汽车用粉末冶金
粉末冶金
一、概述
粉末冶金是一种制造金属粉末和以金属粉末（包括混入非金属粉末者）为原料，用成形烧结方法制造材料与制品的技术。广义的来说，它也包括以氧化物、氮化物、碳化物等非金属化合物粉末为原料，用成形烧结法制造材料和制品的技术。它的制品通称为粉末冶金零件或烧结零件。
粉末冶金零件可分为两大类：一类是只能用粉末冶金法制造的，如含油轴承、摩擦零件、多孔性金属制品、硬质合金及难熔金属制品等；另一类是烧结零件，虽可用铸、锻、冲压、机械加工等工艺制造，但用粉末冶金制造比较经济。
目前，由于粉末冶金零件的高强度化、高精度化发展以及低成本化，所以粉末冶金结构零件在汽车上的使用量越来越多。如粉末冶金链轮、皮带轮、气门座以及自动变速箱中的齿穀和锥环等零件。
二、粉末冶金结构零件制造
粉末冶金结构零件制造工艺有虽然有多种不同的制造工艺。它们最主要的工序都有粉末混合、成形、烧结和后续处理这几道工序。
1.金属原料的制造
目前，在烧结结构零件原材料的生产中，大多采用机械混合法生产原材料。随着世界制粉和混粉技术的发展，现可以使用由制粉企业直接供应高品质的部分合金化，完全合金化的低合金钢粉和经扩散粘结后各组元无偏析的，“开包可用”预合金钢铁粉末。由于调整了添加的润滑剂和粉末粒度分布的标准偏差，能够进行混粉处理。用这些合金粉末制得烧结材料得物理-力学性能见下表。
表：预合金粉末物理性能举例
2.粉末冶金结构零件主要成形工艺分类：
1)传统粉末冶金工艺
传统粉末冶金工艺生产首先将配制的高纯度的混合粉或合金化粉装于模具中，在一定的压力下压制成形，脱模后将压坯放于可控气氛的烧结炉中，在低于基粉熔点的温度下进行烧结，以使粉末之间形成冶金结合。
粉末冶金材料组织中通常含一定量的可控的微小孔隙，这些微小孔隙对声与振动有阻尼作用。利用这些微小孔隙还可赋予粉末冶金制品特殊性能，诸如含浸油与固体润滑剂而具有和自润滑轴承一样的自润滑性能；可浸渍树脂而密封互相连通的微小孔隙；可熔渗熔点较低的金属或合金而增高零件的材料强度与冲击韧度；可通过水蒸气处理而增强材料的耐蚀性。通过调整粉末特性、粉末组成、压制工艺及烧结条件可将微小孔隙的数量与特性控制在一定范围之内。可控孔隙度的一种常见应用耐蚀多孔性金属过滤器。
2)温压
温压工艺是目前一种制造密度7.0～7.6g/cm3的铁基粉末冶金制品的工艺。它是使用传统的成形设备，只是需要将粉末和模具加热到120～150℃进行压制。由于产品的密度提高，故可以大大的提高产品的力学性能。为保证良好的粉末流
动性与粉末充填性，必须将整个系统的温度进行严格控制。例如过去有些采用粉末锻造生产的齿轮，改用温压工艺生产的成本降低了25％。对于温压工艺的关键技术是：1）预混合粉末；2）温压系统。
温压工艺的主要特点：
a.仅需一次压制和烧结，比复压复烧及渗铜等工艺的生产成本低，比粉末锻造的成本更低；
b.压制出的生坯强度高，可直接进行机加后再烧结，能降低成本；
c.压制压力和脱模压力比常规粉末冶金成本低，利于成形复杂形状零件和延长模具使用寿命，从而降低了生产成本；
d.可生产零件质量为0.1～1kg,形状复杂由一个台阶的正齿轮到多台阶的内、外齿形和斜齿轮；
e.力学性能高，其极限抗拉强度比常规的一次压制和烧结零件零件材料平均提高13.5％；若再经复压复烧，其极限强度比常规的复压复烧提高约8.5％。在相同压制压力下，它可提高烧结材料的伸长率及宏观硬度。对同种合金材料，它的冲击韧性亦提高。
由于温压生产的零件材料密度高，强度高，可与传统的铸、锻、轧件竞争，适用于制造高强度的汽车结构零件，诸如发动机和变速器等传动齿轮、链轮及连杆等。预计发动机连杆也正由粉末锻造法制造趋向用温压工艺技术制造，一次压制和烧结，更为经济合理。
3)金属粉末注射成形（MIM）
与传统粉末冶金工艺相比采用这种工艺可以制造形状更为复杂的零件，从而扩大了用粉末冶金工艺制造复杂形状零件的能力。其工艺是将金属粉末与粘结剂的混合料注射到模腔内，粉末与粘结剂都是为这种工艺专门配制的。金属注射成形工艺和塑料注射成形与金属高压压铸很相似，它们可制造的零件形状和特点也大体上相同。成形与脱粘结剂后，将零件成形坯进行烧结后，以获得接近铸造状态的材料性能。金属注射成形的工艺如下图所示。
图：注射成形工艺流程
金属注射成形零件材料的孔隙度很低。其材料的密度大于96％理论密度，其材料的力学性能和类似合金的精铸件相同。
金属注射成形工艺的生产费用虽然比传统的粉末冶金工艺高，但用这种工艺可制造较小的，形状很复杂的制品。
4)粉末锻造（P/F）
粉末锻造是将原料粉末用刚性模具或冷等静压成形为预成形坯，经过或不经过低温预烧结或最终烧结，用热锻或冷锻改变其形状的同时，实现高密度化的技术。它可以得到几乎完全致密的零件，而且零件的晶粒度细小，非金属夹杂与碳化物分布均匀，同时，化学成分较均匀一致，因此可以达到优秀的力学性能。对于粉末锻造国外已经广泛的应用，例如汽车发动机的连杆，已经成熟批量的生产。而我国国内只有少量的外资企业处于前期的研究和试验阶段，还没有成熟批量的生产。粉末锻造连杆采用高合金经热加工使部件致密化，提高了机械强度。而且，由于粉末冶金材料特有的合金颗粒细化的金相组织，具有抵制微裂纹发展，可以提高部件工作的疲劳强度。因此，比现在汽车中所采用的锻造合金钢连杆具有优越性，它的比强度要提高10%。下表列处了几种粉末锻造铁基结构零件材料的典型力学性能。
表：粉末锻造铁基结构零件的典型力学性能
① 表中数据都是由具有规定的化学组成、密度和热处理的试样坯料经切削加工制成的试件
测定的；
② 夏氏V 型凹口冲击功；
③ N ；正火的；Q:淬硬和回火到表中所示硬度值。
2.粉末冶金结构零件烧结工艺
粉末冶金的烧结，是将粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下进行加热，从而时粉末颗粒之间结合，提高强度和力学性能的过程。烧结分为两种形式：1）固相烧结：即整个烧结过程都是在固态下进行，即不产生液相或熔化；2）液相烧结：即压坯种有两种以上组分，并在烧结种有某种组分出现熔化；
目前常用的烧结方式有两种，分为连续烧结和真空烧结。在烧结中采用保护气体，一般常用的有分解氨、氢气、吸（放）热性煤气、N 2,或在真空状态下。烧结过程一般常分为三段，预热、高温烧结、冷却三段。 三、粉末冶金结构零件材料标准
粉末冶金结构零件材料经过50年发展，技术标准日臻完善，我国的标准JB 2797－81与JB 3593-84，日本JIS Z 2550,美国MPIF 标准35等都是粉末冶金结构零件材料标准。
一般结构零件材料材质一般分为以下几类：
表4- 常用结构零件材料材质分类
四、粉末冶金结构零件的技术－经济特点
1.用粉末冶金法制造机械结构零件时，比用其它金属成形方法材料利用率高，见下图；
图4- 粉末冶金与其它成形方法对比
2.用粉末冶金法制造机械结构零件时，比用其它金属成形方法能耗低，也就是省能；
3.粉末冶金零件生产批量愈大，生产成本愈低，非常适合大批量生产；
4.可根据零件的使用功能，配制合适的材料成分。诸如，汽车发动机改用无铅汽油后，为解决排气门阀座的磨损问题，有的厂家在材料组成中加入了低熔点
玻璃，有的企业进行了渗铅；
5.可采用组合烧结、注射成形等方法，制造出用任何切削加工方法都制造不出来的形状复杂的零件，诸如汽车冷气机压缩机阀板，汽车动力转向用叶片泵的侧板；
6.用粉末冶金制造机械机构零件时，径向可达到的尺寸公差精度仅次于磨削加工；
7.与精密锻造、锻造、冷压、拉拔成形、磨削加工相比，只有除磨削加工外，粉末冶金制造的表面粗糙度最好。
8.装备先进的粉末冶金厂工作环境好，对工人或工厂周围无噪声危害；
9.粉末冶金生产不产生任何需要处理的有毒物质，也不会给人类的生态系统增添任何污染；
10.对于生产零件新品种，粉末冶金的投资远低于其它生产方法。
五、目前粉末冶金应用现状及前景
2002年，美国每辆轿车使用粉末冶金件为17.7公斤，欧洲每辆8.3公斤，日本每辆7.3公斤。特别值得指出的是，北美粉末冶金零件在汽车工业上的应用占总产量的70%以上，欧洲占80%，日本占83%。而我国在2003年仅为24%。我国著名的轿车合资企业，如上海大众、上海通用、一汽大众等汽车公司设计中，每辆轿车应用粉末冶金零件总重量也在6公斤左右。
现在在汽车上应用的主要粉末冶金制品包括：热锻连杆、轴承帽、凸轮帽、排气系统法兰和变速器托架等。在汽车中使用的最有代表性的粉末冶金零件是粉末锻造发动机连杆。粉末锻造发动机连杆，在1976年国外研究成功。日本1981年在丰田汽车上大批量已应用，德国粉末热锻连杆在80年代在压缩机工业上得到了应用。在美国上世纪末，很快开拓应用并推广，到1995年福特汽车上已经装车2500万只粉末热锻连杆。GKN工厂和麦坦达因两家工厂共有16条热锻连杆流水线，产能共达2400万件，合16万吨，为美国粉末制品总量（约60-70万吨）的四分之一，可为600万辆轿车配套，通用和福特都采用粉末锻造连杆。
可变阀门调速系统是另一个热门的粉末冶金制品应用领域，可变阀门调速系统可望使用0.9~2.7kg粉末冶金零件制品。通用汽车公司使用的9种变速器每年需要约2490万kg粉末冶金零件，这些变速器供使用97种粉末冶金零件制品，通用汽车公司的4T80-E型自动变速器使用的粉末了冶金零件数最多，总重量达到了11.9kg。通用汽车公司的应用与Duramax 6600V-8型引擎的Allison LCT 1000和2000系列变速器，使用了10.5kg粉末冶金和粉末锻造制品。通用汽车公司于2005年推出的行星齿轮托架应用于新型的6速自动变速器中，这种新型变速器每个使
用9.1kg粉末冶金制品。由于粉末冶金制品具有更好的可靠性和耐久性，粉末冶金制品正在取代汽车中的原铸铁件和机加工零件，如粉末冶金制离合器冲头和托架等新产品已投入使用。戴姆勒-克莱斯勒公司的2.7LV-6型引擎中含粉末冶金零件数量总量达到了88个，总重量为10.5kg，这种引擎中使用的粉末冶金制品包括：连杆、轴承帽、曲轴链轮、凸轮轴链轮及阀门座等。戴姆勒-克莱斯勒公司5.7L8缸重型卡车用引擎上粉末冶金制品的使用量达到了12.7kg。
粉末冶金工艺基本知识
粉末冶金工艺基本知识 粉末冶金成形 粉末冶金工艺及材料 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。随着粉末冶金生产技术的发展，粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。 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 粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。实际的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。图描绘了由若干一次颗粒聚集成二次颗粒的情形。实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。 ⑵ 颗粒形状 即粉末颗粒的外观几何形状。常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以通过显微镜的观察确定。 ⑶ 比表面积 即单位质量粉末的总表面积，可通过实际测定。比表面积大小影响着粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。 3.粉末的工艺性能 粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。 ⑴ 填充特性 指在没有外界条件下，粉末自由堆积时的松紧程度。常以松装密度或堆积密度表示。粉末
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。
粉末冶金零件制品应用广泛 汽车领域提升空间巨大
粉末冶金零件制品应用广泛汽车领域提升空间巨大 粉末冶金是指制取金属粉末或者用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术，属于多学科交叉的综合性技术，涉及到化工、冶金、材料制备、热工、机械、自动控制等学科技术。粉末冶金的工艺过程包括制粉、成形、烧结、后处理四大步骤。 近年来，粉末冶金行业发展很快，特别是汽车行业、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较大的发展机遇。现阶段，粉末冶金产品主要应用于汽车、家电、电动工具、摩托车、农业机械及工程机械等工业，下游产业的发展会拉动上游行业的发展，整个行业的容量在不停扩大。 国内汽车粉末冶金搭载量较低，提升空间巨大。国内粉末冶金行业规模稳步上升，据前瞻产业研究院发布的《2018-2023年中国粉末冶金制造行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示，2012-2016年中国粉末冶金行业市场规模持续上升，从2012年的54.2亿元，增长至2016年的64.6亿元，复合增速为6.03%。前瞻产业研究院预计2018~2020年可达92.76亿元、113.28亿元、137.29亿元，年均复合增速为20.78%;其中汽车市场为主驱动力，2018~2020年的市场空间预计为66.59、86.09、108.99亿元，年均复合增速为28.41%。 中国粉末冶金市场规模及增速 资料来源：前瞻产业研究院整理
前瞻产业研究院指出，我国粉末冶金市场空间广阔。一方面，汽车行业是中国粉末冶金零件行业最大市场，虽然其占粉末冶金零件市场的比例从2005年的32.0%增加至2017年的60.0%，但仍远低于发达国家90%的占比水平，提升空间潜力大。另一方面，随着《中国制造2025》的颁布，我国现有的粉末冶金生产技术、规模有望不断突破，进口替代或加速落地，利好国内东睦股份等一系列粉末冶金生产商。 国内汽车市场粉末冶金渗透率提升空间较大。欧洲汽车产业对粉末冶金零件的需求占粉末冶金市场的 90%左右，日本达到了95%，北美达到77%。而2016年中国的渗透率仅为62%左右。在欧美等汽车成熟市场，粉末冶金制品的单车使用量高。美国平均每辆汽车的粉末冶金制品使用量是19.5kg以上，预计未来几年可达到22kg，欧洲为14kg，日本为9kg，而中国的单车使用量仅为5-6kg(因中国汽车市场中部分进口汽车部件中有可能已经包含粉末冶金件，因此中国单车使用量估计略低于实际水平)，在汽车轻量节油化和工艺绿色化的趋势下，中国的粉末冶金制品单车使用量有望持续提升。 目前粉末冶金行业受到汽车市场应用的驱动，未来10年技术的应用领域包括能源，医疗器械，航空航天，电气和电磁，国防以及工业和消费品，其中能源、医疗、航天将会成为三大主要应用行业。替代能源需求推动PM新应用粉末冶金技术可满足燃料电池极板的多孔结构及复合材料并有效降低成本。 相关阅读 2020年全球便利店行业市场分析：市场规模将近4万亿美元行业净利润率普遍较低 2020年中国智能快递柜行业市场现状及发展趋势分析疫情后资本+利好政策双推动发展 2020年中国电梯行业市场现状及发展趋势分析房地产+旧楼加装政策双驱动市场增长 2020年中国她游戏行业市场现状及发展前景分
粉末冶金零件的优化设计
详细说明 改进前的设计 改进后的设计 1．应使压模中的粉末受到大致相等的压缩，并能顺利地从压模中取出模压成型的制品。在零件压制方向如有凸起或凹槽时，则粉末在压制时各部分的密实度不易一致，因此凸起或凹槽的深度以不大于零件总高度的１／５为宜，并有一定的拔模锥度 2．当由上向下压制的结构零件较长时，其中间部分和两端的粉末密实度差别比较大。所以在实际生产中，常现在其长度为直径的2.5～3.5倍，壁愈薄其长度与直径之比的倍数愈低 3．当零件的壁厚急剧变化或零件的壁厚悬殊时，零件各部的密度也相差很大，这样烧结时会引起尺寸变化和变形，应尽量避免 4．设计带有凸缘或台阶的零件，其内角应设计成圆角，以利于压制时凹模中粉末的流动和便于脱模，并可避免产生裂纹 5．尽量避免深窄的凹槽、尖角或薄边的轮廓，避免细齿滚花和细齿形因为这些结构装粉成型都很困难 6．避免尖边、锐角和切向过渡 7．零件只能设计成与压制方向平行的花纹，菱形的花纹不能成型，应避免 8．与压制方向垂直的孔（图a ）、径向凹槽（图b ）、内螺纹及外螺纹（图c ）、倒锥（图d ）、拐角处的退刀槽（图f ）等结构难以压制成型，当需要时可在烧结后进行切削加工 9．底部凹陷的法兰（图a ）、外圆中部的凸缘（图b ）不能压制成型。上部凹陷的法兰（图c ）为坯件，当埋头孔的面积小于压制面积的1倍左右，深度（H ）小于零件全高的1/4左右时，要作5°的拔梢（图d ）才可以成型
10．从模具强度和压制件强度方面的因素考虑，并从孔与外侧间的壁厚要便于装粉考虑，制品窄条部分的最小尺寸应有一定的限度 11．为了使凸模具有必要的刚度，使粉末容易充满型腔和便于从压模内取出制品，零件结构应避免尖锐的棱角，并适当增加横截面的面积 12．避免过小的公差 13．对于长度大于20mm 的法兰制作，法兰直径不应超过轴套直径的1.5倍，在可能条件下，应尽量减下法兰的直径，以避免烧结后的变形。法兰根部的圆角半径可参考右图的表，轴套壁厚（δ）与法兰边宽（b ）都必须大于1.5mm 设计阶梯形制件时，阶差不应小于直径的1/16，其尺寸不应小于0.9mm 轴套直径/mm <12 >12～25 >25～50 >50～65 >65 圆角半径/mm 0.8 1.2 1.6 2.4 >2.5 14．粉末冶金制件的端部最好不要有过锐棱角，并避免工具倒圆。倒角时尽可能留出0.2mm 左右的小平面，以延长凸模的寿命 在设计粉末冶金齿轮时，齿根圆直径应大于轮毂直径3mm 以上，以减小成型中的困难 15．在很多情况下，粉末冶金零件适于代替机械加工比较困难或加工劳动量大、材料利用率低的一些零件。在某些情况下，还可以代替一些本来需要加工后装配在一起的部件 需要装配的零件 不需装配的粉末冶金零件 16．当把铸件或锻件改为粉末冶金零件时，将粉末冶金零件上的凸部移到与其相配合的零件上，以简化模具结构和减少制造上的困难 用模锻或铸造，然后用机械加工法制造 用粉末冶金法制造
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
粉末冶金企业名录
常务理事单位（按单位以制品、粉材、设备单位名称首字笔画排序）常务理事 上海汽车粉末冶金有限公司邵健 山西金宇粉末冶金有限公司刘和气 广东江粉磁材股份有限公司汪南东 东睦新材料集团股份有限公司朱志荣 东风汽车有限公司粉末冶金厂裴学宏 兴城市粉末冶金有限责任公司苏泉涌 扬州保来得科技实业有限公司徐同 江苏鹰球集团有限公司申承秀 杭州粉末冶金研究所赵继华 重庆华孚工业股份有限公司李庆安 莱州长和粉末冶金有限公司李浩渊 诸城源沣粉末冶金有限公司曹刚 浙江中平粉末冶金有限公司郑平龙 黄石赛福摩擦材料有限公司王三全 力拓钛铁（苏州）有限公司王平 有研粉末新材料（北京）有限公司汪礼敏 吉凯恩霸州金属粉末有限公司薛志生 莱芜钢铁集团粉末冶金有限公司李普明 朝阳金河粉末冶金材料有限公司孙志国 鞍钢（鞍山）冶金粉末有限公司李鹏昌 赫格纳斯（中国）有限公司宋黎辉 天通吉成机器技术有限公司俞敏人 宁波汇众粉末机械制造有限公司严培义 宁波依司特加热设备有限公司陈文芳 扬州市海力精密机械制造有限公司栾长平 理事单位理事 上海汽车粉末冶金有限公司邵健 上海宝武杰富意清洁铁粉有限公司毕占猛 山西金宇粉末冶金有限公司刘和气 山西东睦华晟粉末冶金有限公司曹阳 广东江粉磁材股份有限公司汪南东 广东粤海华金合金材料实业有限公司刘国斌 广东盁峰材料技术股份有限公司鲍仕陆 天津信特恩粉末冶金有限公司苏广练
无锡恒特力粉末冶金有限公司包敢峰北京恒源天桥粉末冶金有限公司汪礼敏北京粉末冶金有限公司王小香北京北摩高科摩擦材料有限公司王淑敏东睦新材料集团股份有限公司朱志荣东风汽车有限公司粉末冶金厂裴学宏东北大学材料科学与工程学院张德良宁波金钟粉末冶金有限公司蔡健瀚兴城市粉末冶金有限责任公司苏泉涌扬州保来得科技实业有限公司徐同江苏鹰球集团有限公司申承秀巩义市粉末冶金有限公司曹西刚杭州粉末冶金研究所赵继华杭州东江摩擦材料有限公司韦佳青岛信莱粉末冶金有限公司巩国志陕西华夏粉末冶金有限责任公司杨聪兵重庆华孚工业股份有限公司李庆安重庆智博粉末冶金有限公司万兴芳重庆聚能粉末冶金有限公司骆大国重庆奥顺特粉末冶金有限公司舒明华南方粉末冶金制品有限公司曾绮雯南京东部精密机械有限公司许云灿荣成市宏程新材料有限公司马杰民莱州长和粉末冶金有限公司李浩渊晋江粉球冶金制品有限公司苏天祝诸城源沣粉末冶金有限公司曹刚浙江中平粉末冶金有限公司郑平龙浙江中达轴承有限公司张国强黄石赛福摩擦材料有限公司王三全湖南顶立科技有限公司戴煜力拓钛铁（苏州）有限公司王平山西黎城粉末冶金有限责任公司杨云岗有研粉末新材料（北京）有限公司汪礼敏吉凯恩霸州金属粉末有限公司薛志生莱芜钢铁集团粉末冶金有限公司李普明朝阳金河粉末冶金材料有限公司孙志国鞍钢（鞍山）冶金粉末有限公司李鹏昌赫格纳斯（中国）有限公司宋黎辉天能吉成机器技术有限公司俞敏人宁波汇众粉末机械制造有限公司严培义宁波依司特加热设备有限公司陈文芳扬州海力精密机械制造有限公司栾长平东莞达诚精密模具有限公司温文和
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
粉末冶金材料在汽车零件上的运用
粉末冶金材料在汽车零件上的运用 汽车09-1 韩韧09241006 粉末冶金材料 用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能，如材料的孔隙度可控，材料组织均匀、无宏观偏析（合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象），可一次成型等。 粉末冶金制品节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好,非常适合于大批量生产。另外,部分用传统铸造和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造,因而备受工业界的重视。 汽车粉末冶金零件产业发展前景展望 据资料显示，2006年国内粉末冶金零件总产量为7803万吨，其中汽车用粉末冶金零件的产量已达2887.7万吨；另外，就平均每辆轻型车（包括轿车）中使用的粉末冶金零件重量的进展情况看，2006年国内每辆车平均使用3.97公斤，日本为8.7公斤，北美则为19.5公斤。此外，汽车行业现在待开发的粉末冶金零件应用部分，大体上发动机零件为16~20公斤，变速器零件为15~18公斤，分动器零件为8~10公斤，其它为7~9公斤。 可以看出，中国发展粉末冶金汽车零件的市场潜力非常大。 汽车工业粉末冶金零件的应用情况 粉末冶金进、排气门座 同步器锥环 曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮 机油泵主、从动齿轮 减震器零件 烧结铜合钢背双金属轴 粉末冶金进、排气门座 发动机的进、排气门座控制燃气的吸入和废气的排出，在高温下经受气流的冲蚀和气门的冲击与磨损，工作条件比较恶劣。气门座的失效主要是因磨损而导致气门座下沉量过大，气密性差，进而影响发动机功率。 随着无铅汽油的大量应用，气门与气门座间的氧化铅没有了，从而使气门与气门座的冲击磨损加剧。 向粉末冶金制品中的孔隙渗铜或者使用含铅的粉末冶金制品，对于应用无铅汽油的气门座能起到减磨和耐磨作用。目前新型发动机大多采用含铅和含铜粉末冶金气门座。为了提高其耐热性能，排气门座大多添加有钴。 同步器锥环 同步器锥环是变速箱齿轮中的一个重要零件，如该零件失效，变速箱就不能换档了，在换档过程中该零件承受冲击与磨损，同步器锥环能否满足设计要求，需进行专门的换档台架试验
粉末冶金零件的切削加工
粉末冶金零件的切削加工 内容摘要：粉末冶金是一种以金属粉末为原料，用于烧结成形，制造金属摩擦材料和制品的工艺技术。目前，粉末冶金工业中主导性产品为粉末冶金机械零件和铁氧磁性材料。粉末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、滑动轴承、摩擦零件以及过滤元件、过孔性材料等几方面。 粉末冶金是一种以金属粉末(包括有非金属粉末混入状况)为原料，用于烧结成形，制造金属摩擦材料和制品的工艺技术。粉末冶金生产的材料、零件具有质优、价廉、节能和省材等特点，被广泛应用于汽车、电子、仪器仪表、机械制造、原子反应堆、特种高性能合金制造等工业领域，用途愈来愈广泛。粉末冶金材料的产品结构大体分为粉末冶金机械零件;铁氧体磁性材料。包括永生磁铁磁性材料和软磁铁磁性材料;硬质合金材料和制品;高熔点金属材料和难熔性金属材料;精细陶瓷材料和制品。 目前，粉末冶金工业中主导性产品为粉末冶金机械零件和铁氧磁性材料。粉末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、滑动轴承、摩擦零件以及过滤元件、过孔性材料等几方面。磁性材料则主要分为硬磁材料、软磁材料及磁介质材料3大类。软磁磁性材料生产主要为纯铁、铁铜磷相合金、铁镍合金、铁铝合金材料和制品。硬磁材料生产的主体则为铝镍铁合金、铝镍钻铁合金、钐钻合金、钕铁硼合金材料和制品的生产。而磁介质的生产主要集中在软磁材料和制品的生产。而磁介质的生产主要集中在软磁材料和电介质组合物制成的制品生产方面。随着需求的增加和产品范围的扩大，在该领域新技术的开发和利用愈来愈收到人们的关注。 粉末冶金工艺制造有许多重要独特的优点，如实现净成形，消除切削加工，还有采用粉末冶金工艺制造的零件，可以在零件中有意识留下残余的多空结构，提高零件自润滑和隔音效果，另外使用粉末冶金制造工艺能够生产用传统铸造工艺很难或者不可能制造的复杂合金零件。正由于这些优点，使用粉末冶金工艺制造的初衷之一是消除所有的加工，但是这个目标还没有达到。大多数的零件只是“接近最终形状”，还需要某种精加工。然而和铸件和锻件相比，粉末冶金零件很耐磨，难以加工，这也制约了冶金粉末工艺制造的推广应用。 性能 粉末冶金零件的性能，包括可加工性能，不仅和合金化学成分相关，而且和多孔结构的水平相关。许多粉末冶金制造的结构零件含孔率多大15~20%，用作过滤装置的零件的含孔率可能高达50%。而采用锻造或热离子压铸的粉末冶金的零件含孔率较低，只有1%或更少。后者在汽车和飞机制造应用中正变得特别重要，因为这种材料的零件具有更高的强度。
浅谈粉末冶金材料在汽车上的应用
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/d66054305.html, 浅谈粉末冶金材料在汽车上的应用 作者：赵生莲 来源：《北极光》2016年第12期 摘要：粉末冶金具有密度可调可使质量减轻，孔隙的阻尼作用可使振动和噪音降低，通过组成调节可实现耐热和耐磨，模具化的量产可保证性能和尺寸的一致性，特殊工艺的采用可使复杂零件的生产成为可能的优点，在汽车制造业广泛应用粉末冶金零件。 关键词：粉末冶金；汽车 1引言 粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，經过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金作为一种独特的零件制造技术，因其具有无切削、成本低、效率高的优点，越来越受到重视。随着全球工业化的蓬勃发展，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航天、航空等领域。 汽车制造业中使用的粉末冶金零件非常多，粉末冶金零件在汽车制造业广泛被应用的原因除了其节材、省能、低成本之外，还在于粉末冶金工艺和其生产的零部件具有以下优势：密度可调可使质量减轻，孔隙的阻尼作用可使振动和噪音降低，通过组成调节可实现耐热和耐磨，模具化的量产可保证性能和尺寸的一致性，特殊工艺的采用可使复杂零件的生产成为可能。 2粉末冶金汽车零件的特点及其在汽车上的应用 2.1品种多，产量大 近年平均每辆轿车使用的粉末冶金件质量大幅上升，按用途构成为：发动机41.1%、传动部31.2%、底盘16.7%、电器4.2%、燃料3.1%、车身2.2%、其他1.4%。 粉末冶金结构件在汽车中的应用，常见的有带轮、链轮、齿毂、凸轮、连杆、阀座等。 2.2精度高、性能好 最高精度可达0.01mm，且表面光滑，与传统研磨工艺精度相仿。 用粉末冶金材料做同步器锥环，目前国内外已经有成品面世。同步器，是使在换挡中相互接合的齿轮实现同步的装置。在换挡过程中，应当使准备啮合的那一对齿轮的接合齿圈的圆周速度达到相等（即同步），才能平顺地挂上挡。否则，两齿轮齿圈间会发出冲击和噪音，影响齿轮的寿命。为了便于换挡，汽车变速器在常用的各挡间都装有同步器，使相啮合的一对齿轮先同步，而后啮合。而同步器锥环作为同步器的核心部件，是需要有高的精度和耐磨性。
粉末冶金材料学
1.粉末冶金技术的特点（优越性） 能制造熔铸法无法获得的材料和制品 1、难熔金属及其碳化物、硼化物和硅化物； 2、孔隙可控的多孔材料 3、假合金 4、复合材料；5 微、细晶（准晶）和过饱和固溶的块体金属和制品； 能制造性能优于同成分熔铸金属的粉末冶金材料 1、制造细晶粒、均匀组织和加工性能好的稀有金属坯锭； 2、制造成分偏析小、细晶、过饱和固熔的高性能合金； 具有高的经济效益 1、少无切削； 2、工序短，效率高； 3、设备通用性好，适合于大批量生产； 2.粉末冶金材料的分类 1、机械材料和零件； 2、多孔材料及制品； 3、硬质工具材料 4、电接触材料； 5、粉末磁性材料； 6、耐热材料； 7、原子能工程材料； 3.粉末冶金材料的孔隙产生过程及其存在形态 产生过程：颗粒间隙（松装粉末聚集体或粉末成形素坯）烧结形成孔隙。存在形态：开孔：与外表面连通的孔隙，半开孔：孔隙只有一端与外表面连通的孔隙，闭孔：与外表面不连通的孔隙，连通孔：互相连通的孔隙 4. 孔隙对材料性能影响的基本理论； 减小承载面积；应力集中剂（减小孔隙尺寸、孔隙球化、孔隙内表面圆滑处理能有效降低应力集中，从而提高强度和韧性）应力松弛剂：裂纹遇到孔隙后被磨钝，提高断裂水平 5.哪些力学性能对孔隙形状敏感：强度、弹性模量、延伸率、断裂韧性、冲击韧性、硬度 6. 提高粉末冶金材料密度的方法：复压复烧，溶浸、粉末冶金热锻 7.固溶强化机理：晶体中有合金元素，固溶原子与晶体中缺陷的交互作用，溶质元素使基体（溶剂）金属的塑性变形抗力、强度、硬度增大，延性和韧性降低 8.影响固溶度（合金溶解度）的因素：晶格因素，相对尺寸因素，化学亲和力，电子浓度因素 9.什么是金属材料热处理?将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以改变金属或合金的内部组织结构，使材料满足使用性能要求。 10.加热奥氏体化时影响粒度的因素：加热温度和保温时间，加热速度，合金元素，原始组织 11.刚冷却时等温转变的基本类型及对应组织结构的名称 共析钢等温转变：珠光体，贝氏体，马氏体；亚共析钢等温转变：奥氏体，铁素体，珠光体；过共析钢等温转变：奥氏体，渗碳体，珠光体 12.烧结钢热处理的工艺特点及注意事项 工艺特点：奥氏体化温度高：致密钢为AC+30～50℃，烧结钢为AC+100～200℃，密度的要求：烧结钢密度过低（＜6.0g/cm3）淬火无任何效果，淬透性比致密钢差 注意事项：(1)孔隙率＞10%易腐蚀，不能在盐浴中加热(2)表面热处理前应进行封孔处理：滚压、精整、或氮化、硫化处理 (3)加热时应气氛保护或添加保护性填料 (4)淬火介质不能用水。 13.烧结钢淬透性的影响因素：孔隙度，合金元素，氧、碳含量 14.身高结钢合金化的特点：1、孔隙的影响：密度低于6.5g/cm3，合金的强化作用很弱；2、某些强化效果好合金元素，如Cr、Mn易氧化，常以中间合金粉或预合金粉引入；3、铜和磷常用，4、烧结钢中常用的合金元素除碳外，主要有Cu、Ni、Mo、Cr、P等 15. C含量对烧结Fe-C系结构与性能的影响 珠光体随C含量而增大而增大，渗碳体随C含量而增大而增大强度有极大值，塑性（延伸率、断面收缩率）单调下降；由于碳分布不均匀，一般烧结钢显微组织为：珠光体+铁素体+少量渗碳体+孔隙+夹杂 16.常见烧结碳钢显微组织：铁素体，珠光体，渗碳体 17．影响烧结碳钢化合碳含量的因素：1、石墨加入量，2、烧结气氛3、烧结温度4、烧结时间5、氧含量
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
汽车用粉末冶金
粉末冶金 一、概述 粉末冶金是一种制造金属粉末和以金属粉末（包括混入非金属粉末者）为原料，用成形烧结方法制造材料与制品的技术。广义的来说，它也包括以氧化物、氮化物、碳化物等非金属化合物粉末为原料，用成形烧结法制造材料和制品的技术。它的制品通称为粉末冶金零件或烧结零件。 粉末冶金零件可分为两大类：一类是只能用粉末冶金法制造的，如含油轴承、摩擦零件、多孔性金属制品、硬质合金及难熔金属制品等；另一类是烧结零件，虽可用铸、锻、冲压、机械加工等工艺制造，但用粉末冶金制造比较经济。 目前，由于粉末冶金零件的高强度化、高精度化发展以及低成本化，所以粉末冶金结构零件在汽车上的使用量越来越多。如粉末冶金链轮、皮带轮、气门座以及自动变速箱中的齿穀和锥环等零件。 二、粉末冶金结构零件制造 粉末冶金结构零件制造工艺有虽然有多种不同的制造工艺。它们最主要的工序都有粉末混合、成形、烧结和后续处理这几道工序。 1.金属原料的制造
目前，在烧结结构零件原材料的生产中，大多采用机械混合法生产原材料。随着世界制粉和混粉技术的发展，现可以使用由制粉企业直接供应高品质的部分合金化，完全合金化的低合金钢粉和经扩散粘结后各组元无偏析的，“开包可用”预合金钢铁粉末。由于调整了添加的润滑剂和粉末粒度分布的标准偏差，能够进行混粉处理。用这些合金粉末制得烧结材料得物理-力学性能见下表。 表：预合金粉末物理性能举例 2.粉末冶金结构零件主要成形工艺分类： 1)传统粉末冶金工艺 传统粉末冶金工艺生产首先将配制的高纯度的混合粉或合金化粉装于模具中，在一定的压力下压制成形，脱模后将压坯放于可控气氛的烧结炉中，在低于基粉熔点的温度下进行烧结，以使粉末之间形成冶金结合。 粉末冶金材料组织中通常含一定量的可控的微小孔隙，这些微小孔隙对声与振动有阻尼作用。利用这些微小孔隙还可赋予粉末冶金制品特殊性能，诸如含浸油与固体润滑剂而具有和自润滑轴承一样的自润滑性能；可浸渍树脂而密封互相连通的微小孔隙；可熔渗熔点较低的金属或合金而增高零件的材料强度与冲击韧度；可通过水蒸气处理而增强材料的耐蚀性。通过调整粉末特性、粉末组成、压制工艺及烧结条件可将微小孔隙的数量与特性控制在一定范围之内。可控孔隙度的一种常见应用耐蚀多孔性金属过滤器。 2)温压 温压工艺是目前一种制造密度7.0～7.6g/cm3的铁基粉末冶金制品的工艺。它是使用传统的成形设备，只是需要将粉末和模具加热到120～150℃进行压制。由于产品的密度提高，故可以大大的提高产品的力学性能。为保证良好的粉末流
粉末冶金汽车离合器片生产中的常见质量问题分析
粉末冶金汽车离合器片生产中 的常见质量问题分析 王秀飞李东生周志伟 （北京百幕航材高科技股份有限公司，北京，１０００９５） 摘要：本文叙述了重载汽丰粉末冶金钢背一铜基离合器片生产过程中，可能出现的各种各样的 质量问题，在讨论的基础上分析，给出了解决的方法。 关键词：离舍嚣片；粉末冶金；质量控制 １前言 随着机械能量的增大，重载汽车离合器片的摩擦材料工作温度趋于提高，由于传统的摩擦材料在工作中易发生热衰退，寿命很短，因此，粉末冶金重载汽车离合器片开始得到应用，并得到了较大的发展。但在生产过程中会产生各种质量问题，分析并解决这些问题，才能保证离合器片生产时少产生废品，保证产品的质量稳定。 ２生产工艺流程 采用粉末冶金方 法生产的离合器片， 其主要生产工序如图 １所示”、“，比较典型 的粉末冶金生产工艺 方法主要为混合料的 固１粉末冶金膏台嚣片的生产＂１－艺漉程 制备、压制和烧结。 离合器片粉末部分的主要组成元素有ｃｕ。下面将分析生产过程中易出现的质量问题和解决办法。 ３常见质量问题分析 ３．１离合器片的外观及尺寸检测 在对离合器片进行粉末冶金烧结的生产规程中，半成品（粉料、压坯）要按工序进行质量检查，成品也要经过质量检验。 ４８８
（１）压制件的厚度尺寸不均匀 零件厚度尺寸的检查是应用螺旋测微器进行检查。为了使压坯在烧结过程中加压受力均匀，必须控制压坯尺寸与图纸要求相符。如果发生压制件的厚度尺寸不均匀，这是混合粉在加入到模腔时不均匀，又没有刮平所致；或者是压制件在装入烧结箱烧结过程中受力不均匀造成的。因此解决办法是：当混合粉料倒人压模时，要刮平粉末。在烧结过程中，要求垫板平整。 （２）压制件分层裂纹 其原因是压制模具的表面光洁度不高，或者压制压力选择不当，脱模过程不连续所致。或者是在混合料时加入的粘结剂不够等。可根据分析检查结果相应调整工艺。 （３）氧化 其原因是烧结时保护气氛干燥不够或保护气氛中含有氧；烧结箱密闭性差；烧结时中断了保护气氛；冷却时过早停止了保护气氛的供给等。当离合器片发生了轻微的氧化时。表面氧化层可在随后的机加工时磨去，如果氧化程度超过了允许值，则离合器片报废。 （４）摩擦材料表面的“熔珠” 因为离合器片为铜基材料，当烧结温度超过允许温度后，铜会熔化成“小珠子“；另外添加到材料中的易熔金属（Ｓｎ）熔出多为细小的金属珠，分布在粉末层的四周”、“。若熔珠较少且细小分布时，产品是合格的；当熔珠较多且较大时，就要考虑烧结温度和烧结压力是否与技术标准一致。 （５）变形 离合器片在烧结时发生变形，原因在于烧结温度和烧结压力超过了给定值。温度过高，材料软化严重；当压力增大时，导致粉末片变形。 （６）摩擦粉末片与钢背错位 其原因在于制品在组装时不细致，或由于在搬运离合器片、装人烧结炉时受到了较为强烈的震动所引起。允许的错位量在图纸（或技术条件）上有说明。如果超出允许值则为废品。 （７）其他缺陷 如果离合器片上的粉末件有割裂、裂纹、凹坑等缺陷，是由于使用了不合格的压坯；压坯运输和零件组装时的磕碰，或零件出炉后的剧烈冲撞等，至于零件是否报废，以技术条件和随后的机加工能否将零件缺陷消除而定。 ３．２硬度值的偏离 材料的硬度在成分确定之后，和材料密度（或称材料孔隙率）有重大关系，而孔隙率在很大程度上决定制品的性能，其中也包括摩擦性能。因此对摩擦制品来讲，在允许的硬度范围内，材料具有最好的摩擦性能。在一般情况下，硬度值偏高是允许的，而硬度值偏低则难以满足最终的性能要求…。硬度值发生偏离原因在于：混合料配制时的成分添加不准，导致烧结件中使基体变软的成分增多；烧结时加压不够，或零件受力不均；压力过大，使粉末层发生了压溃现象；压坯尺寸乎行度不合格等。可根据不同情况采取措施。 ３．３混合料化学分析不合格 在测定混合料的均匀程度时，一般只选取碳、硫两种元素来分析。原因在于碳是在汽车粉末冶金离合器片摩擦材料中所添加成分密度最小的元素（以片状石墨加人）。在混合过程中，由于石墨密度较小，易飘飞，在混料筒内转动时，易浮于粉末料的表面，较难与其他粉末 ４８９
(冶金行业)第五章非铁金属材料与粉末冶金材料
（冶金行业）第五章非铁金属材料与粉末冶 金材料
第五章非铁金属材料和粉末冶金材料 非铁金属材料是指除钢铁材料以外的其它金属及合金的总称（俗称有色金属）。 非铁金属材料种类繁多，应用较广的是Al、Cu、Ti及其合金以及滑动轴承合金。 §5-1铝及铝合金 壹、工业纯铝（阅读，回答问题） 1．铝合金为什么不能进行热处理强化？可通过什么手段提高其强度？ 2．为什么纯铝在大气中有良好的耐蚀性？ 3．纯铝有哪些优点和缺点？主要应用？ 二、铝合金 铝合金是向铝中加人适量的Si、Cu、Mg、Mn等合金元素，进行固溶强化和第二相强化而得到的。合金化可提高纯铝的强度且保持纯铝的特性。壹些铝合金仍可经冷变形强化或热处理，进壹步提高强度。 1．铝合金的分类 二元铝合金壹般形成固态下局部互溶的共晶相图，如图5-１所示。 根据铝合金的成分和工艺特点可把铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金。 （1）变形铝合金由图5-１可知，凡成分在D'点以左的合金（加热时能形成单相固溶体组织，具有良好的塑性，适于压力加工），均称变形铝合金。 变形铝合金又可分为俩类： ·不能热处理强化的铝合金成分在Ｆ点以左的合金； ·能热处理强化的铝合金成分在Ｆ点和D'点之间的铝合金。 （2）铸造铝合金成分在D'点以右的铝合金，具有共晶组织，塑性较差，但熔点低，流动性好，适于铸造，故称铸造铝合金。上述分类且不是绝对的。 2、铝合金的时效强化 （1）概念 1）固溶处理将铝合金加热到α单相区某壹温度，经保温，使第二相溶入α中，形成均匀的单相α固溶体，随后迅速水冷，使第二相来不及从α固溶体中析出，在室温下得到过饱和的α固溶体，这种处理方法称为固溶热处理或固溶（俗称淬火）。 2）固溶处理的性能特点①硬度、强度无明显升高，而塑性、韧性得到改善；②组织不稳定，有向稳定组织状态过渡的倾向。
韶关市大洋新材料科技有限公司年产650吨粉末冶金汽车零部件制品生产项目可行性研究报告-广州中撰咨询
韶关市大洋新材料科技有限公司年产650吨粉末冶金汽车零部件制品生产项 目 可行性研究报告 (典型案例〃仅供参考) 广州中撰企业投资咨询有限公司
地址：中国·广州
目录 第一章韶关市大洋新材料科技有限公司年产650吨粉末冶金汽车零部件制品生产项目概论 (1) 一、韶关市大洋新材料科技有限公司年产650吨粉末冶金汽车零部件制品生产项目名称及承办单位 (1) 二、韶关市大洋新材料科技有限公司年产650吨粉末冶金汽车零部件制品生产项目可行性研究报告委托编制单位 (1) 三、可行性研究的目的 (1) 四、可行性研究报告编制依据原则和范围 (2) （一）项目可行性报告编制依据 (2) （二）可行性研究报告编制原则 (2) （三）可行性研究报告编制范围 (4) 五、研究的主要过程 (5) 六、韶关市大洋新材料科技有限公司年产650吨粉末冶金汽车零部件制品生产项目产品方案及建设规模 (6) 七、韶关市大洋新材料科技有限公司年产650吨粉末冶金汽车零部件制品生产项目总投资估算 (6) 八、工艺技术装备方案的选择 (7) 九、项目实施进度建议 (7) 十、研究结论 (7) 十一、韶关市大洋新材料科技有限公司年产650吨粉末冶金汽车零部件制品生产项目主要经济技术指标 (10) 项目主要经济技术指标一览表 (10) 第二章韶关市大洋新材料科技有限公司年产650吨粉末冶金汽车零部件制品生产项目产品说明 (16) 第三章韶关市大洋新材料科技有限公司年产650吨粉末冶金汽车零
部件制品生产项目市场分析预测 (16) 第四章项目选址科学性分析 (16) 一、厂址的选择原则 (16) 二、厂址选择方案 (17) 四、选址用地权属性质类别及占地面积 (18) 五、项目用地利用指标 (18) 项目占地及建筑工程投资一览表 (19) 六、项目选址综合评价 (20) 第五章项目建设内容与建设规模 (21) 一、建设内容 (21) （一）土建工程 (21) （二）设备购臵 (21) 二、建设规模 (22) 第六章原辅材料供应及基本生产条件 (22) 一、原辅材料供应条件 (22) （一）主要原辅材料供应 (22) （二）原辅材料来源 (22) 原辅材料及能源供应情况一览表 (23) 二、基本生产条件 (24) 第七章工程技术方案 (25) 一、工艺技术方案的选用原则 (25) 二、工艺技术方案 (26) （一）工艺技术来源及特点 (26) （二）技术保障措施 (27) （三）产品生产工艺流程 (27) 韶关市大洋新材料科技有限公司年产650吨粉末冶金汽车零部件制品生产项目生产工艺流程示意简图 (27)