粉末冶金结构零件讲解共17页文档
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粉末冶金ppt课件
22
（1）雾化法
粉
末 冶
• 特点：
金
– 生产效率高，成本低，易于制造高纯度
成
粉末；
型
– 合金粉末易产生成分偏析以及难以制得
小于300目的细粉。
• 应用
– 制造Fe 、Pb、Sn、Zn、Al、青铜、 黄铜等低熔点金属与合金粉末；
– 18-8不锈钢、低合金钢、镍合金等 粉末。
23
(2) 机械粉碎法 是靠压碎、击碎和磨削等作用，将
– 用回弹率表示，即线性 相对伸长的百分率，其 大小与模具尺寸计算有 直接关系。
33
• 称粉 就是
称量成型一 个压坯所需 的粉末的重 量或容量。
近两吨重大型坯料（用热等静压法）
18
粉末冶金成型
粉
§2 粉末冶金成型工艺简介
末
冶
金 成
粉料制备
压制成型
烧结
型
粉末冶金成品
烧结后的处理
19
§2 粉末冶金成型工艺简介
粉
一．粉料制备（粉末冶金原料）
末
冶 金
粉末冶金原材料（粉末）
成
型
纯金属
纯金属
种类
非金属 化合物
合金 化合物 复合金属粉末
制取方法选择：
• 特点：
从固态金属氧
– 该法简单，费用低 化 物 或 金 属 化 合 物
• 应用
中还原制取金属粉
– 目前铁粉大部分 由还原法生产。
末，是最常用的生 产方法之一。
26
（4）电解法
从金属盐水溶液中电
粉 末
解沉积金属粉末。
冶
• 特点：
金 成
– 电解末高纯度，高密度，高压缩性；
型
（1）雾化法
粉
末 冶
• 特点：
金
– 生产效率高，成本低，易于制造高纯度
成
粉末；
型
– 合金粉末易产生成分偏析以及难以制得
小于300目的细粉。
• 应用
– 制造Fe 、Pb、Sn、Zn、Al、青铜、 黄铜等低熔点金属与合金粉末；
– 18-8不锈钢、低合金钢、镍合金等 粉末。
23
(2) 机械粉碎法 是靠压碎、击碎和磨削等作用，将
– 用回弹率表示，即线性 相对伸长的百分率，其 大小与模具尺寸计算有 直接关系。
33
• 称粉 就是
称量成型一 个压坯所需 的粉末的重 量或容量。
近两吨重大型坯料（用热等静压法）
18
粉末冶金成型
粉
§2 粉末冶金成型工艺简介
末
冶
金 成
粉料制备
压制成型
烧结
型
粉末冶金成品
烧结后的处理
19
§2 粉末冶金成型工艺简介
粉
一．粉料制备（粉末冶金原料）
末
冶 金
粉末冶金原材料（粉末）
成
型
纯金属
纯金属
种类
非金属 化合物
合金 化合物 复合金属粉末
制取方法选择：
• 特点：
从固态金属氧
– 该法简单，费用低 化 物 或 金 属 化 合 物
• 应用
中还原制取金属粉
– 目前铁粉大部分 由还原法生产。
末，是最常用的生 产方法之一。
26
（4）电解法
从金属盐水溶液中电
粉 末
解沉积金属粉末。
冶
• 特点：
金 成
– 电解末高纯度，高密度，高压缩性；
型
粉末冶金知识讲座
Ni与Cu同时强化Fe时，强化作用不是累 加的，而是显著高于计算值。表6-20是 烧结Fe-Ni-Cu合金的Ni、Cu含量和密度 与力学性能的关系。
在上述合金中加入碳时，烧结合金或合 金热处理后的抗拉强度显著提高，但延 伸率下降。
典型的烧结镍钢的化学成分和机械性能 标准分别示于表6-18与6-23中。
孔隙度为15~20%的烧结材料其冲击韧性 值很小，比相应致密材料小几倍。
断裂韧性与疲劳强度
断裂韧性是材料的一个新的机械性能指 标，是机械结构带有裂纹时的一种新的 断裂判据。疲劳断裂时同样涉及材料中 裂纹的扩展（在交变应力作用下）
应力强度因子K与平面应变断裂韧度KIC
与塑性和冲击韧性相似，断裂韧性与疲 劳强度也强烈地取决于材料的孔隙度和 孔隙形状，还与材料的含氧量有很大关 系。
烧结镍钢中添加合金元素Mo的主要目的 为了增高烧结合金的淬透性，进一步增 高抗拉强度。因此烧结镍铜钼钢属于高 强度热处理烧结钢。
烧结镍铜钼钢的化学成分与力学性能示 于表6-24；
热处理后它们的机械性能和热处理条件 分别示于表6-25
消音止火 利用材料内部孔隙对声波的 漫反射原理而达到消音作用；
火焰经过孔隙被“吞没”。
应用：如氧乙炔防回火装置，汽车尾气 消音防火装置等。
2.1.1.6假合金与复合材料
粉末冶金材料的另一组织特征是具有双 相或多相从相图上看来完全不互溶的组 织状态，这一特点是其它致密材料很难 做到的。而在粉末冶金材料制造工艺过 程中，是很容易实现的。一种方法是直 接混入不互溶的组分进行压烧；另一种 是先做成一多孔骨架材料，通过熔浸的 方法将第二相物质渗入。这种材料严格 意义是讲也是复合材料。
孔隙分开孔、闭孔和连通孔三种。
开孔：材料中与外表面相通的孔隙，
粉末特性-粉末冶金页PPT课件
铁粉性能的比较
Green strength (MPa)
生坯强度
0.6% Kenolube
40 35 30 25 20 15 10
5 200 300 400 500 600 700 800 900
压制压力（MPa）
MH80.23 NC100.24 SC100.26 ABC100.30 ASC100.29 AHC100.29
150-212 45-150 <45
铁粉性能的比较
g/cm3 s/50g
松比和流动性
3.5
40
3.0
35
2.5
30
25 2.0
20 1.5
15
1.0
10
0.5
5
0.0
0
ABC100.30
ASC100.29
AHC100.29
SC100.26
NC100.24
H80.23 M
松比 流动性
铁粉性能的比较
粉末性能
• 冶金性能
化学成分与杂质 显微结构 显微硬度
• 几何性能
颗粒尺寸分布 颗粒外部形状 颗粒内部结构（颗粒孔隙度）
• 机械性能
流动速率 松装密度 压缩性，生坯强度和弹性后效
性能间的相互关系
• 显微结构 化学成分 • 显微硬度 化学成分 • 压缩性 显微硬度, 孔隙度 • 压缩性 粒度 • 流动性 颗粒形状和尺寸 • 生坯强度 颗粒形状
Green density (g/cm3)
压缩性
润滑阴模
7.6 7.4 7.2 7.0 6.8 6.6 6.4 6.2 6.0 5.8 5.6
200 300 400 500 600 700 800 900
粉末冶金知识讲义
3、W－Cu假合金－制造电触头材料 4、难溶金属材料 － W－Cu－Ni合金：液相烧结，
W与Cu不互溶，W在Ni中溶解度较大，50%， Cu与Ni可互溶， 1350℃烧结时， Cu、Ni全部熔化，W溶解度达18% 90%W-Cu-Ni重合金，密度＞17－接近理论密度 ， 强度与钢相近，易于机加工， 应用－精密仪器(陀螺仪)平衡锤、 自动钟表的摆锤、穿甲弹头等；
尺寸 400～ 250～ 160～ 125～ 100~ 63~ 50~ 40~ 28~ 微米 500 315 200 160 125 80 63 50 40
三、成型 液体受压其个向受力均匀，
粉末在模具内受力是不均匀的， 粉末颗粒间彼此摩擦、相互楔住， 压力的传递，
垂直方向大、 横向小；
压坯的密度分布： 密度分布、 硬度分布 3－28
如粒度较粗的 Zn、Al粉、 硅酸铝耐火纤维；
③互成角度的喷射 －应用最多
V型喷射 1－68
锥型喷射 1－69
旋涡环形喷射
超细粉末： 常采用气动法－用高速气流吹散熔融金属流，
金属流在气动作用下分散成许多细小的微粒， 同时冷却、凝固； 高速气流： 亚音速(接近273m/s)， 超音速－1.8马赫；
①低速时：磨球自然泻落，物料的破碎靠摩擦作用； ②合适转速时：磨球抛落，冲击＋摩擦作用，效果最好； ③临界转速及以上：没有破碎作用；
影响因素： 转速－工作转速/临界转速＝0.7~0.75磨球抛落，
适于较粗较脆的物料； ＝0.6磨球滚动，用于研磨较细的物料； 装球量－装球体积/滚筒体积＝装填系数 一般取0.4～0.5； 球料比－装料量应以填满磨球的间隙， 并稍微掩盖住球体表面为原则； 球的大小－一般是大小磨球配合使用， 磨球直径≤(1/18～1/24)滚筒直径； 研磨介质－空气－干磨； 液态－水、酒精、丙酮、汽油等－湿磨；
粉末冶金原理简介课件
化学共沉淀法
总结词
通过化学反应使金属离子共沉淀形成均匀的金属氧化物或硫化物粉末。
详细描述
化学共沉淀法是一种制备金属粉末的方法，通过化学反应使金属离子共沉淀形成 均匀的金属氧化物或硫化物粉末。在沉淀过程中，控制溶液的pH值和浓度等条 件，使不同金属离子同时沉淀，形成成分均匀的混合物粉末。
喷雾干燥法
定义
粉末烧结是一种通过加热使粉末颗粒 间发生粘结，从而将它们转化为致由烧结和压制烧结。
烧结原理与过程
原理
烧结过程中，粉末颗粒通过表面扩散、粘性流动和塑性变形等机制相互粘结， 形成连续的固体结构。
过程
烧结过程通常包括加热、保温和冷却三个阶段，其中保温阶段是粉末颗粒粘结 的主要阶段。
能源领域
粉末冶金多孔材料可用于制造 燃料电池电极、核反应堆控制 棒等能源相关领域。
医疗器械
粉末冶金材料具有生物相容性 和耐腐蚀性，适用于医疗器械 制造，如人工关节、牙科植入
物等。
粉末冶金的发展历程
01
02
03
早期发展
粉末冶金起源于古代金属 加工技术，如青铜器时代 的铜合金制造。
20世纪发展
随着科技的发展，粉末冶 金在20世纪得到了广泛研 究和应用，涉及领域不断 扩大。
05
粉末冶金材料性能
力学性能
高强度和硬度
粉末冶金材料通过细晶强 化等手段，表现出较高的 硬度和强度，能够满足各 种复杂工况的需求。
良好的耐磨性
由于粉末冶金材料的晶粒 细小且均匀，其耐磨性优 于传统铸造和锻造材料。
抗疲劳性能
由于材料的内部结构均匀 ，可以有效抵抗疲劳裂纹 的扩展，提高零件的寿命 。
特点
粉末冶金具有能够制备传统熔炼 方法难以制备的合金、材料纯度 高、材料性能可调范围广、节能 环保等优点。
粉末冶金 课件
粉 末 冶 金 成 型
二． 特 点
1. 具有优异的组织结构和性能
2. 表现出显著的技术经济效益； 3. 能生产许多用其它方法所不能生产的 材料和制品（如：许多难熔材料）；
二． 特 点
4. 是制造各种机器零件重要而又经济的成 型技 术；（能够获得具有最终尺寸和形状 的零件，实现了少无切削加工） 5.普通粉末冶金制品的强度比相应锻件或铸 件要低（20~30）%；（制品内部有孔隙）
3．提高制件形状与尺寸精度
——精整、机械加工
§3 粉末冶金制品的结构工艺性
粉 末 冶 金 成 型
§3 粉末冶金制品的结构工艺性
一、避免模具出现脆弱的尖角；
二、避免模具和压坯出现局部薄壁； 三、锥面和斜面需有一小段平直带； 四、需要有脱模锥角或圆角； 五、适应压制方向的需要 总的原则 零件结构应尽量简单，方便压制、脱 模； 利于粉末均匀填充，压坯致密且密度均匀；
3 ．难熔金属及其碳化物的粉末制品（硬质合金）
§1 概 述
粉 末 冶 金 成 型
五、应用
板、带、棒、管、丝等各种型材 齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件 重量仅百分之几克的小制品 近两吨重大型坯料（用热等静压法）
成批或
大量生产
粉末冶金成型
粉 末 冶 金 成 型
§2
粉料制备
粉末冶金成型工艺简介
压制成型 烧 结
粉末冶金成品
烧结后的处理
§2 粉末冶金成型工艺简介
粉 末 冶 金 成 型
一．粉料制备（粉末冶金原料）
粉末冶金原材料（粉末） 种类 纯金属 非金属 化合物 纯金属 合金 化合物 复合金属粉末
制取方法选择： 取决于该材料的特殊性能及制取方法的成 本
粉末冶金工艺(共17张PPT)
粉末冶金工艺
粉末冶金工艺过程
• 粉末冶金材料是指不经熔炼和铸造，直接 用几种金属粉末或金属粉末与非金属粉末， 通过配制、压制成型，烧结和后处理等制 成的材料。粉末冶金是金属冶金工艺与陶 瓷烧结工艺的结合，它通常要经过以下几 个工艺过程：
一、粉料制备与压制成型
• 常用机械粉碎、雾化、物理化学法制取粉 末。制取的粉末经过筛分与混合，混料均 匀并加入适当的增塑剂，再进行压制成型， 粉粒间的原子通过固相扩散和机械咬合作 用，使制件结合为具有一定强度的整体。 压力越大则制件密度越大，强度相应增加。 有时为减小压力合增加制件密度，也可采 用热等静压成型的方法。
三、后处理
• 一般情况下，烧结好的制件能够达到所需 性能，可直接使用。但有时还需进行必要 的后处理。如精压处理，可提高制件的密 度和尺寸形状精度；对铁基粉末冶金制件 进行淬火、表面淬火等处理可改善其机械 性能；为达到润滑或耐蚀目的而进行浸油 或浸渍其它液态润滑剂；将低熔点金属渗 入制件孔隙中去的熔渗处理，可提高制件 的强度、硬度、可塑性或冲击韧性等。
粉末冶金工艺的基本工序
• 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 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。
粉末冶金方法起源于公元前三千多年。 从民用工业到军事工业；
械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化 现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。
将低熔点金属渗入制件孔隙中去的熔渗处理，可提高制件的强度、硬度、可塑性冲击韧性等。 3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不 怕氧化，也不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。
粉末冶金工艺过程
• 粉末冶金材料是指不经熔炼和铸造，直接 用几种金属粉末或金属粉末与非金属粉末， 通过配制、压制成型，烧结和后处理等制 成的材料。粉末冶金是金属冶金工艺与陶 瓷烧结工艺的结合，它通常要经过以下几 个工艺过程：
一、粉料制备与压制成型
• 常用机械粉碎、雾化、物理化学法制取粉 末。制取的粉末经过筛分与混合，混料均 匀并加入适当的增塑剂，再进行压制成型， 粉粒间的原子通过固相扩散和机械咬合作 用，使制件结合为具有一定强度的整体。 压力越大则制件密度越大，强度相应增加。 有时为减小压力合增加制件密度，也可采 用热等静压成型的方法。
三、后处理
• 一般情况下，烧结好的制件能够达到所需 性能，可直接使用。但有时还需进行必要 的后处理。如精压处理，可提高制件的密 度和尺寸形状精度；对铁基粉末冶金制件 进行淬火、表面淬火等处理可改善其机械 性能；为达到润滑或耐蚀目的而进行浸油 或浸渍其它液态润滑剂；将低熔点金属渗 入制件孔隙中去的熔渗处理，可提高制件 的强度、硬度、可塑性或冲击韧性等。
粉末冶金工艺的基本工序
• 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 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。
粉末冶金方法起源于公元前三千多年。 从民用工业到军事工业；
械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化 现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。
将低熔点金属渗入制件孔隙中去的熔渗处理，可提高制件的强度、硬度、可塑性冲击韧性等。 3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不 怕氧化，也不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。
粉末冶金材料PPT课件
16.5
600
7.1
245
21.0
800
7.3
260
25.5
7
浸铜烧结铁-石墨材料的性能
化学成分 （%） Fe Cu C
密度 抗拉强 度
（g/cm3）
（MPa）
延伸 率
（%）
硬度
（HB）
孔隙 度
（%）
0
8.02
468
8
74
0.25 7.94
593
5
78
余 15 0.5 7.89
644
4
87 2~3
• 铝基粉末冶金结构零件也在大批量生产。铝粉如此之软，以 致压制成形时，铝粉压坏强烈趋向于黏附在阴模。为克服这 种趋向，必须在铝粉中加人大量润滑剂。使用较粗的铝粉颗 粒，也能减小这种黏附倾向。铝基台金结构零件压坯是由元 素铝粉、铜粉、镁粉、硅粉及外加1.5％(质量分数）润滑剂 的混合粉压制成形的。压制时，采用低压制压力，以便压坯 具有足够高的开孔孔隙度．从而烧结时使润滑剂能迅速排出。
• 烧结温度位于600℃附近。烧结时铝与铜、镁及硅反应形成 液相。铝粉颗粒表面的氧化物层相当薄，因此液相得以在金 属粉末颗粒之间铺展和很好地接触。
• 最好的烧结气氛是-40℃左右的低露点、高纯氮气。往往在 烧结后随即进行热处理，以通过时效硬化强化台金。
33
1.3 烧结摩擦材料
• 1.3.1 概述 • 1.3.2 材料组成及摩擦条件对性能的影响 • 1.3.3 烧结摩擦材料的性能与制造工艺 • 1.3.4 发展方向
15
16
铜熔渗烧结钢结构
• 用铜熔渗烧结钢结构零件，可改进结构零件的密度均一性，提高结构 零件材料的抗拉强度、硬度、韧性、疲劳强度及冲击性能。烧结铁结 构零件，其各个截面的密度不同．熔渗铜可使各截面的密度趋于均一。
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1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
粉末冶金结构零件讲解 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无ห้องสมุดไป่ตู้句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
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粉末冶金结构零件讲解 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无ห้องสมุดไป่ตู้句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根