关于现代粉末冶金技术的研究
中国石油大学胜利学院
文献综述
系别机械与电气工程系
专业材料成型及控制工程
年级2009级本科四班
姓名李维丹
学号200908013420
设计题目关于粉末冶金新技术的探究
2012年6月10日
关于粉末冶金新技术的探究
李维丹
（09级材本四学号：200908013420）
【摘要】：粉末冶金技术是制取各种高性能结构材料和功能材料部件的有效途径，随着这些部件的性能和制造周期要求提高，粉末锻造、粉末压制、粉末烧结硬化、粉末温压成形和粉末注射成形等技术领域均有了新的进展。粉末冶金在超导体、纳米材料、高级磁性材料、生物工程材料、超硬材料、超微机械、梯度功能材料等领域也已获得越来越广泛的应用。本文简要介绍了粉末冶金技术在粉末制取、压制、烧结、注射成形、快速原型制作及超硬材料学等领域的新技术,综述了近几年粉末冶金领域中出现的新技术、新工艺，着重介绍了粉末制备新技术、粉末成形新技术、粉末致密化新技术，并针对各种新技术的基本原理、技术特点、应用领域及应用前景进行了深入分析，根据粉末冶金材料的需求，提出了粉末冶金的应用研究和发展方向。
【关键词】：粉末冶金；成形技术；高性能材料；新技术；新材料
The new technology of powder metallurgy explored
LI Weidan
（Material control class 3; student number:200908013303 ）
Abstract：Powder metallurgy is an effective way to produce high performance structure materials and functional materials pans．With the higher requirements of performance and delivery time，there are some new technical developments in areas such as powder forging，powder compacting，powder sintering，powder warty compacting and powder injection forming．Powder metallurgy is finds increasing applications in super -conductors，nonmaterial，high-performance magnetic materials，bioengineering materials，ultra hard materials，micro modules，and functionally graded materials etc．New technologies in powder production。Powder tom-paction，sintering。
powder injection molding，rapid prototyping and ultra hard materials etc．are presented．Innovation technology，new procedures and new equipments in the P／M field were reviewed．New technology and new equipment of powder preparation，powder molding and powder densification were mainly introduced．Basic mechanism，technology characteristic，applied areas and its prospect of every innovation technology were deep analyzed．The investigation and development trend of P／M materials were figured out according to their needs．
Key words：powder metallurgy；forming process；high performance material；new technology; new material
1. 引言
粉末冶金是一项集材料制备与零件成形于一体，节能、节材、高效、最终成形、少污染的先进制造技术，在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用，已经进入当代材料科学的发展前沿。目前粉末冶金技术向着高致密化、高性能化、低成本方向发展，与之相应的制备新技术和新装备也应运而生[1]。现代粉末冶金不仅是一种材料制造技术，而且其本身包含着材料的加工和处理，并逐渐形成了自身的材料制备工艺理论和材料性能理论。粉末冶金新技术、新工艺的应用不但使传统的粉末冶金材料性能得到根本的改善，而且使得一批高性能和具有特殊性能的新一代材料相继产生，这些新材料都需要以粉末冶金工艺作为其主要的或唯一的制造手段。现代粉末冶金技术己发展成为制取各种高性能结构材料、特种功能材料的有效途径。传统的粉末成形技术工艺复杂，致密度低，制件的性能较差。高新技术产业的迅猛发展对粉末成形制件的性能及制造周期提出了更高的要求，促进了人们对粉末成形技术的深入研究，先后出现了一些新工艺、新技术、新动向，目前粉末成形技术的研究已经取得了很大的进展。
2. 国内外研究现状
金属冶金粉末成形是一种节能、节材、高效、少污染的先进制造技术，在超导材料、纳米材料、生物工程材料、超硬材料等现代高新技术领域中得到广泛的应用，已进入当代材料科学的发展前沿，并朝着高效自动化、高性能、低成本的方向发展。粉末冶金是一种制取金属粉末，以及采用成形和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)制成制品的工艺技术。随着技术的发展，各种新工艺相继出现并得到广泛的应用，如温压技术、流动温压技术、动磁压制和高速压制技术等。粉末冶金材料的种类有：粉末冶金多孔材料、粉末冶金减摩材料、粉末冶金摩擦材料、粉末冶金结构零件、粉末冶金工模具材料、粉末冶金电磁材料和粉末冶金高温材料等。粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成形性和可塑性，通常加入汽油、橡胶或石蜡等增塑剂。粉末在500～600 MPa压力下，压成所需形状。在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。烧结不同于金属熔化，烧结时至少有一种元素仍处于固态。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、
化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品。一般情况下，烧结好的制件可直接使用。但对于某些尺寸要求精度高，并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油及熔渗等。粉末冶金材料广泛应用于汽车、摩托车、纺织机械、工业缝纫机、电动工具、五金工具、电器、工程机械等各种粉末冶金(铁铜基)零件。
现在汽车上应用的粉末冶金零件生产仍以冷模压一烧结工艺为主。虽然其产品的精度、复杂程度、性能稳定性和成本等方面均有长足的进步，但是较低的零件密度影响了零件的性能，特别是力学性能的提高。零件的几何形状复杂程度也受到冷模压的制约。粉末冶金新技术的出现和产业化，对其在汽车上的应用起到了重要的推动作用 [2]。
近年来，通过不断引进国外先进技术与自主开发创新相结合，中国粉末冶金产业和技术都呈现出高速发展的态势，是中国机械通用零部件行业中增长最快的行业之一，每年全国粉末冶金行业的产值以35％的速度递增。全球制造业正加速向中国转移，汽车行业、机械制造、金属行业、航空航天、仪器仪表、五金工具、工程机械、电子家电及高科技产业等迅猛发展，为粉末冶金行业带来了不可多得的发展机遇和巨大的市场空间。另外，粉末冶金产业被中国列入优先发展和鼓励外商投资项目，发展前景广阔。
3. 粉末冶金原理及方法
粉末冶金是一项集材料制备与零件成形于一体，节能、节材、高效、最终成形、少污染的先进制造技术，在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用。粉末冶金正向着高致密化、高性能化、低成本方向发展。
随着现代社会对高性能材料的需求，对粉末的要求也越来越苛刻，粉末的粒度、粒度分布、洁净程度、经济性方面的指标越来越高。例如，大推力火箭需要粒度小于5微米的球形铝粉作为固体燃料，正在发展的表面热喷涂技术需要粉末粒度细、分布均匀的球形粉末，现代高科技金属粉末注射成型工艺需要大批量的粒度细、球形度好的不锈钢和其它合金粉末。因此，发展高性能粉末及其制备技术已成为材料科学与工程研究中一个十分活跃的高科技前沿领域。不同的粉末有不同的制备方法。但总体分为物理法和化学法两大类。物理法主要是通过机械力或外部物理力的作用制备粉末的方法，其过程不会发生化学成分的变化及化学反应。它主要包括熔体雾化法、料浆喷干法、烧结破碎法、粘结法、机械合金化法、固相扩散法及真空机械熔融法等。化学法是利用各种化学反应制备粉末的方法，主要包括还原法、化学液相沉积法、化学气相沉积法、化学固相沉积法以及电镀法等。影响喷雾效果的关键因素在于气流对金属液流的冲击强度和效率，目前主要是在结构上注重漏孔和喷枪的设计。传统方法主要采用自由下落式，这样可以大批量稳定生产雾化粉末，但是粉末粒度较大，气体的能量转换率不高。为了提高细粉率和气体对液流的冲击作用，现在都趋向于使用紧凑式设计。减小漏孔直径，加大气体供给压力，改变喷枪设计以产生高速气流和具有强扰动能力的气流。20世纪90年代初，中南工业大学陈振华教授发明的多级雾化是传统的气体雾化与离心雾化或双辊(多辊)雾化的完美结合，生产的粉末粒度可达5～7 m。采用超声波和高压气体喷枪设计是当今生产超细金属雾化粉末的主要手段，但质量和价格还是不能满足市场的要求，其原因是工艺参数难以控制，产品成品率不高[3]。
陈振华等人[4]发明了一种新型的雾化技术—固体雾化技术，并申请了专利。其核心是在不改变现有设备和喷腔结构的前提下，改变雾化介质，在雾化气流中加入固体粉末，提高气流的冲击动量，增强破碎效果，从而达到提高雾化效率和细粉收得率的目的。
Liu Yunzhong等人[5]开发出了一种混合雾化工艺(Hybrid Atomization Process)。粉末雾化后落在一个高速旋转的圆盘上变成细的液膜，然后液膜由于离心力的作用而形成更为细小的球形粉末。这种方法制备的粉末较气雾化粉末、离心雾化粉末和水雾化粉末尺寸要小，而且分布更为均匀。
4. 粉末冶金新技术
4.1.金属粉末锻造技术
粉末冶金和精密锻造都是通过模具及压力设备加压，将金属材料通过模压获得制品的工艺，粉末冶金从工艺上讲属于精密锻造。不过用粉末冶金生产的产品比传统的精密锻造产品精度更高、一致性更好。粉末锻造技术于1968年首先在美国出现。由于粉末锻造机械零件具有材料利用率高、力学性能好、锻件尺寸精度高和质量准确，大规模投产可以显著降低制造成本等优点，在许多国家掀起开发粉末锻造零件、材料与工业生产技术的热潮。
通过粉末预成形坯的热锻得到高密度、高强度的零件，其典型实例是PHF发动机连杆，早已应用于各种汽车发动机上。与锻钢连杆相比，其质量明显变小。例如：V_8发动机、丰田TOYOTA佳美轿车1.9L发动机，以及福特汽车PHF连杆等应用。德国宝马、瑞典Volvo、美国通用等也都有大量应用该工艺大批量生产高密度、高强度、高尺寸精度、三维复杂形状的零件。随着汽车工业的高速发展，汽车零部件将朝着高性能和低成本的方向发展。基于粉末冶金零件具有的毛坯精度高、材料利用率高、质量偏差小、易于加工等传统铸锻件所没有的材料特性，因而在汽车上的应用日趋增多。粉末冶金锻造(简称粉末锻造或粉锻)是将常规的粉末冶金工艺与精密锻造相结合而发展起来的一项颇具竞争力的少、无切削工艺。粉锻件不仅与精锻件一样具有高精度、高强度、高效率的优点，而且由于使用常规粉末冶金烧结件作为锻造毛坯，可以一次锻造成形和实现无飞边锻造，节省了机加工工时和设备[6]。
4.2.金属粉末压制技术
高速压制技术是瑞典的Hoaganas公司在2001年6月推介的一种新技术。高速压制法是利用液压冲击机(高速锤)产生的冲击波压制粉末成形。铁基制品的密度达7．5g／cm3，抗拉强度可提高20～25，可经济地生产重达l0kg的大型部件。高速压制生产零件的过程和传统的压制过程工序相同。混合粉末加进送料斗，通过送粉靴自动填充模腔压制成形，之后零件被顶出并转入烧结工序。所不同的是高速压制的压制速度比传统压制快500～1000倍，压机锤头速度高达2～30m／s，液压驱动的锤头重达5～1200kg，粉末在0.02s内通过高能量冲击进行压制，压制时产生强烈的冲击波，通过附加间隔0.3S的多重冲击能达到更高的密度。高速压制技术具有高密度、高性能、低成本、高生产率和可成形大零件的特点，适用于制造阀座、气门导管、主轴承盖、轮毂、齿轮、法兰、连杆及轴承座圈等产品。目前正在继续研究生产更复杂的多级部件[7]。
4.3.金属粉末烧结硬化技术
烧结硬化工艺是在烧结冷却阶段产生马氏体相变的一种工艺。近年来，已研发生产多种用于烧结硬化的低合金钢粉，使得在烧结炉冷却带发生马氏体相变成为可能。用于烧结硬化的钢粉应用较
广的是预合金化的低合金钢粉，含有锰、镍、钼或铬等合金元素，以改善烧结钢的淬硬性。1981年日本丰田汽车公司宣布，世界第一个由粉末冶金技术制成的粉末烧结结合中空整体凸轮轴已大量用于IS型直列式四缸发动机，在世界粉末冶金史上揭开了新的一页，为粉末冶金零件在汽车工业中的应用开创了新天地。
4.4.金属粉末温压成形技术
所谓温压技术就是采用特制的粉末加温、粉末输送和模具加热系统，将加有特殊润滑剂的预合金粉末和模具等加热至130～l50℃，并将温度波动控制在±2.5℃以内，然后和传统粉末冶金工艺一样进行压制、烧结而制得粉末冶金零件的技术。在众多为提高粉末冶金件密度的生产方法中。温压成形技术被认为是最为经济的一种新工艺。数家国际知名的粉末冶金公司各自推出受到专利保护的温压技术。温压技术是采用混有特定润滑剂和粘结剂的金属粉末在l00～300℃温度下压制，通过一次压制和一次烧结使零件密度提高到理论密度的92％～95％，而成本增加较小。温压成形的工艺过程是将混有温压专用润滑剂和粘结剂的粉末加热至130～155℃，然后在加热到上述温度的模具里压制成形。温压工艺特点是工艺简单，生产成本低廉，可直接机加工生坯，生坯强度提高100，拉伸强度提高20％～30，超过20MPa，可在烧结前进行机加工。研究表明，假如一次压制、烧结的普通粉末冶金工艺的成本为1.0,则粉末锻造的相对成本为2.0，复压复烧的相对成本为1.5，渗铜的相对成本为1.4，而温压技术的相对成本为1.25。其产品包括：螺旋齿轮(电动工具)、泵轮、连杆、凸轮、链轮、同步器毂、螺旋齿轮(变速箱)、软磁零件。温压工艺对粉末性能有一定的要求，如:Ancordense 温压工艺限定为高压缩比的水雾化铁粉。专利化的润滑剂是一种复合的酰胺基蜡。低熔的单酰胺在压温度下熔化，起液体润滑作用；二酰胺和聚酰胺有较高的熔点，可起固体润滑剂的作用。烧结前采用低温预烧，将润滑剂脱除，否则将导致最终烧结密度低于温压压坯密度[8]。
4.5.金属粉末注射成形技术
喷射成形通称雾化沉积，是用快速凝固方法制备大块致密金属材料的粉末冶金技术，是制备三维复杂形状的金属和陶瓷零件的成形技术，是制取各种金属和陶瓷高性能零件的高效、节能、节材、环保友好、低成本、大批量生产的工艺。喷射成形把液态金属的雾化(快速凝固)和雾化熔滴的沉积(熔滴动态致密固化)结合起来，在一步冶金操作中完成。它直接从液态金属制取具有快速凝固组织特征、整体致密、接近零件实际形状的高性能材料。通过改变熔滴射流与沉积器的相对位置和沉积器的运动形式，可以得到盘、柱、管、环、板、带等不同形状的近终形坯件。如果采用两种不同合金雾化射流可以制备复层的双性能材料(坯件)。采用注入增强颗粒雾化共沉积则可以制备颗粒增强金属基的复合材料[9]。
5. 结语
信息、能源、材料是2l世纪的三大产业支柱，从中我们可以清楚的认识到材料在人类社会发展中占有举足轻重的地位。高科技领域的发展与材料各方面性能密切相关，这就极大的促进了冶金技术的发展。随着科技的进步及环保工作者的不懈努力，综合性能更切优越的除尘设备将相继涌现，必将为现代冶金行业文明生产和环保事业做出新的贡献[10]。
历经近1个世纪粉末冶金技术的发展，特别是2O世纪9O年代以来，粉末冶金领域无论是新技术还是相应的新装备都取得了长足的发展，可概括为：
1)粉末制备：向微纳化、功能化粉末发展，其设备也向集成化、功能化、一体化、规模化发展。这样既可以制备出所需的粉末，也可以有利于粉末处理、防护和收集。
2)粉末成形：向小尺寸的近净成形技术及相关装备和大尺寸的喷射沉积技术及相关装备发展。
3)烧结致密化：向快速致密化烧结和集成形与烧结于一体的综合技术发展，如选择性激光烧结(Selec —tire laser sintering)技术与装备。
4)我国在粉末制备与成形技术方面取得了很好的发展，但在相应的装备，特别是致密化烧结装备与国外还有一定差距，这也是我国粉末冶金领域应注重发展的方向[11]。
粉末冶金是一项重要的零件成形技术。粉末冶金材料不仅在汽车、航天、军工等产业中必不可少，而且在电冰箱、洗衣机、空调等家用产品上也大量应用。粉末冶金新技术、新工艺的不断出现，必将促进高技术产业的快速发展，也将带给材料工程和制造技术光明的前景。目前，我国粉末冶金行业整体技术水平低下，工艺装备落后，与国外先进技术水平相比存在较大差距。粉末冶金应用领域不断扩大，新技术层出不穷。我国的粉末冶金工业起步不算晚，但产品数量、质量与技术方面与先进国家相比，尚有不小差距。因而应及时了解与掌握不断出现的新技术，尤其重要的是，要主动开发我们自己的新技术。因此，大力发展粉末冶金新技术的研究，对提高我国粉末冶金产品的档次和技术水平，缩短与国外先进水平的差距具有非常重要的意义[12]。
参考文献：
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粉末冶金的烧结技术
粉末冶金的烧结技术 作者：本站整理文章来源：本站搜集点击数：466 更新时间：2008-3-17 16:03:20 1.烧结的方法 不同的产品、不同的性能烧结方法不一样。 ⑴按原料组成不同分类。可以将烧结分为单元系烧结、多元系固相烧结及多元系液相烧结。 单元系烧结是纯金属（如难熔金属和纯铁软磁材料）或化合物(Al2O3、B4C、BeO、M oSi2等)熔点以下的温度进行固相烧结。多元系固相烧结是由两种或两种以上的组元构成的烧结体系，在其中低熔成分的熔点温度以下进行的固相烧结。粉末烧结合金多属于这一类。如Cu-Ni、Fe-Ni、Cu-Au、W-Mo、Ag-Au、Fe-Cu、W-Ni、Fe-C、Cu-C、Cu-W、Ag -W等。多元系液相烧结以超过系统中低熔成分熔点的温度进行的烧结。如W-Cu-Ni、W-Cu、WC-Co、TiC-Ni、Fe-Cu(Cu>10%、Fe-Ni-Al、Cu-Pb、Cu-Sn、Fe-Cu(Cu<10%)等 ⑵按进料方式不同分类。分为为连续烧结和间歇烧结。 连续烧结 烧结炉具有脱蜡、预烧、烧结、制冷各功能区段，烧结时烧结材料连续地或平稳、分段地完成各阶段的烧结。连续烧结生产效率高，适用于大批量生产。常用的进料方式有推杆式、辊道式和网带传送式等。
间歇烧结 零件置于炉内静止不动，通过控温设备，对烧结炉进行需要的预热、加热及冷却循环操作，完成烧结材料的烧结过程。间歇烧结可依据炉内烧结材料的性能确定合适的烧结制度，但生产效率低，适用于单件、小批量生产，常用的烧结炉有钟罩式炉、箱式炉等。 除上述分类方法外。按烧结温度下是否有液相分为固相烧结和液相烧结；按烧结温度分为中温烧结和高温烧结（1100～1700℃），按烧结气氛的不同分为空气烧结，氢气保护烧结（如钼丝炉、不锈钢管和氢气炉等）和真空烧结。另外还有超高压烧结、活化热压烧结等新的烧结技术。 2.影响粉末制品烧结质量的因素 影响烧结体性能的因素很多，主要是粉末体的性状、成形条件和烧结的条件。烧结条件的因素包括加热速度、烧结温度和时间、冷却速度、烧结气氛及烧结加压状况等。 ⑴烧结温度和时间 烧结温度的高低和时间的长短影响到烧结体的孔隙率、致密度、强度和硬度等。烧结温度过高和时间过长，将降低产品性能，甚至出现制品过烧缺陷；烧结温度过低或时间过短，制品会因欠烧而引起性能下降。 ⑵烧结气氛
粉末冶金技术论文..
粉末冶金技术 摘要：粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。这种工艺过程成为粉末冶金法，是一种不同于熔炼和铸造的方法。其生产过程与陶瓷制品相类似，所以又称金属陶瓷法。粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法，也是一种无切削或少切削的加工方法。它具有生产率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等优点。但金属粉末和模具费用高，制品大小和形状受到一定限制，制品的韧性较差。粉末冶金法常用于制作硬质合金、减摩材料、结构材料、摩擦材料、难熔金属材料、过滤材料、金属陶瓷、无偏析高速工具钢、磁性材料、耐热材料等。 关键词：粉末冶金、基本工序、应用、发展方向、问题及机遇 Powder metallurgy technology (11 grade material class two) Abstract:Powder metallurgy is used for preparing metal or metal powder (or metal powder and metal powder mixture) as raw material, after forming and sintering, manufacture of metal materials, composite and various types of products technology.Powder metallurgy method and the production of ceramic have similar place, therefore, a series of new powder metallurgy technologies can also be used for preparing ceramic material. Powder metallurgy materials refers to the use of several kinds of metal powder or metal and non metal powder as raw material, through mixing, pressing, sintering process and made of materials.The process to become powder metallurgy method, is different from the melting and casting method.Its production process and ceramic products are similar, so called ceramic metal.Powder metallurgy method not only has some special properties of material preparation method, is also a kind of without cutting or less cutting processing method. It has high productivity, high material utilization rate, saving machine tools and production area etc..But the metal powder and high mold cost, product size and shape are subject to certain restrictions, flexibility is poor.Powder metallurgy method often used for the production of hard alloy, antifriction material, structural material, friction material, refractory metal materials, filter materials, metal ceramic, no segregation in high speed tool steel, magnetic materials, heat resistant materials. Key words:powder metallurgy, basic process, application, development trend, problems and opportunities
粉末冶金技术
粉未治金技术 金属注射成形技术（MIM）由陶瓷零件的粉末注射成形技术发展而来，是一种新型的粉末冶金近净成形技术。MIM 技术的主要生产步骤如下： 金属粉末与粘结剂混合——制粒——注射成形——脱脂——烧结——后续处理——最终产品 该技术适用于大批量生产性能高、形状复杂的小尺寸的粉末冶金零部件。近几十年来，MIM技术发展势头迅猛，能应用的材料体系包括：Fe-Ni合金、不锈钢、工具钢、高比重合金、硬质合金、钛合金、镍基超合金、金属间化合物、氧化铝、氧化锆等。目前注射成形技术在国外已经有不少大规模的产业化应用，如瑞士的手表业。而国内近年来也已经涌现出不少具有一定实力MIM产品的生产企业，如中南工大的湖南英捷，北京安泰，山东乳山金珠以及上海富驰等。 金属和陶瓷粉末材料注射成型(粉末注射成型-PIM)作为一种有竞争力的技术，已经在精密零件领域确立了其地位。PIM的成功来自于塑料注射成型技术和粉末技术的组合，前者具有获得形状的高自由度；后者提供很宽的选择材料的可能性。这导致了形成一个年增长率高于20%的强有力的增长中的市场。粉末注射成型是一种接近纯塑造的加工方法，它组合了粉末技术和塑料注射成型技术的各种优势。聚合物注射成型的主要优点是高速和自动化地生产大批量、几何形状复杂而又无需进行重要的后修饰零件的可能性。PIM加工过程现在可以加工几乎所有可得到的、以适当的粉末形式存在的材料，包括金属、陶瓷、硬质合金、金属间化合物和复合材料。在粉末注射成型中，金属或陶瓷粉通过与足量的聚合物和蜡(粘接剂)混合和均化形成注射成型混合物，这种原料有聚合物的流动性质，能作为粒料用通常的注射成型方法进行加工。注射成型零件(绿色坯块)用如同塑料注射成型那样的方法成型，并采用或多或少有点复杂的注射成型模具。为了得到成品，粘接剂通常在一个两级加工过程中，借助热效应和/或一种化学过程，被从绿色坯块中除去(称谓脱粘接剂)。所形成的"褐色坯块"与注射成型零件有大致相同的形状和尺寸。但由于已经除去粘接剂，所以是一个多孔结构的零件。此零件然后在大约85%的熔点温度，在一个适当地调节好的环境中烧结。孔通过液相的扩散、成型，和颗料增大等而封闭。在烧结过程中零件形状完全保持，结果是用塑料成型加工法可得到的复杂的形状也能在金属和陶瓷零件上再现。精细的原料粉和光洁的模具表面可保证PIM加工方法具有突出的表面质量。按照用途的不同，烧结好的零件可在随后的产品后处理工序中，用搭接、研磨、机械、化学抛光、涂布等方法达到最终的、准备好供使用的状况。注射成型是确定几何形状和尺寸的关键工序。就像热塑性塑料情况那样，来自注料道和流道的混合料冷料可以再行造粒和回收使用，或者可采用热流道喷嘴，直接注射入零件。 零件尺寸从2 mm到5 cm PIM加工方法的典型应用是生产相对较小、密实而又形状复杂的零件，对它们的需求数量，每年在几千到几百万之间。它的高成型自由度使早先用几个工序生产或用几个零件装备起来形成的零件可用一个单独的PIM零件代替。有内部螺纹的、有难于加工的侧陷槽的、要求高表面质量的零件也能可靠地和自动化地进行生产。对于PIM零件，存在有一系列设计判据。PIM零件的典型的和经济上有吸引力的尺寸范围大约从2 mm到5 cm。紧固元件，如眼孔、螺纹或拉钩被集成到零件上也是很典型的，零件也包括，如齿轮、滑动螺栓、滑动表面、传动夹头或结构轴等结构元件。PIM特别适于制造有多功能特点的零件，成型自由度高，这大大扩展了传统生产工艺的适用范围，并且不需要复杂的机械修整和连接加工。 在许多生活领域中的应用PIM零件现在用于很多日常生活领域，如汽车和空间工业、化学工业、办公室设备和计算机工业，但也用于医药技术、运动设备和军事装备。例如厨房搅拌器的驱动托架，用不锈钢制成，重量为135g，这是一个相对较重的PIM零件。汽车点火开关盖以Fe2Ni为材料，由Radevormwald 的GKN Sinter Metals公司大批量生产。这种零件重8.8g，烧结后牢固地镀上铬。Dornstetten 的Klaeger公司批量生产的陶瓷杯，可省去固定把手的复杂工作程序。其他在消费品和宝石行业的著名的应用例子是不锈钢、钛和贵金属手表零件，例如由瑞士Grenchen的ETA公司生产的这类零件。注射成型机制造商Arburg公司采用了气体辅助技术，使中空的、重量轻的零件进入PIM加工过程。 世界范围的销售额为7亿美元简单概括一下PIM技术的历史发展情况，与PIM有关的第一个商业活动发生在1960年。但只是在过去的15年里，接受程度和市场潜力才取得稳定的增长。这一技术成熟到这种程度，它成为
国内外关于粉末冶金机械零件——技术标准
国内外关于粉末冶金机械零件 材料的一些技术标准 滑动轴承粉末冶金轴承技术条件 （中华人民共和国国家标准GB2688-81） 本标准适用于GB2685-81《粉末冶金筒形轴承型式、尺寸与公差》、GB2686-81《粉末冶金带挡边筒形轴承型式、尺寸与公差》及GB2687-81《粉末冶金球形轴承型式、尺寸与公差》所规定的粉末冶金铁基和钢基轴承（以下简称轴承）。 1.技术要求 1.1轴承的材料按合金成分与密度分类规定于表1。 表1 材料牌号标记实例
铁基1类含油密度为5.7~6.28/cm3的粉末冶金轴承材料标记； 1.2轴承化学成分与物理一机械性能应符合表2规定。 1.3轴承的机构型式、尺寸与公差应符合GB2685-81、GB2686-81及GB2687-81的规定。 1.4轴承外观应有均匀的金属光泽，不允许有裂纹、夹杂和锈蚀等缺陷。 1.5轴承成品应浸渍的润滑油。一般浸渍GB443-64规定的HJ-20牌号机械油（铁基轴承允许加入防锈剂）。如对于浸渍的润滑油另有要求，应在订货时提出。 1.6轴承应有良好的表面多孔性。 1.7对本标准未规定的特殊技术要求应在订货时提出。 2.验收规则 2.1轴承成品应由制造厂按本标准检验合格后，并附有产品合格证方能出厂。 2.2轴承成品应按批交货验收。批量大小应在订货时注册，如不注明则由制造厂规定。 2.3有必要时订货单位可对制造厂交货的成品按批抽样检验，其方法规定如下： 2.3.1每批轴承成品任取2%，但不少于5件不多于50件，用肉眼按本标准规定检查外观质量。 2.3.2每批轴承成品任取2%，但不少于5件不多于50件，按本标准规定检查尺寸与公差。 2.3.3每批轴承成品至少任取2件样品，经脱油处理后，取得不少于50克试样，按表2的规定分析化学成分。 2.3.4每批轴承成品任取5~10件（或由双方商定），按表2规定检查物理一机械性能。 2.3.5各类抽检结果中，如有一件不合格时，仍就不合格项目抽取2倍数量的成品复 表2 注：1.铁基各类轴承的化学成分中允许有<1%的硫 2.化合碳含量允许用金相法评定。 3.铜基各类轴承化学成分中的总碳是指游离石墨。 4.在同一个试件上三点硬度值的波动范围不许超过15个不氏单位。 查，如仍有一件不合格时，则不予验收。 2.4轴承成品按以下规定方法进行检验。
最新中南大学粉末冶金原理课本重点
课程名称：粉末冶金学Powder Metallurgy Science 第一早导论 1 粉末冶金技术的发展史History of powder metallurgy 粉末冶金是采用金属粉末（或非金属粉末混合物）为原料，经成形和烧结操作制造金属材料、复合材料及其零部件的加工方法。 粉末冶金既是一项新型材料加工技术，又是一项古老的技术。 .早在五千年前就出现了粉末冶金技术雏形，古埃及人用此法制造铁器件； .1700年前，印度人采用类似方法制造了重达6.5T的“ DELI柱”（含硅Fe合金，耐蚀性好）。 .19世纪初，由于化学实验用铂（如坩埚）的需要，俄罗斯人、英国人采用粉末压制、烧结和热锻的方法制造致密铂，成为现代粉末冶金技术的基础。 .20世纪初，现代粉末冶金的发展起因于爱迪生的长寿命白炽灯丝的需要。钨灯丝的生产标志着粉末冶金技术的迅速发展。 .1923年硬质合金的出现导致机加工的革命。 .20世纪30年代铜基含油轴承的制造成功，并在汽车、纺织、航空、食品等工业部门的广泛应用。随后，铁基粉末冶金零部件的生产，发挥了粉末冶金以低的制造成本生产高性能零部件的技术优点。 .20世纪40年代，二战期间，促使人们开发研制高级的新材料（高温材料），如金属陶瓷、弥散强化合金作为飞机发动机的关键零部件。 .战后，迫使人们开发研制更高性能的新材料，如粉末高速钢、粉末超合金、高强度铁基粉末冶金零部件（热锻）。大大扩大了粉末冶金零部件及其材料的应用领域。 .粉末冶金在新材料的研制开发过程中发挥其独特的技术优势。 2粉末冶金工艺粉末冶金技术的大致工艺过程如下： 成形（模压、CIP、粉浆浇注、轧制、挤压、温压、注射成形等） 烧结（加压烧结、热压、HIP等） 粉末冶金材料或粉末冶金零部件—后续处理 Fig.1-1 Typical Process ing flowchart for Powder Metallurgy Tech nique 3粉末冶金技术的特点 .低的生产成本： 能耗小，生产率高, 材料利用率高，设备投资少。
粉末冶金技术的巨大市场潜力
粉末冶金技术的巨大市场潜力本文为大家介绍开发粉末冶金技术，促进发的核心竞争力 目前，我国汽车零部件企业不仅面临着激烈的影响的跨国企业和国内企业 激烈的同质化竞争，以及原材料成本的上游和下游的挤压和东道国经销商不断 提高标准的产品质量和我国大多数汽车零部件企业的现状是水平低的专业，产 品开发能力。绝大多数企业不具备的组成部分的产品开发，产品开发主要依和 下游的挤压和东道国经销商不断提高标准的产品质量赖于原始设备制造商，它 是难以适应的要求，车辆更换，企业核心竞争力较低自己。因此，企业在成本 上升的压力和传导不能有效的武力水平下降的企业盈利。 面对目前的困难，其核心极参与促进企业的竞争力已成为一个迫切需要解决。我们知道，汽车零件和部件的核心，高附加值是：发动机进排气门，发动 机连杆，变速箱齿轮中的同步器锥环和油泵从动齿轮，如主要的。这些地区， 主流的核心技术，粉末冶金技术。如：联系是一个重要的发动机零件，许多图 纸就引进模式提供了疲劳试验的负载连接，并呼吁在疲劳载荷周期超过5000000。和大多数国内汽车发动机杆用连杆锻造连杆和铸造中学疲劳星期超过500000是非常困难的，因为联系不属于我，酒吧的加工，小缺陷的连接更大的 影响力杆的疲劳寿命。虽然主流主要粉末锻造连杆，如：通用汽车公司别轿车，宝马德国宝马，GNK Sintermetals生产，以满足拉伸强度，甚至链接1041MPa。因此，为了培养自己的核心竞争力，这是迫切需要的动议粉末冶金技术发展计 划的一个突破在国内及零件，以提高争力已弱。 加速增长的我国汽车市场的潜力，突出粉末冶金技术市场近年来，我国汽 车产业一直保持快速发展。据中国汽车工业协会统计，2007年上半年，我国汽 车生产和销一共有4456700和4373800，增加了22.36%和23.3%。我国已成为 世界第二大汽车消费国，第三大汽车生产国，最大的潜在市场，汽车。随着大 力发展我国汽车工业，导致快速发展的零部件市场。2006，我国汽车零部件企 业销售收入达4035.00亿元。据估计，到2010年，我国国内汽车零部件生产将达到70000.0亿风格产业，导致快速发展的零部件市场。
粉末冶金成形技术教程文件
粉末冶金成形技术
第四章粉末冶金成形技术 一、粉末冶金成形定义： 用金属粉末或金属与非金属粉末的混合物作原料，采用压制、烧结及后处理等工序来制造某些金属材料、复合材料或制品的工艺技术。粉末冶金生产工艺与陶瓷制品的生产工艺相似，因此粉末冶金成型技术又常常叫金属陶瓷法。 方法：将均匀混合的粉末材料压制成形，借助粉末原子间的吸引力和机械啮合作用，使制品结合成为具有一定强度的整体，然后再高温烧结，进一步提高制品的强度，获得与一般合金相似的组织。 二、粉末冶金材料或制品 1. 难熔金属及其合金（如钨、钨——钼合金）； 2. 组元彼此不相溶，熔点十分悬殊的特殊性能材料，如钨——铜合金； 3. 难溶的化合物或金属组成的复合材料（如硬质合金、金属陶瓷） 三、粉末冶金成型技术特点： 1. 某些特殊性能材料的唯一成型方法； 2. 可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件，是少甚至无切削的生产工艺； 3. 节约材料和加工工时； 4. 制品强度较低； 5. 流动性较差，形状受限； 6. 压制成型的压强较高，制品尺寸较小； 7. 压模成本较高。 四、粉末冶金成形过程 原始粉末+添加剂→混合→压制成型→烧结→零件成品
五、粉末冶金工艺理论基础 一）、金属粉末的性能 金属粉末的性能对其成型和烧结过程及制品质量有重要影响，分为化学成分、物理性能和工艺性能。 固态物质按分散程度不同分为致密体、粉末和胶体。 致密体：通常所说的固体，粒径在1mm以上； 胶体微粒：粒径在0.1μm以下； 粉末体或简称粉末：粒径介于二者之间。 1. 粉末的化学成分 主要金属或组元的含量，杂质或夹杂物的含量，气体的含量。 金属的含量一般不低于98-99%。 2. 粉末的物理性能 1）颗粒形状：球状、粒状、片状和针状。影响粉末的流动性、松装密度等。 2）粒度：粉末颗粒的线性尺寸，用“目”来表示，用筛分法等测量。对压制时的比压、烧结时的收缩及烧结制品的力学性能有影响。 3）粒度分布：按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、数量或体积）所占的百分比。对粉末的压制和烧结有影响。 4）颗粒比表面积：单位质量粉末的总表面积，可算出颗粒的平均尺寸。对粉末的压制和烧结有影响。 3. 粉末的工艺性能 1）流动性：粉末的流动能力，用50g粉末在规定条件下从标准漏斗中流出所需的时间来表示,单位为s/50g。
粉末冶金及模具设计 完整版
毕业设计（论文） 题目:粉末冶金及模具设计 专业:数控应用技术 班 成都电子机械高等专科学校
二〇〇七年六月 摘要 本文主要围绕粉末冶金及模具设计开展了以下几方面的研究 1、在粉末冶金技术的特点及其在新材料中的作用进行研究，重点介绍了粉末冶金在工业中的重要性及其压制步骤。 2、在粉末冶金工艺中，根据产品的要求选择金属粉末或非金属粉末为原材料来压制。 3、在粉末冶金模具设计原理方面，本文重点围绕精整模具设计进行研究，归纳、总结并提出了精整模具三个关键零部件(芯棒、模冲、阴模)。
关键词：粉末冶金粉末冶金模具精整 Abstract This text was main circumambience powder metallurgy and molding tool design to open an exhibition the following several aspect of research 1,carry on research in the new function within material in the characteristics of technique of the powder metallurgy and it,point introduction the powder metallurgy is in the industry of importance and
it inhibit a step。 2,in the powder metallurgy the craft,according to the metals powder of the request choice or nonmetal powder of product for original material to inhibit。 3,at the molding tool design of the powder metallurgy principle,this text point around Jing's whole molding tool design carry on research and induce,summary and put forward Jing the whole key with three molding tool zero partses(Xin stick,mold blunt,Yin mold)new of classification method。 Key Words:Craft and material of the powder metallurgy Powder metallurgy molding tool The Jing is whole
粉末冶金
粉末注射成型 粉末注射成型是一项新型近净尺寸成型技术，被用于生产较小尺寸及复杂外形与表面的制品,与传统的加工工艺相比，粉末注射成技术成本优势明显。目前粉末冶金注射成形零件截面尺寸为25~50mm,长度可达150mm,间单重在0.1g~150g间，所以粉末冶金注射成形适于生产批量大，外形复杂，尺寸小的零件。 ?PIM结合了粉末冶金与塑料注射成型工艺，用来生产金属、陶瓷制品以及难熔金属 部件。该工艺包括以下4道工序：混料、注射成型、脱脂、烧结。当注射成型技术应用于陶瓷和金属时，称为陶瓷粉末注射成型(Ceramic Injection Molding，简称CIM)和金属粉末注射成型(Metal Injection Molding，简称MIM)。 ?原理粉末注射成形是将粉末与粘结剂均匀混合使其具有流动性，在注射挤压 机上经一定的温度和压力，注入模具内成形。 ?这种工艺能够制造出形状复杂的坯块，所得到的坯块经溶剂处理或专门脱除 粘结剂的热分解炉后，再进行烧结.其制品的致密度可达95%以上，线收缩率可达15%~25%，再根据需要对烧结制品进行精压，少量加工及表面强化处理等工序,最后可得制品。 ?陶瓷粉末注射成型技术来源于高分子材料的注塑成型，借助高分子聚合物在高温下 熔融、低温下凝固的特性来进行成型的，成型之后再把高聚物脱除。与传统的陶瓷加工工艺相比，陶瓷粉末注射成型技术要简单的多，能制造出各种复杂形状的高精度陶瓷零部件，且易于规模化和自动化生产，已广泛用于航空、军事、汽车、电子、机械以及医疗器械等工业。 ?CIM基本工艺包括4个步骤： ? 1.粘结剂与陶瓷粉末的混炼2. 成型 3.脱脂 4.烧结 ?其中脱脂是陶瓷注射成型技术 ?金属粉末注射成型技术是在传统的注射成型和粉末冶金工艺的基础上发展起 来的一种新型的金属注射成形,已广泛用于电子信息,医疗用具,汽车,航空航天等各领域. ?注射成型工艺，特别适合于大批量生产小型、复杂的高密度金属或金属化合 物的制品，扩大了粉末冶金技术的应用范围。自20世纪70年代以来飞速发展，有着巨大的潜力，被誉为“21世纪的成形技术”。 ?MIM工艺过程主要分3个阶段 ?将粘结剂和金属粉的混合物注射成型； ?通过加热或低温焙烧成具有一定形状的多孔的金属零件； ?高温烧结成结实的只有金属材料组成的零件，有必要时可以进行适当的后加工处理 ?金属粉末注射成型优点 ?可以制备形状复杂、尺寸精确度较高的零件，零件各部位的密度和性能一致，既各 向同性。 ?烧结密度可达95%以上，力学性能优良可与锻造材料相比美。 ?可以制取微观复合材料或复合材料的零件，充分发挥不同材料的性能优势。 ?可方便的采用一模多腔模具，成形效率高，模具使用寿命长，特别适用于大批量生 产。 ?缺点 ?由于在生坯烧结过程中存在大量的线收缩，收缩率达到11％～20％，所以该工艺生 产紧公差的制品有限。 ?MIM工序繁多，包括混料、注射成型、脱脂、烧结，制品的尺寸精度受到每道工
粉末冶金成形技术
第四章粉末冶金成形技术 一、粉末冶金成形定义： 用金属粉末或金属与非金属粉末的混合物作原料，采用压制、烧结及后处理等工序来制造某些金属材料、复合材料或制品的工艺技术。粉末冶金生产工艺与陶瓷制品的生产工艺相似，因此粉末冶金成型技术又常常叫金属陶瓷法。 方法：将均匀混合的粉末材料压制成形，借助粉末原子间的吸引力和机械啮合作用，使制品结合成为具有一定强度的整体，然后再高温烧结，进一步提高制品的强度，获得与一般合金相似的组织。 二、粉末冶金材料或制品 1. 难熔金属及其合金（如钨、钨——钼合金）； 2. 组元彼此不相溶，熔点十分悬殊的特殊性能材料，如钨——铜合金； 3. 难溶的化合物或金属组成的复合材料（如硬质合金、金属陶瓷） 三、粉末冶金成型技术特点： 1. 某些特殊性能材料的唯一成型方法； 2. 可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件，是少甚至无切削的生产工艺； 3. 节约材料和加工工时； 4. 制品强度较低； 5. 流动性较差，形状受限； 6. 压制成型的压强较高，制品尺寸较小； 7. 压模成本较高。 四、粉末冶金成形过程 原始粉末+添加剂→混合→压制成型→烧结→零件成品 五、粉末冶金工艺理论基础 一）、金属粉末的性能 金属粉末的性能对其成型和烧结过程及制品质量有重要影响，分为化学成分、物理性能和工艺性能。 固态物质按分散程度不同分为致密体、粉末和胶体。 致密体：通常所说的固体，粒径在1mm以上； 胶体微粒：粒径在0.1μm以下； 粉末体或简称粉末：粒径介于二者之间。 1. 粉末的化学成分 主要金属或组元的含量，杂质或夹杂物的含量，气体的含量。 金属的含量一般不低于98-99%。 2. 粉末的物理性能 1）颗粒形状：球状、粒状、片状和针状。影响粉末的流动性、松装密度等。 2）粒度：粉末颗粒的线性尺寸，用“目”来表示，用筛分法等测量。对压制时的比压、烧结时的收缩及烧结制品的力学性能有影响。 3）粒度分布：按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、数量或体积）所占的百分比。对粉末的压制和烧结有影响。 4）颗粒比表面积：单位质量粉末的总表面积，可算出颗粒的平均尺寸。对粉末的压制和烧结有影响。 3. 粉末的工艺性能 1）流动性：粉末的流动能力，用50g粉末在规定条件下从标准漏斗中流出所需的时间来表示,单位为s/50g。
粉末冶金原理
课程名称：粉末冶金学 Powder Metallurgy Science 第一章导论 1粉末冶金技术的发展史History of powder metallurgy 粉末冶金是采用金属粉末（或非金属粉末混合物）为原料，经成形和烧结操作制造金属材料、复合材料及其零部件的加工方法。 粉末冶金既是一项新型材料加工技术，又是一项古老的技术。 .早在五千年前就出现了粉末冶金技术雏形，古埃及人用此法制造铁器件； .1700年前，印度人采用类似方法制造了重达6.5T的“DELI柱”（含硅Fe合金，耐蚀性好）。 .19世纪初，由于化学实验用铂（如坩埚）的需要，俄罗斯人、英国人采用粉末压制、烧结和热锻的方法制造致密铂，成为现代粉末冶金技术的基础。 .20世纪初，现代粉末冶金的发展起因于爱迪生的长寿命白炽灯丝的需要。钨灯丝的生产标志着粉末冶金技术的迅速发展。 .1923年硬质合金的出现导致机加工的革命。 .20世纪30年代铜基含油轴承的制造成功，并在汽车、纺织、航空、食品等工业部门的广泛应用。随后，铁基粉末冶金零部件的生产，发挥了粉末冶金以低的制造成本生产高性能零部件的技术优点。 .20世纪40年代，二战期间，促使人们开发研制高级的新材料（高温材料），如金属陶瓷、弥散强化合金作为飞机发动机的关键零部件。 .战后，迫使人们开发研制更高性能的新材料，如粉末高速钢、粉末超合金、高强度铁基粉末冶金零部件(热锻)。大大扩大了粉末冶金零部件及其材料的应用领域。 .粉末冶金在新材料的研制开发过程中发挥其独特的技术优势。 2粉末冶金工艺 粉末冶金技术的大致工艺过程如下： 原料粉末+添加剂（合金元素粉末、润滑剂、成形剂） ↓ 成形（模压、CIP、粉浆浇注、轧制、挤压、温压、注射成形等） ↓ 烧结（加压烧结、热压、HIP等） ↓ 粉末冶金材料或粉末冶金零部件—后续处理 Fig.1-1 Typical Processing flowchart for Powder Metallurgy Technique 3粉末冶金技术的特点 .低的生产成本： 能耗小，生产率高，材料利用率高，设备投资少。 ↑↑↑ 工艺流程短和加工温度低加工工序少少切削、无切削
粉末冶金制粉技术 全
粉末冶金制粉技术(一) 粉末冶金新技术、新工艺的应用，不但使传统的粉末冶金材料性能得到根本的改善，而且使得一批高性能和具有特殊性能的新一代材料相继产生。例如：高性能摩擦材料、固体自润滑材料、粉末高温合金、高性能粉末冶金铁基复合和组合零件、粉末高速钢、快速冷凝铝合金、氧化物弥散强化合金、颗粒增强复合材料，高性能难熔金属及合金、超细晶粒及涂层硬质合金、新型金属陶瓷、特种陶瓷、超硬材料、高性能永磁材料、电池材料、复合核燃料、中子可燃毒物、粉末微晶材料和纳米材料、快速冷凝非晶和准晶材料、隐身材料等。这些新材料都需要以粉末冶金作为其主要的或惟一的制造手段。 本章将简要介绍粉末冶金的基本工艺原理和方法，重点介绍近年米粉末冶金新技术和新工艺的发展和应用状况。 1.雾化制粉技术 粉末冶金材料和制品不断增多，其质量不断提高，要求提供的粉末的种类也愈来愈多。例如，从材质范围来看，不仅使用金属粉末，也要使用合金粉末、金属化合物粉末等；从粉末形貌来看，要求使用各种形状的粉末，如生产过滤器时，就要求球形粉末；从粉末粒度来看，从粒度为500～1000m的粗粉末到粒度小于0.1m的超细粉末。 近几十年来，粉末制造技术得到了很大发展。作为粉末制备新技术，第一个引人注目的就是快速凝固雾化制粉技术。快速凝固雾化制粉技术是直接击碎液体金属或合金并快速冷凝而制得粉末的片法。快速凝固雾化制粉技术最大的优点是可以有效地减少合金成分的偏析，获得成分均匀的合金粉末。此外，通过控制冷凝速率可以获得具有非晶、准晶、微晶或过饱和固溶体等非平衡组织的粉末。它的出现无论对粉末合金成分的设计还是对粉末合金的微观结构以及宏观特性都产生了深刻影响，它给高性能粉末冶金材料制备开辟了一条崭新道路，有力地推动了粉末冶金的发展。 雾化法最初生产的是像锡、铅、锌、铝等低熔点金属粉末，进一步发展能生产熔点在1600～1700℃以下的铁粉及其他粉末，如纯铜、黄铜、青铜、合金钢、不锈钢等金属和合金粉末。近些年，随着人们对雾化制粉技术快速冷凝特性的认识，其应用领域不断地拓宽，如高温合金、Al-Li合金、耐热铝合金、非晶软磁合金、稀土永磁合金、Cu-Pb和Cu-Cr假合金等。 借助高压液流(通常是水或油)或高压气流(空气、惰性气体)的冲击破碎金属液流来制备粉末的方法，称为气雾化或水(油)雾化法，统称二流雾化法；用离心力破碎金属液 流称为离心雾化；利用超声波能量来实现液流的破碎称为超声雾化。雾化制粉的冷凝速率一般为103～106℃／s。 2二流雾化 根据雾化介质(气体、水或油)对金属液流作用的方式不同，二流雾化法具有多种形式： (1)垂直喷嘴。雾化介质与金属液流互呈垂直方向。这样喷制的粉末一般较粗，常用来喷制铝、锌等粉末。 (2)V形喷嘴。两股板状雾化介质射流呈V形，金属液流在交叉处被击碎。这种喷嘴是在垂直喷嘴的基础上改进而成的，其特点是不易发生堵嘴。瑞典霍格纳斯公司最早用此法以水喷制不锈钢粉。
粉末冶金工艺及材料基础知识介绍
粉末冶金工艺及材料基础知识介绍 粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比，具有以下特点： 1．粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。 2．提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。 3．利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。提高材料利用率，降低成本。 粉末冶金的品种繁多，主要有：钨等难熔金属及合金制品；用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）等硬质合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀，还可制造模具等；Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料，用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。
1 粉末冶金基础知识 ⒈1 粉末的化学成分及性能 尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米（μm）或纳米（nm）。 1.粉末的化学成分 常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。 2.粉末的物理性能 ⑴粒度及粒度分布
2020年(冶金行业)粉末冶金新技术新工艺
（冶金行业）粉末冶金新技 术新工艺
11粉末冶金新技术新工艺 11．1概述 粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末和非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金工艺的第壹步是制取原料粉末，第二步是将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后处理制得成品。典型的粉末冶金产品生产工艺路线如图11-1所示。粉末冶金的工艺发展已远远超过此范畴而日趋多样化，已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。 粉末冶金技术有如下特点： (1)能够直接制备出具有最终形状和尺寸的零件，是壹种无切削、少切削的新工艺，从而能够有效地降低零部件生产的资源和能源消耗； (2)能够容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是壹种低成本生产高性能金属基和陶瓷基复合材料的工艺技术； (3)能够生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如多孔含油轴承、过滤材料、生物材料、分离膜材料、难熔金属和合金、高性能陶瓷材料等； (4)能够最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织，在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li 合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用； (5)能够制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和过饱和固溶体等壹系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能； (6)能够充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是壹种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。 近些年来，粉末冶金有了突破性进展，壹系列新技术、新工艺大量涌现，例如：快速冷凝雾
粉末冶金模具设计说明书
前言 材料是中国四大产业之一，它包括有机高分子材料、复合材料、金属材料及无机非金属材料。粉末冶金技术作为金属材料制造的一种，以其不可替代的独特优势与其它制造方法共同发展。粉末冶金相对其它冶金技术来说具有：成本低；加工余量少；原料利用率高；能生产多孔材料等其它方法不能生产或着很难生产的材料等优势。 粉末冶金是制取金属粉末以及将金属粉末或金属粉末与非金属粉末混合料成型和烧结来制取粉末冶金材料或粉末冶金制品的技术。粉体成形是粉体材料制备工艺的基本工序。模具是实现粉体材料成形的关键工艺装备。模具的设计要尽可能的接近产品的形状，机构设计合理表面光滑，减少应力集中，避免压坯分层、开裂。模具本身要有一定的强度保证压制的次数，不易变形。 粉体模压成形模具主要零件包括：阴模、芯杆、模冲。模具设计首先要厂家提供产品图，再确定成型的方式，收集压坯设计的基本参数（包括：松装密度、压坯密度、粉体的流动性、及烧结收缩系数等。）来算得压坯的尺寸。根据压坯形状尺寸以及服役条件和要求来设计出成型模具尺寸，校核模具强度。最后在用模具试压，若压坯合格，则此模具复合要求。 本次课程设计之前，我们已经学习了《热处理原理与工艺》、《金属物理与力学性能》、《粉末冶金原理》、《硬质合金生产原理》等相关课程的知识。 这次在老师的指导下，和同学的相互讨论，自己查阅资料，基本上懂得了模具设计的步骤和方法。相信经过这次设计后，对以后的工作会有很大的帮助。
1 设计任务 本课程设计的任务是生产一批有色金属扁材拉制模坯，其形状和尺寸如下图： 1.1 产品分析 由产品图可知H/D<3，因此，该产品适合单向压制。产品的斜边角度不大，因此，装粉比较容易，可用单从头压制。产品内部的斜角可直接做在芯杆上。菱角的倒角不长，可适合用上冲头压制。 1.2 材质的选择 该模具生产的产品用于拉制模坯，对产品的强度及耐磨性能要求很高，再根据客户所提供的要求，综合考虑选用硬质合金材料YG8作为材质。 2 压坯设计 2.1 压坯形状设计 型号 D H a b h h 1 h 2 R r e 42-14×5.9 45 20 14.6 5.9 3 3 6 4 1 1.5
粉末冶金_论文司宗甲
先进制造技术---粉末冶金技术 2013届机械在职研究生司宗甲（扬州保来得科技实业有限公司） 摘要：粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。这种工艺过程成为粉末冶金法，是一种不同于熔炼和铸造的方法。其生产过程与陶瓷制品相类似，所以又称金属陶瓷法。粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法，也是一种无切削或少切削的加工方法。它具有生产率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等优点。但金属粉末和模具费用高，制品大小和形状受到一定限制，制品的韧性较差。粉末冶金法常用于制作硬质合金、减摩材料、结构材料、摩擦材料、难熔金属材料、过滤材料、金属陶瓷、无偏析高速工具钢、磁性材料、耐热材料等。 关键词：粉末冶金、基本工序、应用、发展方向、问题及机遇 一、世界粉末冶金工业概况 2012年全球粉末货运总量约为88万吨，其中美国占51%，欧洲18%，日本13%，其它国家和地区18%。铁粉占整个粉末总量的90%以上。从2010年起，世界铁粉市场持续增长，4年时间增加了近20%。 汽车行业仍然是粉末冶金工业发展的最大动力和最大用户。一方面汽车的产量在不断增加，另一方面粉末冶金零件在单辆汽车上的用量也在不段增加。北美平均每辆汽车粉末冶金零件用量最高，为19.5公斤，欧洲平均为9公斤，日本平均为8公斤。中国由于汽车工业的高速发展，拥有巨大的粉末冶金零部件市场前景，已经成为众多国际粉末冶金企业关注的焦点。 粉末冶金铁基零件在汽车上主要应用于发动机、传送系统、ABS系统、点火装置等。汽车发展的两大趋势分别为降低能耗和环保；主要技术手段则是采用先进发动机系统和轻量化。 欧洲对汽车尾气过滤为粉末冶金多孔材料又提供了很大的市场。在目前的发动机工作条件下，粉末冶金金属多孔材料比陶瓷材料具有更好的性能优势和成本优势。 工具材料是粉末冶金工业另一类重要产品，其中特别重要的是硬质合金。要求加工工具本身更锋利、刚性更好、韧性更高；加工材料的范围扩大到吕合、镁合金、钛合金以及陶瓷等；尺寸精度要求更高；加工成本要求更低；环境影响要减到最小，干式加工比例更大。这些新要求加快了粉末冶金工具材料的发展。 二、粉末冶金技术简介 粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。 粉末冶金工艺的基本工序是： 1、原料粉末的制备。现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。而机械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。 2、粉末成型为所需形状的坯块。成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。 3、坯块的烧结。烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。对于单元系和多元系的固相烧结，烧