粉末锻造(背景).
粉锻连杆 张光明..
锻钢连杆钻屑
粉锻连杆钻屑
刀 具 寿 命 延 长 3 倍
粉末锻造汽车连杆
成本降低20%
粉末锻造汽车连杆
粉锻连杆应用概况及市场预测
2005年，北美粉锻连杆已占据了60%的连杆市场份额，年产量超过6000万根。通用、福 特、克莱斯勒、宝马、奔驰、捷豹、丰田、本田、马自达、现代汽车公司都已大规模装车 使用粉锻连杆。
保持了粉末冶金近净成形的优 势，节能、省材、低成本。
冷+热加工致密化
消除粉末冶金残留孔隙的影响， 达到甚至超过锻钢的性能。
粉末锻造技术简介
粉末锻造技术可实现高强度粉末冶金零件的一次锻压致密化成形， 主要用于生产复杂形状的高性能粉末冶金汽车零件。
20世纪40年代，通用汽车利用废钢屑开始粉末锻造研究； 20世纪60年代，美国建立世界上第一条粉锻齿轮生产线，每小时生产齿轮900个(4s/个)；
粉末锻造汽车连杆
粉锻连杆工艺技术特点
产品质量
汽车主机厂关注： 表面粗糙度低，尺寸和质量偏差为锻钢连杆的1/7 使得发动机中平衡力矩差异降低2/3，有效提高发动机NVH特性
粉锻：杆身截面
疲劳断裂部位
疲劳极限 分散度为 锻钢连杆 的10-30%
锻钢：杆身截面
疲劳断裂部位
粉末锻造汽车连杆
粉锻连杆工艺技术特点
粉锻汽车连杆中试生产
粉锻连杆中试生产方案
技术路线
粉末制备 自制 成形 密度控制 烧结 组织控制
(加热)
锻造
热处理
喷丸
密度控制
组织控制
裂解 质量控制
精加工（
台架+装机试验）
通过中试生产，完成批量试制和评价，获得稳定的粉锻连杆生产工艺。
粉末 锻造
后续工艺→热处理：热处理有助于
提高结构件的耐磨性，提高机械性能， 特别是提高疲劳强度。粉末冶金件常 用的热处理有渗碳及碳氮共渗两种。
井式氮化炉
台车式电阻炉
最终检验:包过几何尺寸、力学
性能、探伤等方面的检验。
包装：
粉末锻造优点：
1、提高了材料利用率；
对比项目 100mm的尺寸精度 制品重量波动 初加工毛坯的材料利用率 制品材料利用率 普通模锻 ±1.5mm ±3.5% 70% 45% 粉末锻造 ±0.2mm ±0.5% 99.5% 80%
力机上成形。
粉末锻造中的各种成形模具
齿 轮 成 形 模 具
齿 轮 成 形 过 程
粉末锻造成形压力机
烧结：烧结是指粉末或压坯
在低于主要组分熔点的温度下 借助于原子迁移实现颗粒间联 结的过程
烧结产品冷却出炉
烧结炉
常用箱式烧结炉
美国CENTORR公司高温真空 烧结炉
烧结工艺：
一、根据烧结温度不同
2、容易获得形状复杂的零件；
3、有利于提高锻件力学性能。
粉末锻造的应用：
从1964年GMC公司研究粉末锻造汽车连杆至 今粉末锻造在汽车制造业得到广泛应用，发展非常 迅猛。
汽车连杆
汽车轮毂
汽车轴承零件
变速箱齿轮
变速箱凸轮
发动机转子
粉末锻造技术在航天、农业机械、电 器仪表、办公机械、手动工具、民用五 金等行业也广泛被应用。
粉末锻造
目录
粉末锻造特点 粉末锻造应用
粉末锻造特点
粉末锻造：通常是指将粉末烧结的预成形坯 经加热后，在闭式模中锻造成零件的成形工 艺方法。粉末锻造是将传统粉末冶金和精密 锻造结合起来的一种新工艺，并兼两者的优
粉末成形与烧结
提要
本章重点是粉末压制成形的基本理论、粉末特殊成形的
基本方法和特点，粉末体烧结的基本原理。
难点是粉末压制理论、粉末位移规律，粉末烧结热力学。 通过本章学习： ①要求掌握粉末成形与烧结的一般概念,粉末压制基本规律, 粉末烧结基本原理；
②了解粉末特殊成形技术；
（3）爆炸成形
增塑成形
（1）粉末轧制（也可不用增塑剂）
其他成形
（2）粉末挤压
（3）粉末注射成形 （4）车坯、滚压
喷射成形等
主要烧结方法分类
无压烧结
固相烧结、液相烧结、反应烧结等。 (可在空气、保护气氛或真空中进行)
加压烧结
热压（固相、液相）、热等静压（固相、液相）、粉末锻造等。 可在空气、保护气氛或真空中进行。
③ 孔隙度（porosity）
m V孔 V压 Vm 1 d m V压 V压
Vm — 致密固体体积 ④ 相对容比（相对体积或相对容积）
(6.2.6)
m 1 1 Vm d
V压
(6.2.7)
⑤ 孔隙度系数（孔隙相对容比）——空隙部分体积与致密体部分积之比
测定时，将功套试样放在两个平板之间，逐渐增加负荷直到试祥出现裂纹 而负荷值不再上升为止。此时，所指的压力即为压溃负荷，按下列公式计 算得的尺值即为径向压溃强度：
（3）测定边角稳定性的转鼓试验——将直径12．7mm厚6．35mm 的圆柱状压坯装入14目的金属网制鼓筒中，以87r／min的转速 转动1000转后，测定压坯的质量损失率来表征压坯强度：
③知道粉末胶凝固化概念和基本方法。
参考文献
[1]黄培云 主编.《粉末冶金原理》.冶金工业出版
pmma粉末铸造工艺流程
pmma粉末铸造工艺流程英文回答：The process of powder casting for PMMA involves several steps. First, the PMMA powder is prepared by grinding and sieving it to achieve a uniform particle size distribution. This is important to ensure the quality of the final product.中文回答：PMMA粉末铸造的工艺包括几个步骤。
首先，需要通过研磨和筛分来制备PMMA粉末，以获得均匀的粒径分布。
这一步骤对于确保最终产品的质量非常重要。
Next, the prepared PMMA powder is mixed with a binder material to form a slurry. The binder material helps to hold the powder particles together and provide the necessary strength during the casting process. The slurry is then poured into a mold or a pattern to create thedesired shape of the final product.接下来，准备好的PMMA粉末与粘结剂材料混合，形成浆料。
粘结剂材料有助于将粉末颗粒粘结在一起，并在铸造过程中提供必要的强度。
然后将浆料倒入模具或样板中，以形成最终产品的所需形状。
Once the slurry is poured into the mold, it needs to be solidified. This can be achieved through various methods such as air drying, thermal curing, or UV curing, depending on the specific requirements of the casting process. The solidification process allows the slurry to harden and take the shape of the mold, forming a solid PMMA product.一旦浆料倒入模具中，就需要进行固化。
粉末锻造成型工艺过程
粉末锻造成型工艺是一种利用金属粉末进行成型的工艺。
其主要过程包括以下几个步骤：
1. 原料准备：选择适当的金属粉末作为原料，并根据产品要求进行筛选和混合。
通常会添加一定量的润滑剂和增塑剂，以提高粉末的流动性和成型性能。
2. 压制成型：将混合好的金属粉末放入特制的模具中，然后通过压力机进行压制。
压制过程中，金属粉末会被紧密地压实，形成一定形状的坯料。
3. 粉末预处理：压制成型后的坯料通常会进行一定的预处理，包括去除润滑剂和增塑剂，以及进行退火处理，以提高坯料的力学性能和成形性能。
4. 粉末锻造：将经过预处理的坯料放入特制的锻造模具中，然后通过锻造机进行锻造。
锻造过程中，坯料会受到一定的压力和温度作用，使其发生塑性变形，最终形成所需的产品形状。
5. 后处理：锻造成型后的产品通常需要进行一定的后处理，包括除去表面的氧化物和污染物，以及进行热处理、机械加工和表面处理等，以提高产品的性能和外观质量。
总的来说，粉末锻造成型工艺是一种将金属粉末通过压制和锻造等工艺步骤，以实现金属材料成型的工艺。
它可以制造出复杂形状的零件，并具有高精度、高强度和良好的表面质量等优点，因此在航空航天、汽车、机械等领域有广泛的应用。
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。
粉末压制烧结知识
4.1粉末压制成形过程粉末压制(这里主要指粉末冶金)是用金属粉末(或者金属和非金属粉末的混合物)做原料，经压制成形后烧结而制造各种类形的零件和产品的方法。
颗粒状材料兼有液体和固体的双重特性，即整体具有一定的流动性和每个颗粒本身的塑性，人们正是利用这特性来实现粉末的成形，以获得所需的产品。
粉末压制的特点：1)能够生产出其他方法不能或很难制造的制品。
可制取像难熔、极硬和特殊性能的材料，2)材料的利用率很高，接近100％。
3)虽然用其他方法也可以制造，但用粉末冶金法更为经济。
4)一般说来，金属粉末的价格较高，粉末冶金的设备和模具投资较大，零件几何形状受一定限制，因此粉末冶金适宜于大批量生产的零件。
粉末压制生产技术流程如下：4．1．1金属粉末的制取及其特性(1)金属粉末的制取金属粉末的生产有多种方法，其中主要有：矿物还原法，雾化法，机械粉碎法等。
1)矿物还原法制取粉末矿物还原法是金属矿石在一定冶金条件下被还原后，得到一定形状和大小的金属料，然后将金属料经粉碎等处理以获得粉末。
矿物还原法主要适用于铁粉生产，铁粉纯度直接与铁矿石的纯度有关。
除铁粉外，用矿物还原法还能生产钴、钼、钙等粉末。
例如，难熔的金属化合物粉末如碳化物、硼化物、硅化物粉末，是通过金属氧化物粉末与碳、硼或硅粉末的化合作用或者化学置换的方法而获得的。
碳化物粉的制取，可采用碳黑粉直接还原金属氧化物，其反应如下：MO、MC泛指金属氧化物、金属碳化物这种还原过程所需温度比较高。
如制取碳化钨粉时为1400-1 600oC，通常在碳管炉中进行，反应过程中可通过氢气或在真空中进行。
2)电解法电解法是采用金属盐的水溶液电解析出或熔盐电解析出金属颗粒或海绵状金属块，再用机械法进行粉碎。
3)雾化法制取粉末雾化法是将熔化的金属液通过喷射气流(空气或惰性气体)、水蒸汽或水的机械力和急冷作用使金属熔液雾化，而得到金属粉末。
示意图见图4-1。
由于雾化法制得的粉末纯度较高，又可合金化，粉末有其特点，且产量高、成本较低，故其应用发展很快。
谈粉末锻造成形工艺在摩托车零部件上的应用(1)
049谈粉末锻造成形工艺在摩托车零部件上的应用(1)Cui LijunAbout the Application of Powder ForgingProcess in Motorcycle Parts(1)崔利军粉末锻造技术既有粉末冶金成形性能较好的优点，又具有能发挥锻造变形有效地改变金属材料组织和性能作用的特点，使粉末冶金和锻造工艺在生产上取得了新的突破，特别适宜大批量生产高强度、形状复杂的结构零件，粉末锻造工艺方法已经成熟，作为一种精减工序，减少公害和节约资源的合乎时代要求的技术，是一项跨世纪的先进的高新技术。
因此在各工业部门中有大力推广应用的发展前途，值得业内人士的关注。
1 粉末锻造工艺迫切需要大力发展粉末锻造技术是常规的粉末冶金工艺和精密锻造有机结合而发展起来的一项颇具有市场竞争力的少、无切削金属加工方法。
该方法以金属粉末为原料，经过预成形压制，在保护气氛中进行加热烧结及作为锻造毛坯，然后在压力机上一次锻造成形和实现无飞边精密模锻，从而获得了与普通模锻件质量密度相同、形状复杂的精密锻件。
当下，传统的普通模锻和机械加工方法已难以满足当今汽车、摩托车等工业生产中对产品高质量、高精度、高效率、低消耗、低成本的要求。
为此，20世纪40年代德国和美国对铁粉锻造开始进行研究，直到20世纪60年代中期已初步研制成功一种新型的金属塑性成形工艺——粉末锻造，首次锻造出连杆零件。
锻压成型工艺具体指锻造成形与锻造工艺无关，只是图纸或技术要求，要求工件要以锻造工序完成，也就是说无论采用何种锻压工艺，一定要满足图纸和技术要求尺寸。
反过来说图纸和技术要求尺寸是由锻压工序完成。
粉末冶金作为金属零件制造的少无切削工艺，采用模压成形和烧结工艺具有节约材料、提高效率、降低成本的特点，铁铜基粉末冶金零部件在汽车、摩托车及机械零部件上的应用越来越多。
但一般粉末冶金零件在致密性和机械性能上难以达到冶炼钢的水平。
尽管采用了许多新工艺方法，如复压复烧、温压成形等，却很难突破7.7 g/cm 3以上的密度水平，且成本大幅提高。
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汽车后桥差速器行星齿轮和东方红一20拖拉机倒档直齿轮。
4.上海、洛阳、南京、武汉等粉末冶金厂也进行了粉末锻造齿轮产品
的研制。
5.武汉钢铁公司粉末冶金公司和武汉汽车工业大学合作 ,研制成功 重22公斤、模数15、齿数18的大型粉末锻造伞齿轮以及多种圆柱直 齿轮和伞齿轮。该大齿轮堪称当时世界之最重粉末锻造件。 70年代是我国粉末锻造工艺快速起步的时期,虽然有一定盲目性,但
成绩斐然。可是80年代以后,受世界和国内形势的影响,粉末锻造生
产在我国几乎没有大的进展。
国内外粉末锻造技术的差距 国外粉末锻造制品的应用
近年来,各国在汽车中使用的粉末冶金零件在不断增加,其中用粉末
热锻工艺生产的汽车零件有:发动机中的连杆,自动变速器中的转换离合 器的内、外环,超越离合器的外环;锁定转换器的毅、内环及单向内凸轮, 载重车自动变速器的内齿环,单向离合器的内外环,卡车齿轮箱的同步环, 轻型车四轮驱动分动箱的齿环毛坯等。 1.美国 GM汽车公司1964年曾试图用粉末锻造工艺制造汽车发动机连杆 , 但未获应用。1968年 ,该公司宣布粉末锻造后桥差速器行星齿轮试制成 功 ,并与CINCINNATI公司合作 ,建立了自动生产线 ,掀起了世界粉末锻造
带齿轮,汽车连杆,起重机链轮等。
至1989年 ,美国用于粉末锻造的钢粉已达 12000t,欧洲和日本分别是 3000t。汽车中有代表性的高应力零件除连杆外 ,还有各类高强度、 高精度传动齿轮。
美国eFdearl一M。-gal公司于1987年锻成4618合金钢内齿圈,用粉 末锻造一次将齿轮和花键齿锻造到接近最终尺寸,加工后最终内齿
5.德国 Krebgoge公司烧结工厂制造的 BMnwvs 小轿车发动机的粉末锻造 连杆于1992年投入应用,欧洲粉末冶金协会又于1993年对该公司用于高
性能摩托车 BMw一R11ooRs 双缸发动机的粉末锻造连杆颁发了粉末冶金
革新奖。并且颁发了欧洲国家使用该公司粉末锻造连杆的许可证。该 公司拥有四条粉末热压生产线,主要产品有:汽车中的大型同步齿环,皮
规模。
敬请老师指导！ 谢谢大家！
粉末锻造的背景
汇报人：***
指导老师：***
汇报时间：2016.5.4
一、粉末锻造的背景
1.粉末锻造开始于20世纪40年代初期,美国通用汽车公司最先使用机 械破碎废钢屑进行粉末锻造研究；
2.到20世纪60年代后期,美国首先宣布采用粉末锻造技术成功试制了
汽车后桥差速器行星齿轮,并建立了世界上第一条粉末锻造生产线, 每小时生产齿轮900个；
3.进入20世纪70年代,粉末锻造工艺因其技术可行和经济效益显著而 受到美、德、日等国政府、工业界和学术界的广泛重视；
4.我国于1972年开始在粉末锻造材质、塑性理论、锻造工艺和设
备、锻造产品等方面进行了探索和研究,成功制造出了多种型号 的粉末锻造齿轮；
20世纪80年代以后,粉末锻造进入产业化阶段,美、德、日等国开始批 量生产粉末锻造汽车发动机零件,其中最引人关注的是粉末锻造连杆和
70年代,许多大专院校和科研院所开展了粉末锻造工艺和机理的研
究。其特点是冶金院所的粉末冶金专业侧重于粉末锻造工艺方面 的研究,机械院校的锻压专业侧重于粉末锻造机理和成形规律方面
的研究。一批颇具实用价值的研究成果陆续在各级刊物和各级学
术会议上发表,促进了粉末锻造技术的研究和产品的开发。
粉末锻造产品的研制和生产 70年代,国内粉末冶金行业开展了多种粉末锻造产品的研制。 1.益阳粉末冶金总厂和研究所与中南工业大学合作开展了工农一 10型手扶拖拉机末端传动齿轮的研制。 2.杭州粉末冶金研究所采用Fe一c系和Fe一cu一Mo-c系混合粉以及(Fe
圈的表面硬度不低于57HRe,极限拉伸强度2070MPa,心部性能包括
硬度不低于25HRc和极限拉伸强度1520MPa,该零件通过齿轮和花键 齿要传递的扭矩达1356N*m。 可以认为,80年代至今 ,我国粉末锻造技术的生产应用几乎没有 进展。品种少、产量低,除沈阳粉末冶金厂等少数单位10余年来 累计生产汽车行星伞齿轮约8000万件,益阳粉末冶金研究所具有 年产40万件东方红一 75型拖拉机支重轮粉末锻造密封环的生产 能力外,其它单位均未达到工业生产粉末锻造高强度结构零件的
一Mo)一cu一c系共还原粉配制的混合粉进行粉末锻造,分别取代45号
钢和18crMniT钢,研制的工农一7型、工农一18型手扶拖拉机齿轮及二 号泵传动盘取得成功,投入批量试制。
3.沈阳汽车齿轮厂粉末冶金车间(后合并为沈阳粉末治金厂)建成粉末锻
造生产线。北京市粉末冶金研究所、机械工业部天津第五设计院、天津 内燃机齿轮厂三方合作也建成粉末锻造生产线,生产BJ一130、BJ一212
齿轮,我国粉锻汽车行星齿轮也大量投产；
粉末锻造技术在我国的发展
粉末锻造材质的研制
70年代,一些高等院校和有条件的科研院所及厂家已经开始了喷雾 制粉工艺的研究。益阳粉末冶金研究所、南京粉末冶金厂等也分 别研制成功结构件用粉末冶金cu一Mo。和Ni一Mo。合金钢粉,应用 于产品的开发和生产。
粉末锻造工艺的研究
工艺的开发热潮。
2.1986年美国FoRD汽车公司两种车型的 1.9L四缸发动机上已使用了粉 末热锻连杆 ,该公司每天可生产这种发动机 2200台,声称 1991年至少使
用1000万件粉末锻造杆,耗用钢粉7000t以上。
3.美国Hayes公司已建立一条制造汽车用粉末锻造件的生产线 ,生产能 力为68okg/h。 4.日本ToyoTA公司于1981年正式投产和应用粉末锻造汽车连杆和离合 器外圈。其中连杆的月产能力达14万只,用于新设计的15型发动机。