粉末冶金
粉末冶金基础知识（三篇）
粉末冶金基础知识（一）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（m）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。
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。
粉末的填充特性与颗粒的大小、形状及表面性质有关。
⑵流动性指粉末的流动能力，常用50克粉末从标准漏斗流出所需的时间表示。
流动性受颗粒粘附作用的影响。
⑶压缩性表示粉末在压制过程中被压紧的能力，用规定的单位压力下所达到的压坯密度表示，在标准模具中,规定的润滑条件下测定。
影响粉末压缩性的因素有颗粒的塑性或显微硬度，塑性金属粉末比硬、脆材料的压缩性好；颗粒的形状和结构也影响粉末的压缩性。
⑷成形性指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，用粉末能够成形的最小单位压制压力表示，或用压坯的强度来衡量。
成形性受颗粒形状和结构的影响。
（二）粉末冶金的机理1.压制的机理压制就是在外力作用下，将模具或其它容器中的粉末紧密压实成预定形状和尺寸压坯的工艺过程。
钢模冷压成形过程如图7.1.2所示。
粉末装入阴模,通过上下模冲对其施压。
在压缩过程中，随着粉末的移动和变形，较大的空隙被填充，颗粒表面的氧化膜破碎，颗粒间接触面积增大，使原子间产生吸引力且颗粒间的机械楔合作用增强，从而形成具有一定密度和强度的压坯。
粉末冶金
举例说明两种粉末冶金材料特点及其应用？
在固态下制 取粉末的方法包括
4.粉末冶金的优点
（3）粉末冶金能生产用普通熔炼法无法 生产的具有特殊性能的材料。
a、能控制制品的孔隙度。例如：多孔含油轴承等 b、能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果， 生产各种特殊性能的材料。 c、能生产各种复合材料。例如：金属陶瓷、硬质合 金、弥散强化材料等 绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料 只能用粉末冶金方法来制造。
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粉末冶金与铸造技术比较
粉末冶金优势：
铸造优势：
① 粉末冶金制件表面光洁度高； ① 形状不受限制； ② 制造的尺寸公差很窄，尺寸 ② 适于制造大型零件； 精确； ③ 零件生产批量小时，经济； ③ 合金化与制取复合材料的 ④ 一般说来，工、模具费用低 可能性大 ④ 组织均一（无偏聚、砂眼、 缩孔）、力学性能可靠； ⑤ 在经济上，粉末冶金工艺 能耗小。
德里柱表面上刻的碑文
德里柱最早是耆那教神庙建 筑群，27座神庙之中某间房 屋的一根柱子。 十三世纪初，神庙全部被毁， 并将拆毁后的材料，拿来兴 建宫殿与清真寺。 德里铁柱是剩余的建材，因 此被移到现址。在印度的达 哈、辛哈勒斯、克那拉克都 发现竖有相同技术的古铁柱
德里铁柱少有锈蚀的原因
4.粉末冶金的优点
（1）粉末冶金方法生产的某些材料， 与普通熔炼法相比，性能优越。
粉末冶金技术通常粉末冶金零件表面光洁、尺寸 精确，与铸造相比，可以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。 生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金 法。例如：钨、钼等。
粉末冶金解释
粉末冶金解释
粉末冶金是一种制造高性能材料和部件的工艺，它使用金属粉末或金属化合物粉末作为原材料。
通过一系列复杂的工艺步骤，这些粉末被加工成具有所需显微结构和性能的制品。
粉末冶金的主要步骤包括以下几个：
1. 粉末制备：首先需要将金属或金属化合物制成粉末。
制备方法包括化学法、物理法和机械法等。
其中，化学法包括化学还原、电解和气相沉积等；物理法包括球磨、粉碎和筛分等；机械法包括研磨和筛分等。
2. 粉末成型：将制备好的金属粉末装入模具中，再通过压制成形、挤压成形、热压成形等多种方法，使其形成具有一定形状和尺寸的坯体。
3. 烧结：在高温下，将坯体加热并保温，使其中的粉末颗粒紧密结合，形成具有较高强度的整体。
烧结可以通过真空烧结、气氛烧结和热压烧结等多种方法进行。
4. 制品加工：烧结后的制品需要进行进一步的加工，如加工成各种零部件、工具、模具等。
加工方法包括切削加工、压力加工和磨削加工等。
粉末冶金的优势在于可以制造高性能材料和复杂形状的部件，如高强度、高硬度、高耐磨性和高韧性等材料。
同时，粉末冶金还可以减少材料浪费，降低生产成本，对环境影响较小。
粉末冶金的广泛应用领域包括航空航天、汽车、电子、机械制造等多个领域。
随着科技的不断进步，粉末冶金技术也在不断创新和发展，为材料科学和工程领域带来了巨大的发展潜力和机遇。
粉末冶金是什么
粉末冶金是什么?粉末冶金（Powder Metallurgy)是制取金属粉末，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）制成材料和制品的工艺技术。
它是冶金和材料科学的一个重要分支学科。
粉末冶金有历史2500年前块炼铁锻造法制造铁器20世纪初制取难熔金属。
1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展；1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命。
30年代成功制取含油轴承。
粉末冶金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点。
40年代金属陶瓷、弥散强化等材料60年代粉末冶金高速钢，粉末高温合金应用80年代~ 汽车领域应用迅速发展粉末冶金的特点节材，节能低环境污染较好的尺寸精度较好的表面状态接近最终形状降低产品制造成本产品一致性好特殊的多合金组织多孔性组织复杂的形状适合大批量生产经济性节能：粉末成形所需压力远低于锻造、辊轧等传统制程；烧结温度又低于主成分熔点。
故耗费之能源远低于铸造、机械加工等其它制程。
省材：粉末冶金法的材料利用率高达95%以上，远高于其它制程。
例如机械加工法的材料利用率平均仅有40∼50%之间。
省时：在自动化生产在线，成形一个生胚的时间可低至0.5秒；而每一成品所耗费的平均烧结时间亦可低至数秒钟。
其时间成本远低于其它制程。
精度：粉末冶金产品的尺寸精度极高，在一般用途中，几乎无须后续加工性质上某些具有独特性质或显微组织的产品，除粉末冶金制程外，无法以其它制程获得。
例如：多孔材料：过滤器、含油轴承、透气钢等复合材料：弥散强化或纤维强化复合材料合金系统：大部分合金系统均有固溶限，超过此一限度，其铸造组织会产生共晶、共析、或金属间化合物等偏析现象，形成不均匀的组织结构；而某些元素间即使在熔融状态下也不互溶，故不可能以铸造法制造。
粉末冶金法的特性却使其可轻易调配出任意比例且组织均匀的合金材质(因其制程中未达熔点)。
特殊性上有些材料虽可能以其它方法制作，在实作上却有相当的困难度，例如：高熔点金属：钨(3380℃)、钼(2615℃)、陶瓷等高熔点材料很难熔化铸造。
粉末冶金概念
粉末冶金概念一、什么是粉末冶金粉末冶金是一种通过粉末冶金工艺制备金属制品的方法。
它将金属粉末进行混合、压制和烧结等一系列工艺，最终制得具有一定形状和性能的金属制品。
粉末冶金通常包括粉末的制备、粉末混合、压制、烧结等过程。
二、粉末冶金的制备过程粉末冶金的制备过程主要包括原料制备、粉末的制备和形状成型。
2.1 原料制备原料制备过程是粉末冶金的第一步。
原料通常是金属或非金属的块材料，通过一系列的物理和化学方法，使其转化为适合制备粉末的形态。
2.2 粉末的制备在粉末制备过程中，通常采用机械化方法将块材料加工成颗粒状物料。
常见的粉末制备方法有研磨、球磨和气流研磨等。
2.3 形状成型形状成型是指将粉末加工成具有一定形状的工件。
常见的形状成型方法有压制、注塑和挤压等。
在形状成型的过程中，可以通过加入不同的添加剂和改变工艺参数，来调控工件的性能。
三、粉末冶金的优势和应用领域粉末冶金具有以下的优势：1.单一制备能力：粉末冶金可以制备纯净度高、化学成分准确的金属制品。
2.可混合性：粉末冶金可以将不同成分的粉末进行混合，制备出具有特殊性能的材料。
3.无损制造：粉末冶金通过压制和烧结等过程，可以制备出具有复杂形状和良好性能的工件，且不需要进行二次加工。
4.可持续发展：粉末冶金过程中产生的废料可以进行回收再利用。
粉末冶金在许多领域都有广泛的应用，包括：1.汽车工业：粉末冶金可以制备出高强度、高耐磨的汽车零部件，如发动机曲轴和齿轮等。
2.电子工业：粉末冶金可以制备出具有高热导率和高耐腐蚀性能的电子散热器和接触材料等。
3.医疗器械：粉末冶金可以制备出无毒、无菌的医疗器械，如人工关节和牙科种植体等。
4.能源领域：粉末冶金可以制备出高温合金和热电材料等，用于核能、航天和新能源等领域。
四、粉末冶金的未来趋势粉末冶金作为一种高效、环保的金属制造技术，具有广阔的发展前景。
未来，粉末冶金可能会在以下几个方面实现进一步的发展：1.新材料的研发：随着科学技术的不断进步，新材料的研发成为粉末冶金的一个重要方向。
粉末冶金知识点总结
粉末冶金知识点总结一、粉末冶金基础知识1. 粉末冶金的概念粉末冶金是一种利用金属或非金属粉末作为原料，通过压实和烧结等方式制备零部件的工艺。
它充分发挥了粉末的特性，即可压性、可成形性、可烧结性和可溶性等，使得粉末冶金工艺具有高效率、低成本、无废料和生产精度高等优点。
2. 粉末材料的选择在粉末冶金过程中，选择合适的粉末材料对于制备高质量的产品至关重要。
一般来说，粉末材料应具有以下特点：细小的颗粒大小、均匀的颗粒分布、高的纯度和良好的流动性。
3. 粉末冶金的工艺粉末冶金工艺通常包括原料的混合、成型、烧结和后处理等步骤。
在这个过程中，需要注意粉末的混合比例、成型方式、烧结温度和时间等参数的控制，以确保制备出符合要求的成品。
4. 粉末冶金的应用粉末冶金技术已广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械、电子设备等领域，制备出的产品具有优异的性能和精密的形状，可以满足各种特殊需求。
二、粉末材料的制备方法1. 机械合金化机械合金化是一种通过机械设备将原料混合并形成均匀的粉末混合物的方法。
常见的机械合金化设备包括球磨机、混合机和搅拌机等。
这种方法对原料的颗粒大小和形状要求不高，适用于制备一些普通的粉末材料。
2. 化学还原法化学还原法是一种利用化学反应生成的气体来分解金属或合金化合物，产生金属粉末的方法。
这种方法可以制备出颗粒细小、形状均匀的金属粉末，适用于制备高质量的粉末材料。
3. 气相沉积法气相沉积法是一种通过将金属原子或分子从气体中沉积到基底上形成薄膜或粉末的方法。
这种方法可以制备出极细的金属粉末，适用于制备一些用于电子器件等特殊应用场合的粉末材料。
4. 电化学法电化学法是一种利用电化学反应来制备金属粉末的方法。
这种方法制备的金属粉末质量较高，但工艺复杂，适用于制备一些对粉末质量要求较高的粉末材料。
5. 液态金属雾化法液态金属雾化法是一种通过气流将液态金属喷雾成细小颗粒的方法。
这种方法可以制备出颗粒细小、形状均匀的金属粉末，适用于制备高质量的粉末材料。
粉末冶金
下图是一些典型粉末冶金产品的照片
二. 粉末冶金工艺过程
制取原料粉末配料混合压制成形 制品 烧结 其它处理加工 制品
三. 制取粉末的方法
原料粉末一般由专门的工厂或车间生产，直接 向用户提供粉末产品。粉末冶金用的粉末种类很多， 从材质来看，有金属粉末、合金粉末、金属化合物 粉末等；从粉末的粒度来看，从粒度为500-1000m 的粗粉末到粒度小于0.1m(100nm)的超细（纳米） 粉末都有。不同材质和不同粒度的粉末所采用的制 粉方法是不同的。
(1) 粘结阶段 ——形成烧结颈
烧结初期，粉末颗粒间的原始接触点或面转变 成晶体结合，即通过形核、长大的结晶过程形成烧 结颈。在此阶段，颗粒内部的晶粒不发生变化，颗 粒外形也基本未变，整个烧结体尚未发生收缩 (图a)， 密度增加极少；但烧结体的强度和导电性由于颗粒 结合面增大而有明显增加。
(2) 烧结颈长大阶段
4. 后处理
为了进一步提高粉末冶金制品的性能和形状、 尺寸精度，往往需要对烧结后的坯件再进行后处 理（如：切削加工、锻造、轧制、焊接、热处理、 浸渗处理等）。
粉末锻造：
目的是为了把粉末预成形坯件锻造成致密、 无裂纹、符合形状尺寸要求的零件。
它是将传统的粉末冶金和精密模锻结合起来 的一种新工艺，因此兼有粉末冶金和精密模锻二 者的优点。
熔浸烧结
是液相烧结的特例，它是多孔骨架的固相烧结 与低熔点金属浸透骨架后的液相烧结同时存在。
按烧结方式又可分为：
气体（或填料）保护烧结、真空烧结，
连续烧结、间歇烧结，
加压（包括热等静压）烧结、无压烧结，
活化烧结，
电阻烧结、电火花烧结等。
2. 烧结的基本过程
粉末的等温烧结过程，按时间大致可以分成 三个阶段：
粉末冶金常识
粉末冶金常识粉末冶金常识1.什么是粉末冶金？粉末冶金是一门制造金属粉末，并以金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）为原料，经过混合、成形和烧结，制造材料或制品的技术。
它包括两部分内容，即：(1)制造金属粉末（也包括合金粉末，以下统称“金属粉末”）。
(2)用金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）作原料，经过混合、成形和烧结，制造材料（称为“粉末冶金材料”）或制品（称为“粉末冶金制品”）。
2、粉末冶金最突出的优点是什么？粉末冶金最突出的优点有两个：(1)能够制造目前使用其他工艺无法制造或难于制造的材料和制品，如多孔、发汗、减震、隔音等材料和制品，钨、钼、钛等难熔金属材料和制品，金属-塑料、双金属等复合材料及制品。
(2)能够直接制造出合乎或者接近成品尺寸要求的制品，从而减少或取消机械加工，其材料利用率可以高达95%以上，它还能在一些制品中以铁代铜，做到了“省材、节能”。
3、什么是“铁基”？什么是铁基粉末冶金？铁基是指材料的组成是以铁为基体。
铁基粉末冶金是指用烧结（也包括粉末锻造）方法，制造以铁为主要成分的粉末冶金材料和制品（铁基机械零件、减磨材料、摩擦材料，以及其他铁基粉末冶金材料）的工艺总称。
4、用于粉末冶金的粉末制造方法主要有哪几类？粉末制造方法主要有物理化学法和机械粉碎法两大类。
前者包括还原法、电解法和羰基法等；后者包括研磨法和雾化法。
5、用还原法制造金属粉末是怎么回事？该法是用还原剂把金属氧化物中的氧夺取出来，从而得到金属粉末的一种方法。
6、什么叫还原剂？还原剂是指能够夺取氧化物中氧的物质。
制取金属粉末所用的还原剂，是指能够除掉金属氧化物中氧的物质。
就金属氧化物而言，凡是与其中氧的亲合力大于这种金属与氧的亲合力的物质，都称其为这种金属氧化物的还原剂。
7、粉末还原退火的目的是什么？粉末还原退火的目的主要有以下三个方面：（1）去除金属粉末颗粒表面的氧化膜；（2）除掉颗粒表面吸附的气体和水分等异物；（3）消除颗粒的加工硬化。
什么是粉末冶金
1.什么是粉末冶金。
答:粉末冶金是一种制取金属粉末，以及采用成型和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末和非金属粉末的混合物）制成制品的工艺技术。
2.粉末冶金的工艺及优点。
答:粉末冶金工艺的基本工序是：(1)原料粉末的制取和准备（粉末可以是纯金属或它的合金、非金属、金属与非金属的化合物以及其他各种化合物）；（2）将金属粉末制成所需形状的坯块；（3）将坯块在物料主要组元熔点以下的温度进行烧结，使制品具有最终的物理、化学和力学性能。
优点：（1）制取难溶金属、化合物、假合金、多孔材料（2）节约金属，降低产品成本（3）可制取高纯度材料（4）能保证材料成分的配比的正确性和均匀性3.机械研磨法的研磨规律。
答：在研磨时，有四种力作用于颗粒材料上：冲击、磨耗、剪切以及压缩。
它取决于料和球的运动状态。
当球磨机圆筒转动时，球体的运动可能有以下四种情况：A滑动B滚动C自由下落D临界转速。
其中临界转速是当转速达到一定速度时，球体受离心力的作用，一直紧贴在转筒壁上，以致不能跌落，物料不能被粉碎，这种情况下的速度称为临界转速。
4.影响球磨的因素。
答：A 球磨筒转速Ni=（0.7-0.75）N临抛落Ni=0.6N临滚动Ni<0.6N临滑动B 装球量球少：滑动——效率低速度固定时{球多：球层干扰——效率低装填系数：把球体体积与球磨筒容积之比称为装填系数。
（0.4~0.5为宜）C 球料比料应以填满球体间的空隙，掩盖表面为宜D 球的大小球太小：冲击力低球太大：冲击次数低应大小配合使用E 研磨介质：干磨和湿磨F 物料的性质G 研磨时间大于100h 无效果5.什么是机械合金化、阐述机械合金化的机理过程。
答：机械合金化是将金属和金属粉末在高温球磨机中通过粉末颗粒和球磨之间的长时间的激烈冲击，碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂，促进粉末中原子的扩散从而获得合金化粉末的一种制备法。
机理过程：转子搅动球体产生相当大的加速度并传给物料，因而对物料有较强烈的研磨作用。
粉末冶金的概念
粉末冶金的概念
一、粉末冶金的概念
粉末冶金（Powder Metallurgy；PM）是一种材料加工技术，它将金属粉末作为原料，通过压制、热处理等工艺步骤，加工出特定的功能形状，并可以达到特定性能的加工方法。
通常，粉末冶金工艺的原料以金属为主，但也可以是非金属，如碳素或碳/硅酸盐组成的特殊粉末，或者金属与碳素、碳/硅酸盐混合而成的特殊粉末。
粉末冶金工艺的主要特点是：
1、可以制备出具有复杂形状的零件，复杂的压力型件经常用于此项工艺；
2、材料可以以节约能源的方式加工，常见的工艺步骤是压制和热处理，其中压制过程中并没有使用任何溶剂或润滑剂；
3、可以制备出较低的材料强度，特别是在微型压力零件中，这些零件可以以较低的体积加工出来，而且具有较高的强度；
4、有利于机械性能的增强；
5、可以制备出复合材料，这些材料具有良好的塑性性能以及抗磨损和抗腐蚀性能；
6、可以制备出高熔点的材料，如钨、铌、钛、银等高熔点材料。
此外，粉末冶金工艺还可以通过添加各种金属粉末，碳素粉末，碳素/硅酸盐粉末和其他材料的组合来获得复合材料，这些复合材料可以提高材料的强度，E值和抗磨损性能。
在热处理过程中，粉末冶金工艺也可以提高材料的强度和耐高温性能，以及提升材料的热加工
性能。
总之，粉末冶金工艺是目前非常重要的加工方法，可以获得具有多种功能功能和性能的零件。
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热处理炉
粉末冶金件的显微结构通常不如传统钢件那样均匀，因此在淬火表面以下任何给定距离，烧结钢件的显微硬 度值比传统钢要分散得多。有时候试锥打在马氏体基体中分散的铁素体、残留奥氏体或珠光体的软点上或孔隙上， 测量会有很大的偏差。
Ⅱ-6粉末冶金常见缺陷：
缺陷内容
图片
原因及解决方法
每个烧结炉中第 一个部件发泡
（2）、高速压制技术
原理：高速压制采用液压冲击机,它与传统压制有许多相似之处,但关键是压制速度比传统快500～1000倍, 其压头速度高达2～30m/s,因而适用于大批量生产 特点：压制件密度提高，提高幅度在0.3g/cm3左右；压制件抗拉强度可提高20%～25%；高速压制压坯径向 弹性后效很小, 脱模力较低；高速压制的密度较均匀, 其偏差小于0.01g/cm3
粉末冶金工艺
Ⅰ粉末冶金概述
粉末冶金是一门制造金属粉末，并以金属粉末（有时也添加少量 非金属粉末）为原料，经过混合、成形和烧结，制造材料或制品的技 术。
粉末冶金最突出的优点有两个： (1)能够制造目前使用其他工艺无法制造或难于制造的材料和制 品，如多孔、发汗、减震、隔音等材料和制品，钨、钼、钛等难熔金 属材料和制品，金属-塑料、双金属等复合材料及制品。 (2)能够直接制造出合乎或者接近成品尺寸要求的制品，从而减 少或取消机械加工，其材料利用率可以高达95%以上，它还能在一些 制品中以铁代铜，做到了“省材、节能”。
对于支架、连杆、轴承板、偏心轮以及配种块，一般选用SMF40系列，优点是成形性好，价格低，烧结硬 度低，整形容易，缺点是一般变化率大，非整形的产品尺寸相对不易控制。对于轴套、隔套等定位零件，AMF 和SMF系列均可，视其功能及工作要求选用，对于荷重齿轮、链轮、棘轮选用SMF50系列，其中的镍和钼均可
Ⅱ-2-3压制成形：
压模压制是将置于压模内的松散粉末施加一定的压 力后，成为具有一定尺寸、形状和一定密度、强度的压 坯。
模压示意图
压坯密度与压力
粉末的压缩过程一般采用压坯密度——成形压力曲 线来表示。压坯密度变化分为三个阶段。滑动阶段：在 压力作用下粉末颗粒发生相对位移，填充孔隙，压坯密 度随压力增加而急剧增加；二是粉末体出现压缩阻力， 即使再加压其孔隙度不能再减少，密度不随压力增高而 明显变化；三是当压力超过粉末颗粒的临界压力时，粉 末颗粒开始变形，从而使其密度又随压力增高而增加。
加大脱蜡区的气流量，以防止润滑剂在部件 表面的沉积，产生Fe-P-C液相 将一个无用的部件放在每个烧结炉的第一个 部件的位置
表面斑痕 表面崩裂
斑痕处存在大量杂质，将基体铁粉换成含纯 度较高的铁粉
原因:脱蜡过程不够完全，过早进入高温 区,Ni对CxHy裂解的催化作用,Ni粉的聚合 方案：加大气流量，加长脱蜡区（降低带 速），降低烧结气氛中的CO CO2比，填粉过 程中防止Ni粉的聚合
雾化制粉法
雾 或通过离心力使之破碎、冷却凝固来实现的
气相沉积制粉
气相沉积制粉是通过某种形式的能量输入，使气相物质发生气—固相变或气相化学反应， 生成金属或陶瓷粉体
化学还原法 电化学法
MeOn+X=Me+XOm
阳极反应：Cu-2e→Cu2+ 阴极反应：Cu2++2e→Cu（粉末）
液相烧结：粉末压坯在高于烧结零件中低熔点组元熔点的温度下进行烧结，粉末颗粒之间的烧
结和各成分之间的合金化是在有液相出现的状态下进行的
Ⅱ-3-2烧结的要求：
1.尺寸和形状的精度要求
2.密度的要求
3.组织结构的要求
烧结会使烧结体发生收缩或 在烧结中由于收缩或膨胀，因此 对晶粒度、相结构、 膨胀，并且由于压坯密度分 烧结产品的密度、孔隙度和孔隙 相的分布、合金成分 布不均匀以及炉子温度的不 连通状态会发生变化。相对密度 的分布以及孔隙度、 均匀，使烧结体发生变形。 和孔隙度表征粉末冶金零件密度 孔隙大小和孔隙形状 这就需要严格的控制烧结条 的高低。作为自润滑的粉末冶金 件，才能保证烧结产品的尺 含油轴承还有连通孔隙的要求 寸和形状精度要求
压坯密度分布不均匀：通过实验可知压制后垂直方向上上层密度比下层密度大；在水平面上，接近 上模冲的断面的密度分布是两边大，中间小；而远离上模冲的截面的密度分别是中间大，两边小。因为 粉末体在压模内受力后向各个方向流动，于是引起垂直于压模壁的侧压力。侧压力引起摩擦力，会使压 坯在高度方向存在明显的压力降。为了改善压坯密度的不均匀性，一般采取以下措施：1）减小摩擦力： 模具内壁上涂润滑油或采用内壁更光洁的模具；2）采用双向压制以改善压坯密度分布的不均匀性；3） 模具设计时尽量降低高径比。
烧结气氛类型：
氧化气氛
包括纯氧、空气和水蒸气。可用于贵金属的烧结、氧化物弥散 强化材料的内氧化烧结、铁或铜基零件的预氧化活化烧结。
还原气氛
对大多数金属能起还原作用的气体，如纯氢、分解氨、煤气、 碳氢化物的转化气H2、CO，使用最广泛
惰性或中性气体 包括活性金属、高纯金属烧结用的惰性气体（N2、Ar、He）及 真空，转化气对某些金属（Cu）也可作中性气氛
特点：可制造常规模压技术无法制造的复杂形状结构制品，具有较高的材质 密度和强韧性，并具有材质各向同性等特征
Ⅱ-3烧结技术：
烧结是将粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下进行的热处理。目的是使粉末颗粒间产生冶金结合， 即使粉末颗粒之间由机械啮合转变成原子之间的晶界结合从而获得所需物理，机械性能的制品。
a
化能，加速材料的致密化
设备
放电等离子烧 SPS原理是利用强脉冲电流加在粉末颗粒上 粉末原料广泛，可以用各种金
结
产生的诸多有利于快速烧结的效应（粉末 属、非金属、合金粉末；成形
（SPS) 活化、脉冲放电促进颗粒原子扩散）
压力低，烧结时间短
Ⅱ-3-4烧结气氛：
烧结气氛的作用是控制压坯与环境之间的化学反应和清除润滑剂的分解产物，具体说有三个方面：（1） 防止或减少周围环境对烧结产品的有害反应，如氧化、脱碳等，从而保证烧结顺利进行和产品质量稳定。（2） 排除有害杂质，如吸附气体、表面氧化物或内部夹杂。净化后通常可提高烧结的动力，加快烧结速度，而且 能改善烧结制品的性能。（3）维持或改变烧结材料中的有用成分，这些成分常常能与烧结金属生成合金或活 化烧结过程，例如烧结钢的碳控制、渗氮和预氧化烧结等。
压制成形技术： （1）、动磁压制技术
原理：将粉末装于一个导电的容器(护套)内,置于高强磁场线圈的中心腔中。电容 器放电在数微秒内对线圈通入高脉冲电流,线圈腔中形成磁场,护套内产生感应电 流。感应电流与施加磁场相互作用,产生由外向内压缩护套的磁力,因而粉末得到 二维压制 特点：1.由于不使用模具,成型时模壁摩擦减少到0，因而可达到更高的压制压力, 有利于提高产品，并且生产成本低； 2.由于在任何温度与气氛中均可施压,并适用于所有材料,因而工作条件更加灵活； 3.由于这一工艺不使用润滑剂与粘结剂,因而成型产品中不含有杂质，性能较高， 而且还有利于环保
b
c
Ⅱ-3-1烧结的分类：
烧结过程: a—烧结前颗粒接触状态 b—颗粒之间的烧结 c—烧结后颗粒的结合及孔隙球化状态
烧结
固相烧结
单元系固相烧结： 在熔点以下的温度进行，只发生颗粒之间冶金结合的烧结， 无相组织和成分的变化
多元系固相烧结： 由两种或两种以上的组元组成的烧结体系，在低于低熔点
组元的温度下进行烧结，发生各成分之间的合金化
渗碳气氛 CO、CH4及其他碳氢化合物气体对于烧结铁或低碳钢是渗碳性的
氮化气氛 NH3和用于烧结不锈钢及其他含Cr钢的N2
区1：润滑剂烧除 融化→分解→小分子（CH4, CxHy, CO2, CO, H2O）+H2O+O2 ，需要氧化性气氛 区2：烧结气氛 碳、氧、氮、氢 区3：重新渗碳 区2脱碳，使烧结件恢复碳，气氛：CH4 , CO 温度：800-900℃ 区4：冷却 防止零件烧结后氧化，使冷却过程更稳定和 具有更好的再现性，控制烧结件的显微结构。
副以上锻模、一副修边模。
和熔铸技术比较
粉末冶金优势
铸造优势
① 粉末冶金制件表面光洁度高；
① 形状不受限制；（粉末冶金注射成形形状也不受限制，
② 制造的尺寸公差很窄，尺寸精确；
但只能生产小制件）
③ 合金化与制取复合材料的可能性大
② 适于制造大型零件；
④ 组织均一（无偏聚、砂眼、缩孔）、力学性能可靠；③ 零件生产批量小时，经济；
（3）、温压压制技术
原理：温压技术是在混合物中添加高温新型润滑剂，然后将粉末和模具加热至 423K左右进行刚性模压制，最后采用传统的烧结工艺进行烧结的技术 特点：1.密度高且分布均匀；2.生坯强度高；3.脱模压力小；4.表面精度高
（4）、注射成形技术
原理：使用大量热塑性粘结剂与粉料一起注入成形模中，施于低而均匀的等 静压力，使之固结成形，然后脱粘结剂烧结
表面裂纹
芯棒吸附了铁粉颗粒，对压制模具及冲模进 行有效退磁
齿轮类零件检测方法：
起到提高强度和淬透性的作用，对于要求耐磨和高强度的产品，可以采用温压成形工艺，并可采用高温烧结来 提高密度与强度，可以一次性做到较高密度，但生产成本较高。
粉末的制备技术
机械研磨法 实质是利用动能来破坏材料的内结合力，使材料分裂产生新的界面
气流研磨法
通过气体传输粉料的一种研磨方法。与机械研磨法不同的是，气流研磨不需要磨球及其 它辅助研磨介质。研磨腔内是粉末与气体的两相混合物
粉末冶金与其他工业比较：
和热模锻技术比较
粉末冶金优势 ① 粉末冶金制件精度比精锻高；
热模锻优势 ① 可制造大型零件；
② 粉末锻造节省材料、重量控制精确、可无飞边锻造，② 锻件力学性能比烧结粉末冶金零件高，但与粉末锻造件相
也能制造形状较复杂制件；
当；
③ 粉末锻造只需一副成形模具和一副锻模；热锻需两 ③ 也可制造形状复杂程度较高的制品。