ValveSeries 2600，1英寸直径)，用电子调节器控制(Norgren ElectronicRegulator)，速率约250g/s，放置在加载传感器上的称重器上(TedeHuntleigh Load cell Model#9010)，当加载传感器记录约250g时，电子调节器引起夹紧阀扼流，以减慢供给加载传感器的粉末。当加载传感器记录下目标重量(500g)时，夹紧阀完全关闭，加载传感器与电子调节器连接，后者本身用模拟信号控制。粉末开始通过夹紧阀落到具有关闭的挡板阀的称重器漏斗中，挡板阀由电磁螺线管阀控制(DormeyerIndustries B 24253-A-7)。称重器漏斗与加载传感器连接。加载传感器的控制器以每个零件目标重量500g以及缓慢供应及滴流重量编程序。螺纹管阀的开启引起挡板阀开启放进已称重的粉末和关闭挡板阀。粉末落在顶上有夹紧阀的压力容器内，该阀可以开启和关闭压力容器。夹紧阀的关闭封住压力容器的入口。压力容器的出口与供给管连接(供给管为带不锈钢护套的碳/特氟隆复合材料管，SC 8-608-608-66)。供给管通过粉末输送管路以其远端与环形贮箱连接。加压空气由压力发生器提供传送至压力容器，压力发生器由压力调节器调节(Norgren ElectronicPressure Regulator R26-200-RMLA)，压力空气通过预过滤器可过滤掉水分和尺寸小至5μm(微米)的物质，随后通过凝聚过滤器可过滤掉尺寸小至1μm(微米)的物质。空气进入由模拟信号控制的电子调节器(Norgren Air Pressure Regulator 11-018-110，带Dial PSI指示器)。空气通过过滤器和通过提升阀排出(Norgren 3-way Poppit ValveD1023H-CCIWA)。在过滤时电子调节器用由电子控制器(Norgren AirPressure Regulator 11-018-110 W/Dial PSI indicator)控制的适当压力量编程序。粉末压机的上冲头下降密封住环形供给系统贮箱的顶部，有效地密封该系统和控制器开启和关闭提升阀使空气进入供给管路及由供给环排出。粉末落至压力容器的底部及提升阀开启使空气进入推进粉末通过供给管进入供给系统的环形贮箱和最终进入模腔。提升阀处于环形供给系统贮箱排气口的关闭位置，可使空气由模腔排出。排气口被挡板盖住，它可以用与排气方向相反的强制空气清理。调节器使压力发生器内的压力降低至流态化压力以及模腔内的粉末被快速进入和排出模腔的压力流态化。这一过程的相关处理参数如下：
处理：
供给粉末进入模腔—在55 PSI下1秒的3个脉冲，及排气0.09秒。
流态化—在10 PSI下1秒的8个脉冲及排气0.09秒。
内径0.37″的供给管。
粉末输送至模腔后，粉末在220吨的压机(Cincinatti press)的上下冲头之间压实至密度为6.9g/cc，制成具有下列要求的零件公差的链轮：
重量：+/-0.6g(+/-3sigma)
高度：+/-0.0009英寸(+/-3sigma)
同心度：+/-0.0009英寸(+/-3sigma)
工具的同心度公差为+/-0.006。
同心度、高度和重量测量取自这样制造的30个零件(同心度使用Mitoyo Bench Center测量)结果列于表1。
表1
零件编号    同  心  度    压机压力(PSI)     高度(英寸)    重量(克)
   后面  左面  前面  右面
1    .0000  -.0005  +.0015  +.0015     120.2     1.44420    500.06
2    .0000   .0000  +.0020  +.0020     120.8     1.44536    500.42
3    .0000   .0000  +.0015  +.0010     119.9     1.44525    499.91
4    .0000  +.0010  +.0025  +.0015     120.9     1.44535    500.80
5    .0000  +.0005  +.0025  +.0010     119.9     1.44450    499.87
6    .0000   .0000  +.0015  +.0010     120.5     1.44495    500.36
7    .0000   .0000  +.0015  +.0010     120.3     1.44500    500.36
8    .0000   .0000  +.0015  +.0010     120.5     1.44495    500.27
9    .0000   .0000  +.0010  +.0000     120.5     1.44495    500.51
10    .0000  +.0005  +.0020  +.0010     120.3     1.44450    500.38
11    .0000  +.0005  +.0025  +.0015     120.6     1.44485    500.36
12    .0000  +.0005  +.0020  +.0010     120.5     1.44480    500.22
13    .0000  +.0010  +.0025  +.0015     120.3     1.44495    500.24
14    .0000   .0000  +.0015  +.0010     120.6     1.44490    500.32
15    .0000   .0000  +.0025  +.0015     120.6     1.44450    500.29
16    .0000  +.0005  +.0020  +.0015     120.6     1.44450    500.45
17    .0000  +.0005  +.0025  +.0010     120.8     1.44485    500.50
18    .0000  +.0010  +.0020  +.0005     121.0     1.44490    500.68
19    .0000  +.0005  +.0025  +.0010     120.6     1.44475    500.36
20    .0000  +.0010  +.0020  +.0015     120.5     1.44460    500.26
21    .0000  +.0010  +.0020  +.0010     120.8     1.44480    500.49
22    .0000  +.0005  +.0025  +.0015     121.2     1.44470    500.77
23    .0000  +.0005  +.0025  +.0015     120.6     1.44465    500.47
24    .0000  +.0005  +.0025  +.0015     120.6     1.44455    500.47
25    .0000  +.0005  +.0020  +.0010     120.2     1.44430    499.96
26    .0000  +.0001  +.0025  +.0010     120.6     1.44495    500.28
27    .0000  +.0005  +.0025  +.0015     120.9     1.44475    500.61
28    .0000  +.0005  +.0020  +.0015     119.6     1.44370    499.60
29    .0000  +.0005  +.0025  +.0015     121.5     1.44520    500.75
30    .0000  +.0005  +.003  +.0015     121.6     1.44465    500.63
同心度测量值标注在图7所示的频率分布图上，在图上标注出测量值与发生频率的关系。在同心度值范围内的样品数分组以显示目标值附近同心度的变化。
高度测量值标注在图8所示的频率分布图上，在图上标注出测量值与发生频率的关系。在高度值范围内的样品数分组以显示目标值附近同心度的变化。
重量测量值标注在图9所示的频率分布图上，在图上标注出测量值与发生频率的关系。在重量值范围内的样品数分组以显示目标值附近同心度的变化。
实例2
按照实例1规定过程制造的30个500g零件，使用下列参数：
供给脉冲：在25PSI下1秒的3个脉冲，排气0.09秒。
流态化：在12PSI下1秒的8个脉冲，排气0.09秒。
零件的高度和重量测量结果列于表2。
                     表2
    零件编号   高度(英寸)   重量(克)
   100   1.4435   500.04
   101   1.4435   500.03
   102   1.4435   500.1
   103   1.4436   500.01
   104   1.4436   500.03
   105   1.4437   499.92
   106   1.4439   500.06
   107   1.4438   499.93
   108   1.4434   499.92
   109   1.4433   499.82
   110   1.4432   499.92
   111   1.4435   500.02
   112   1.4432   499.53
   113   1.4425   500.03
   114   1.4441   500.08
   115   1.4435   499.97
   116   1.4437   500.26
   117   1.4438   499.78
   118   1.4426   499.74
   119   1.4430   500.11
   120   1.4432   499.7
   121   1.4430   499.87
   122   1.4430   499.95
   123   1.4438   499.93
   124   1.4429   499.93
   125   1.4427   499.64
   126   1.4424   500.03
   127   1.4433   499.97
   128   1.4430   500.02
   129   1.4428   499.74
   130   1.4431   500.04
30个零件中每个零件的高度测量值(英寸)标注在图10所示的曲线图上，它示出零件高度的最小变化。
30个零件中每个零件的重量测量值(克)标注在图11所示的曲线图上，曲线图上的每个测量值用■表示。方括号之间的面积表示使用最佳工业实践预期的变化性。
实例3
按实例1规定过程制造的30个500 g零件，使用下列参数：
供给脉冲：在40PSI下1秒的3个脉冲，排气0.09秒。
流态化：在12PSI下1秒的8个脉冲，排气0.09秒。
最终零件的同心度测量结果如下：
  后面    前面   侧面1   侧面2
 200   0.0000    -0.00075   -0.002   0.001
 201   0.0000    0.0000   -0.002   0.001
 202   0.0000    0.002   -0.002   0.001
 203   0.0000    -0.002   -0.002   0.001
 204   0.0000    -0.003   -0.002   0.001
 205   0.0000    -0.001   -0.002   0.001
 206   0.0000    0.0000   -0.002   0.001
 207   0.0000    0.0000   -0.002   0.001
 208   0.0000    0.002   -0.002   0.001
 209   0.0000    0.002   -0.002   0.001
 210   0.0000    -0.002   -0.002   0.001
 211   0.0000    0.003   -0.002   0.001
 212   0.0000    -0.001   -0.002   0.001
 213   0.0000    0.0015   -0.002   0.001
 214   0.0000    0.0000   -0.002   0.001
 215   0.0000    -0.0025   -0.002   0.001
 216   0.0000    -0.003   -0.002   0.001
 217   0.0000    -0.0035   -0.002   0.001
 218   0.0000    -0.001   -0.002   0.001
 219   0.0000    -0.00125   -0.002   0.001
 220   0.0000    -0.0035   -0.002   0.001
 221   0.0000    0.001   -0.002   0.001
 222   0.0000    -0.0005   -0.002   0.001
 223   0.0000    0.0000   -0.002   0.001
 224   0.0000    -0.002   -0.002   0.001
 225   0.0000    0.0000   -0.002   0.001
 226   0.0000    -0.0035   -0.002   0.001
 227   0.0000    0.0005   -0.002   0.001
 228   0.0000    -0.002   -0.002   0.001
 229   0.0000    0.001   -0.003   0.001
 230   0.000    0.0000   -0.003   0.0000
这些同心度值标注在图12所示的曲线图上。左边值用·表示，右边值用■表示，方括号下面的面积表示使用最佳工业实践获得的预期值。
本发明在不脱离其基本特性的情况下可以有其它特殊形式的实施例，因此本发明的实施例应在所有方面作为说明性而不是限制性的考虑，本发明的范围用权利要求书而不是前面的说明来指出，以及在权利要求书等值意义及范围内的全部改变也包括在本发明的范围内。

Claims (41)

1.一种粉末供给系统，用于把一定数量的颗粒材料输送至粉末压机模腔，所述的粉末压机具有台式平板表面，它与带有内置模腔的压模齐平并围绕它，所述的模腔具有上边沿、由上锤部下垂的上冲头及下冲头，所述的粉末供给系统包括：用于接收和输送颗粒材料至模腔的贮箱，所述的贮箱具有入口，通过它接收由后面加压的颗粒材料，以及出口，用于与模腔内部对准和通过它将来自供应管路加压的颗粒材料输送至模腔，所述的供应管路的第一端与贮箱口密封连接；至少一个压力发生器，与压力容器密封连接并与压力容器的顶部连通，压力容器与所述的供给管路的第二端连接，所述的压力发生器用于提供超大气压力以推进颗粒材料由压力容器通过供给管路及贮箱进入模腔及任选地在模腔内使颗粒材料流态化以获得在模腔内颗粒材料密度的实质均匀分布，以及至少一个排气口用于释放模腔内的压力。
2.按照权利要求1所述的加压粉末输送系统，其特征在于所述的至少一个排气口位于贮箱上。
3.按照权利要求1所述的加压粉末输送系统，其特征在于所述的至少一个排气口位于压力容器上。
4.按照权利要求1所述的加压粉末输送系统，其特征在于贮箱为环形的和具有环形的贮箱体，它围绕和限定了一内孔，所述的贮箱体具有顶面和底面，并以其底面与压模表面密封连接，这样使环形的贮箱体围绕模腔的上边沿以及所述的内孔与模腔邻接。
5.按照权利要求1所述的加压粉末输送系统，其特征在于贮箱为环形的和具有环形的贮箱体，它围绕和限定了模腔，所述的贮箱体具有顶面和底面及其位置设成使贮箱体的顶面与压模的表面齐平。
6.按照权利要求1所述的加压粉末输送系统，其特征在于贮箱为环形的和具有环形的贮箱体，它围绕和限定了一内孔，上冲头运动通过所述的内孔，所述的贮箱体具有底面用于与压模的表面接合，以及顶面与上锤部连接并由其下垂。
7.按照权利要求1所述的加压粉末供给系统，其特征在于所述的贮箱为上冲头。
8.按照权利要求1所述的加压粉末供给系统，其特征在于所述的贮箱为下冲头。
9.按照权利要求1所述的加压粉末供给系统，其特征在于所述的贮箱为盒形，其进口为顶口及其出口为底口，它还具有与上贮箱活动连接的滑闸，用于使所述的贮箱在高于和与底出口伸出所述模腔的一位置横交的水平面选择性移动以及使所述的供给系统贮箱向下移动使底口与模腔对准。
10.按照权利要求1所述的加压粉末供给系统，其特征在于它还具有设置在供给系统贮箱与颗粒材料来源之间的称重器，所述的称重器用于在颗粒材料输送至模腔之前的称重。
11.按照权利要求10所述的加压粉末供给系统，其特征在于所述的称重器具有称重器容器，用以接收盛有一定数量颗粒材料的料斗的下端流出的一定数量的颗粒材料，所述的称重器具有至少一个底出口，用于释放颗粒材料至所述的压力容器，所述的称重器容器具有其上带有至少两个支承点的上边缘，延伸的支承梁在其近端处由所述的至少两个支点下垂和连接在该处，以及其远端与横臂连接；所述的横臂架设在其上的加载传感器，所述的加载传感器具有信号发送器，用于发送信号至控制器，用以开、闭与料斗的出料口关联的阀。
12.一种加压粉末输送系统用来把一定数量的颗粒材料输送至粉末压机的模腔，所述的输送系统具有：接收一定数量颗粒材料的料斗，所述的料斗的下端具有出料口，一个阀与此出料口关联，所述的阀具有开启和关闭位置；当所述的阀处于所述的开启位置时称重器容器用于接收所述的料斗的所述的下端来的一定数量的颗粒材料，所述的称重器容器具有至少一个出口用于释放所盛的颗粒材料，所述的称重器容器具有其上带有至少两个支承点的上边缘，延伸的支承梁在其近端处由所述的至少两个支点下垂和连接在该处，以及其远端与横臂连接；具有可密封顶口的压力容器，直接位于所述的底出口下面，用以接收来自它的颗粒材料，压力容器的底出口与供给管路密封连接，供给管路密封连接至输送贮箱的内部和与之连通，用以输送粉末；压力发生器密封连接至所述的压力容器用以提供超大气压至所述的模腔内部；排气口用于释放所述的模腔内的所述的超大气压；所述的横臂架设在加载传感器上，所述的传感器具有信号发送器，用于发送信号至控制器，用以开、闭与料斗的出料口关联的阀。
13.一种使粉末压机模腔内一定数量的颗粒材料获得均匀的密度分布的方法，它具有下列步骤：输送一定数量的颗粒材料至所述的模腔，在所述的模腔内使颗粒材料流态化而均匀分布，从而在整个模腔内获得实质上均匀的密度。
14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于颗粒材料选自包括金属粉末、非金属粉末、金属间化合物粉末及复合材料粉末的组中。
15.按照权利要求13所述的方法，其特征在于流态化步骤包括模腔密封与大气隔离，以及随后施加至少一个压力脉冲的系列至模腔内部，每个所述的至少一个脉冲包括输送超大气压至模腔及其后由模腔排气。
16.按照权利要求15所述的方法，其特征在于至少一个压力脉冲的系列包括约2至100个压力脉冲。
17.按照权利要求15所述的方法，其特征在于所述的至少一个压力脉冲包括输送压力至模腔的量为约1psi至约150psi，时间期限为约10x秒及排气时间为至少约x秒。
18.按照权利要求15所述的方法，其特征在于所述的至少一个压力脉冲包括输送压力至模腔的量为约1psi至约150psi，时间期限为约0.01秒至约60秒及排气时间为至少约0.01秒至约60秒。
19.按照权利要求15所述的方法，其特征在于至少一个压力脉冲的系列包括约2至约100个压力脉冲以及每个所述的压力脉冲包括输送压力至模腔的量为约1psi至约150psi，时间期限为约0.01秒至约60秒以及排气时间至少为约0.01秒至约60秒。
20.按照权利要求13所述的方法，其特征在于流态化步骤包括至少一种以下方法：电场、磁场、超声振动、声学振动、机械振动、液体流态化及其综合的方法。
21.按照权利要求13所述的方法，其特征在于在输送阶段也可施加超大气压从后面推进颗粒材料进入模腔以及所述的压力为约1psi至约150psi，时间期限为约0.01秒至约60秒。
22.一种输送一定数量颗粒材料至粉末压机模腔的方法，这样使所述的颗粒材料在整个所述的模腔内密度均匀，所述的方法包括下列步骤：在颗粒材料后面产生超大气压，使用超大气压推进颗粒材料通过供给贮箱进入所述的模腔，供应贮箱具有出料口与所述的模腔对准和开启；以及使所述模腔内的颗粒材料流态化而均匀分布，从而在整个模腔内获得实质上均匀的密度。
23.按照权利要求22所述的方法，其特征在于推进颗粒材料进入模腔使用的压力为约1psi至150psi，时间期限为约0.01秒至约60秒。
24.按照权利要求22所述的方法，其特征在于流态化步骤包括在至少一个脉冲排气的系列中将推进颗粒材料进入模腔使用的压力排掉。
25.按照权利要求24所述的方法，其特征在于该系列包括约2至约100个脉冲排气以及每个脉冲排气的时间为约0.01秒至约60秒。
26.按照权利要求22所述的方法，其特征在于流态化步骤包括施加至少一个压力脉冲的系列至模腔的内部，每个所述的至少一个压力脉冲包括输送超大气压进入模腔以及其后由模腔排气。
27.按照权利要求26所述的方法，其特征在于至少一个压力脉冲的系列包括约1至约100个压力脉冲。
28.按照权利要求26所述的方法，其特征在于每个所述的至少一个压力脉冲包括输送压力至模腔的量为约1psi至约150psi，时间期限为约0.01秒至约60秒以及在至少一个排气期限内排气，每个所述的至少一个排气期限为约0.01秒至约60秒。
29.按照权利要求26所述的方法，其特征在于至少一个压力脉冲的系列包括约1至100个压力脉冲以及每个所述的至少一个压力脉冲包括输送压力至模腔的量为约1psi至约150psi，时间期限为约0.01秒至约60秒以及在至少一个排气期限内排气，时间期限为约0.01秒至约60秒。
30.按照权利要求22所述的方法，其特征在于流态化步骤包括用至少一种下列方法系列：电场、磁场、超声振动、声学振动、机械振动、液体流态化及其综合方法。
31.按照权利要求22所述的方法，其特征在于它还包括颗粒材料输送至模腔内部之前的所述的颗粒材料的称重步骤。
32.一种输送恒定重量颗粒材料均匀进入模腔的方法，它具有以下步骤：提供一定数量的颗粒材料，使所述的颗粒材料以第一速率流动进入架设在称重器上的称重贮箱，用以记录颗粒材料的重量；当称重器记录的重量为预定重量的约1/4至约3/4时降低所述的流动至第二速率；当称重器记录恒重时停止所述的流动；以及在压力容器内产生压力以推进恒重的颗粒材料通过与模腔对准的供给贮箱进入模腔。
33.按照权利要求22所述的方法，其特征在于，它还包括以下步骤：在具有与其下部关联的阀的料斗内提供一定数量的颗粒材料，以开启所述的阀使所述的颗粒材料以一定的速率流动由料斗进入架设在称重器上的称重器贮箱以便记录颗粒材料的重量，当称重器记录的重量为恒定重量的约1/4至3/4时部分并闭所述的阀以及当加载传感器记录恒定重量时完全关闭所述的阀。
34.按照权利要求32所述的方法，其特征在于，它还包括颗粒材料在模腔内流态化的步骤，以便在整个模腔内获得颗粒材料密度均匀的分布。
35.按照权利要求34所述的方法，其特征在于颗粒材料在模腔内的流态化步骤是通过从模腔中排出推进颗粒材料进入模腔的压力的排气来实现，所述的排气在至少一个排气脉冲的系列中进行。
36.按照权利要求34所述的方法，其特征在于颗粒材料在模腔内的流态化步骤是利用施加至少一个压力脉冲系列进入模腔内部实现的，每个所述的至少一个压力脉冲包括输送超大气压至模腔和其后由模腔内排气。
37.一种用粉末冶金生产具有复杂形状及紧密尺寸公差零件的方法，它包括：提供相应于零件形状的模腔；在粉末供给贮箱的后面产生压力以推进颗粒材料通过贮箱进入模腔，供给贮箱与模腔对准；在模腔内使颗粒材料流态化以获得在整个模腔内颗粒材料密度的均匀分布；在所述的模腔内压实所述的颗粒材料使所述的颗粒材料结合起来生产出所述的零件。
38.按照权利要求37所述的方法，其特征在于颗粒材料在模腔内的流态化步骤是通过从模腔中排出推进颗粒材料进入模腔的压力的排气来实现的，所述的排气在至少一个排气脉冲的系列内进行。
39.按照权利要求37所述的方法，其特征在于颗粒材料在模腔内的流态化步骤是利用施加至少一个压力脉冲系列至模腔内部来实现的，每个所述的至少一个压力脉冲包括输送超大气压至模腔及其后由模腔内排气。
40.按照权利要求37所述的方法，其特征在于流态化步骤是利用施加至少一种下列方法系列至模腔而实现的：电场、磁场、声学振动、超声振动、机械振动、液体流态化及其综合方法，所述的方法导致颗粒材料的行为类似流体及使颗粒材料在整个模腔内均匀分布。
41.按照权利要求37所述的方法，其特征在于所述的零件为以下一组中之一：表壳、链轮、螺旋齿轮、蜗轮、定子芯、散热片、汽车连杆及电动机电枢。
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