粉末冶金工艺及材料基础知识介绍

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粉末冶金知识大全

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粉末冶金知识大全简介粉末冶金是一种重要的制备材料的方法,它通过将金属或非金属加工成粉末,再通过压制和烧结等工艺将粉末粒子紧密结合形成所需的材料。

本文将介绍粉末冶金的基本原理、工艺流程和应用领域。

1. 粉末制备粉末冶金的第一步是制备粉末。

常见的粉末制备方法包括:•原子熔化法:通过将金属或合金加热到高温,使其熔化后迅速冷却,冷却过程中形成的微细颗粒即为粉末。

•机械研磨法:将金属块或合金块放入球磨机中与球磨介质一起磨碎,经过一定时间后得到所需的粉末。

•物理气相法:通过高温蒸发和凝聚,使金属或合金从气相转变为粉末。

常见的物理气相制备方法有气体凝聚法、物理溅射法等。

2. 粉末冶金工艺粉末冶金包括压制、烧结和后处理等多个工艺步骤。

2.1 压制压制是将制备好的粉末以一定的压力塑造成所需形状的过程。

常见的压制方法有:•静态压制:即将粉末放置在模具中,施加垂直于模具方向的压力,使粉末颗粒之间发生塑性变形,形成一定形状的绿体。

•动态压制:即通过提供一个快速冲击力,使粉末颗粒互相碰撞并发生变形,形成一定形状的绿体。

2.2 烧结烧结是将压制好的绿体在一定温度下进行加热,使粉末颗粒之间发生扩散和结合,形成致密的材料。

常见的烧结方法有:•常压烧结:将绿体放在电炉或气炉中进行加热,使粉末颗粒熔结或固相扩散结合。

•热等静压烧结:在加热的同时施加一定的压力,用于加强绿体的结合。

2.3 后处理烧结完成后,还需要进行一些后处理步骤以提高材料的性能。

常见的后处理方法有:•热处理:通过控制温度和时间,在一定的条件下改变材料的组织结构,提高其硬度、强度等性能。

•表面处理:在材料表面形成覆盖层、涂层或改变表面形貌,以提高耐磨、耐腐蚀等性能。

3. 应用领域粉末冶金在许多领域都有着广泛的应用。

3.1 金属制品粉末冶金可以制备各种金属制品,如汽车零部件、工具等。

由于独特的结构和物理性能,粉末冶金制品具有优异的耐磨、抗拉伸和耐腐蚀等特点。

3.2 陶瓷制品通过粉末冶金技术可以制备出高纯度、高强度的陶瓷制品,如陶瓷刀具、陶瓷齿轮等。

粉末冶金手册

粉末冶金手册

粉末冶金手册粉末冶金是一种将金属或非金属粉末通过压制、烧结等工艺加工成成型品的制造工艺。

粉末冶金具有高效、低成本、可成型性好、材料利用率高等优势,因此在航空航天、汽车工业、电子行业等领域得到广泛应用。

本手册将介绍粉末冶金的基本原理、工艺流程、材料选择、设备介绍等内容。

一、粉末冶金的基本原理粉末冶金的基本原理是将金属或非金属物质经过粉碎或原料特殊制备得到的粉末,经过压制成型或注射成型,再经过高温烧结得到所需产品。

这种工艺利用了粉末颗粒之间的相互扭曲和扩散,从而实现了物质的成型。

同时,由于粉末冶金是一种非液态冶金工艺,不需要溶解和凝固过程,避免了材料在液态下的气体、夹杂物等问题,因此可以获得更高的材料纯度和均匀性。

二、粉末冶金的工艺流程粉末冶金的一般工艺流程分为原料制备、混合、成型、烧结和后处理等步骤。

1.原料制备:原料制备阶段主要包括选料和粉末制备。

选料是指根据成品的要求选择合适的原料,如金属、合金、陶瓷或复合材料等。

粉末制备可以通过粉碎、化学方法、电化学方法等得到所需粉末。

2.混合:将所选的原料粉末按照一定比例进行混合。

混合的目的是使各种材料的粒子均匀分散,以获得更高的均匀性。

3.成型:将混合好的粉末通过压制成型,可以使用冷压、热压或注射成型等方法。

成型一般可以分为干压成型和液相成型两种方式。

4.烧结:成型件通过高温烧结,使粉末颗粒之间发生结合,形成致密的材料。

烧结温度和时间根据材料种类、成型件形状等因素确定。

5.后处理:烧结后的材料可以进行表面处理、热处理、加工等工艺。

目的是使产品达到所需的性能和尺寸要求。

三、粉末冶金的材料选择粉末冶金可以应用于各种金属和非金属材料的制备,包括纯金属、合金、陶瓷、塑料等。

在选择材料时需要考虑材料的物理性质、化学性质、应用环境等因素。

例如,对于需要高强度和耐磨性的零件可以选择使用金属粉末冶金制备的合金材料;对于需要绝缘性能和耐高温的零件可以选择使用陶瓷粉末冶金制备的材料。

粉末冶金培训资料

粉末冶金培训资料

粉末冶金培训资料粉末冶金是一种高新技术领域,主要应用于材料制备和加工工业中。

粉末冶金通过将金属粉末加工成零件,具有很高的灵活性和可塑性,同时还能够制备出具有复杂结构和良好性能的材料。

本文将以粉末冶金培训资料为题,介绍粉末冶金的基本概念、应用领域、工艺流程以及优势和发展趋势等内容。

一、粉末冶金的基本概念粉末冶金是指以金属粉末为原料,通过成型和烧结等工艺,制备出具有一定形状和性能的金属材料或零件。

相比于传统的加工方法,粉末冶金具有多种优势,如可以制备出复杂的形状和结构、材料成分易控制、材料性能可调节、资源利用高效等。

二、粉末冶金的应用领域粉末冶金广泛应用于各个工业领域,涉及到航空航天、汽车、电子、机械、化工等多个领域。

在航空航天领域,粉末冶金制备的高温合金材料可以用于喷气发动机的制造,具有高温抗氧化性和高强度的特点。

在汽车制造领域,粉末冶金的应用主要是制备发动机零件、变速器零件和制动系统零件等。

在电子行业,粉末冶金可以制备高导电性和高磁导率的材料,用于制造电感器和传感器等。

在机械制造领域,粉末冶金可以制备出高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性的材料,用于制造机械零件。

三、粉末冶金的工艺流程粉末冶金的工艺流程主要包括原料准备、粉末成型、烧结和后处理等步骤。

首先,需要对金属粉末进行选择和准备,确保粉末的纯度和颗粒大小等要求。

然后,通过成型工艺将金属粉末变成具有一定形状的零件。

成型工艺包括压制成型、注射成型和挤压成型等。

接下来,需要对成型后的零件进行烧结处理,使金属粉末颗粒互相结合形成致密的材料。

最后,在烧结后的材料上进行后处理,如热处理、表面处理和涂层等,以提高材料的性能和表面质量。

四、粉末冶金的优势和发展趋势粉末冶金相比于传统的加工方法,具有很多优势。

首先,粉末冶金可以制备出具有复杂形状和结构的材料或零件,可以满足不同行业的特殊需求。

其次,粉末冶金可以实现材料成分的精确控制,可以制备出具有特定性能的材料。

此外,粉末冶金还可以实现材料的资源高效利用,减少材料的浪费。

粉末冶金工艺基本知识

粉末冶金工艺基本知识

粉末冶金工艺基本知识-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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。

粉末冶金知识大全

粉末冶金知识大全

粉末冶金知识大全粉末冶金基本知识粉末冶金是制取金属粉末,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分支学科。

粉末冶金制品的应用范围十分广泛,从普通机械制造到精密仪器;从五金工具到大型机械;从电子工业到电机制造;从民用工业到军事工业;从一般技术到尖端高技术,均能见到粉末冶金工艺的身影。

粉末冶金发展历史:粉末冶金方法起源于公元前三千多年。

制造铁的第一个方法实质上采用的就是粉末冶金方法。

而现代粉末冶金技术的发展中共有三个重要标志:1、克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难。

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。

2、三十年代成功制取多孔含油轴承;继而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。

3、向更高级的新材料、新工艺发展。

四十年代,出现金属陶瓷、弥散强化等材料,六十年代末至七十年代初,粉末高速钢、粉末高温合金相继出现;利用粉末冶金锻造及热等静压已能制造高强度的零件。

粉末冶金工艺的优点:1、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。

2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯,而不需要或很少需要随后的机械加工,故能大大节约金属,降低产品成本。

用粉末冶金方法制造产品时,金属的损耗只有1-5%,而用一般熔铸方法生产时,金属的损耗可能会达到80%。

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。

4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。

5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品,特别是齿轮等加工费用高的产品,用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。

粉末冶金工艺的基本工序是:1、原料粉末的制备。

粉末冶金基本知识篇

粉末冶金基本知识篇

粉末冶金基本知识篇绪论粉末冶金(也称金属陶瓷法):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、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。

粉末冶金工艺:1)、制取金属、合金、金属化合物粉末以及包覆粉末;2)、将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后的处理制得成品。

大概流程:物料准备(包括粉末预先处理(如加工,退火)、粉末分级、混合和干燥等)→成形→烧结→烧结后处理(精整、浸油、机加工、热处理、粉末冶金的特点:1. 能生产用普通熔炼方法无法生产的具有特殊性能的材料:①能控制制品的孔隙度(多孔材料、多孔含油轴承等);②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(钨-铜假合金型的电触头材料、金属和非金属组成的摩擦材料等);③能生产各种复合材料。

2.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:①高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好(粉末高速钢可避免成分的偏析);②生产难熔金属材料或制品,一般要依靠粉末冶金法(钨、钼、铌等难熔金属)。

粉末冶金技术的优越性和局限性:优越性:1)、无切削、少切削,能够大量节约材料,节省能源,节省劳动。

普通铸造合金切削量在30-50%,粉末冶金产品可少于5%。

2)、能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。

3)、能够制备其他方法难以生产的零部件。

局限性:1、粉末成本高;2、制品的大小和形状受到一定限制;3、烧结零件的韧性较差。

常用粉末冶金材料:粉末冶金减摩、多孔、结构、工具模、高温和电磁材料。

第一章:粉末的制取第一节:概述制粉方法分类:机械法:由机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化的方法。

物理法:采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变,获得粉末。

化学法:依靠化学或电化学反应,生成新的粉态物质(气相沉积、还原化合、电化学发)。

在固态下制取粉末的方法包括:有机械粉碎法和电化腐蚀法;还原法;还原-化合法。

粉末冶金知识讲义

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7.1.1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。

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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7.1.1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。

1.2 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。

2.等静压制压力直接作用在粉末体或弹性模套上,使粉末体在同一时间内各个方向上均衡受压而获得密度分布均匀和强度较高的压坯的过程。

按其特性分为冷等静压制和热等静压制两大类。

⑴冷等静压制即在室温下等静压制,液体为压力传递媒介。

将粉末体装入弹性模具内,置于钢体密封容器内,用高压泵将液体压入容器,利用液体均匀传递压力的特性,使弹性模具内的粉末体均匀受压。

因此,冷等静压制压坯密度高,较均匀,力学性能较好,尺寸大且形状复杂,已用于棒材、管材和大型制品的生产。

⑵热等静压制把粉末压坯或装入特制容器内的粉末体置入热等静压机高压容器中,施以高温和高压,使这些粉末体被压制和烧结成致密的零件或材料的过程。

在高温下的等静压制,可以激活扩散和蠕变现象的发生,促进粉末的原子扩散和再结晶及以极缓慢的速率进行塑性变形,气体为压力传递媒介。

粉末体在等静压高压容器内同一时间经受高温和高压的联合作用,强化了压制与烧结过程,制品的压制压力和烧结温度均低于冷等静压制,制品的致密度和强度高,且均匀一致,晶粒细小,力学性能高,消除了材料内部颗粒间的缺陷和孔隙,形状和尺寸不受限制。

但热等静压机价格高,投资大。

热等静压制已用于粉末高速钢、难熔金属、高温合金和金属陶瓷等制品的生产。

3.粉末轧制将粉末通过漏斗喂入一对旋转轧辊之间使其压实成连续带坯的方法。

将金属粉末通过一个特制的漏斗喂入转动的轧辊缝中,可轧出具有一定厚度、长度连续、强度适宜的板带坯料。

这些坯体经预烧结、烧结,再轧制加工及热处理等工序,就可制成具有一定孔隙度的、致密的粉末冶金板带材。

粉末轧制制品的密度比较高,制品的长度原则上不受限制,轧制制品的厚度和宽度会受到轧辊的限制;成材率高为80%~90%,熔铸轧制的仅为60%或更低。

粉末轧制适用于生产多孔材料、摩擦材料、复合材料和硬质合金等的板材及带材。

4.粉浆浇注是金属粉末在不施加外力的情况下成形的,即将粉末加水或其它液体及悬浮剂调制成粉浆,再注入石膏模内,利用石膏模吸取水分使之干燥后成形。

常用的悬浮剂有聚乙烯醇、甘油、藻肮酸钠等,作用是防止成形颗粒聚集,改善润湿条件。

为保证形成稳定的胶态悬浮液,颗粒尺寸不大于5μm~10μm,粉末在悬浮液中的质量含量为40%~70%。

粉浆成形工艺参见本书6.2.2。

5.挤压成形将置于挤压筒内的粉末、压坯或烧结体通过规定的模孔压出。

按照挤压条件不同,分为冷挤压和热挤压。

冷挤压是把金属粉末与一定量的有机粘结剂混合在较低温度下(40℃~200℃)挤压成坯块;粉末热挤压是指金属粉末压坯或粉末装入包套内加热到较高温度下压挤,热挤压法能够制取形状复杂、性能优良的制品和材料。

挤压成形设备简单,生产率高,可获得长度方向密度均匀的制品。

挤压成形能挤压出壁很薄直经很小的微形小管,如厚度仅0.01mm,直径1mm 的粉末冶金制品;可挤压形状复杂、物理力学性能优良的致密粉末材料,如烧结铝合金及高温合金。

挤压制品的横向密度均匀,生产连续性高,因此,多用于截面较简单的条、棒和螺旋形条、棒(如麻花钻等)。

6.松装烧结成形粉末未经压制而直接进行烧结,如将粉末装入模具中振实,再连同模具一起入炉烧结成形,用于多孔材料的生产;或将粉末均匀松装于芯板上,再连同芯板一起入炉烧结成形,再经复压或轧制达到所需密度,用于制动摩擦片及双金属材料的生产。

将置于挤压筒内的粉末、压坯或烧结体通过规定的模孔压出。

按照挤压条件不同,分为冷挤压和热挤压。

冷挤压是把金属粉末与一定量的有机粘结剂混合在较低温度下(40℃~200℃)挤压成坯块;粉末热挤压是指金属粉末压坯或粉末装入包套内加热到较高温度下压挤,热挤压法能够制取形状复杂、性能优良的制品和材料。

挤压成形设备简单,生产率高,可获得长度方向密度均匀的制品。

7.爆炸成形借助于爆炸波的高能量使粉末固结的成形方法。

爆炸成形的特点是爆炸时产生压力很高,施于粉末体上的压力速度极快。

如炸药爆炸后,在几微秒时间内产生的冲击压力可达106MPa(相当于107个大气压),比压力机上压制粉末的单位压力要高几百倍至几千倍。

爆炸成形压制压坯的相对密度极高,强度极佳。

如用炸药爆炸压制电解铁粉,压坯的密度接近纯铁体的理论密度值。

爆炸成形可加工普通压制和烧结工艺难以成形的材料,如难熔金属、高合金材料等,还可压制普通压力无法压制的大型压坯。

除上述方法外,还有注射成形及热等静压制新技术等新的成形方法。

2.烧结的机理烧结是粉末或压坯在低于其主要组分熔点温度以下的热处理过程,目的是通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。

随着温度升高,粉末或压坯中产生一系列的物理、化学变化:水和有机物的蒸发或挥发、吸附气体的排除、应力消除以及粉末颗粒表面氧化物的还原等,接着粉末表层原子间的相互扩散和塑性流动。

随着颗粒间接触面的增大,会产生再结晶和晶粒长大,有时出现固相的熔化和重结晶。

以上各过程常常会相互重叠,相互影响,使烧结过程变得十分复杂。

烧结过程中制品显微组织的变化如图7.1.3所示。

2 粉末冶金工艺2.1 粉末制备金属粉末的制备方法分为两大类:机械法和物理化学法。

还有新研制的机械合金化法,汞齐法、蒸发法、超声粉碎法等超微粉末制造技术。

制备方法决定着粉末的颗粒大小、形状、松装密度、化学成分、压制性、烧结性等。

2.2粉末的预处理粉末的预处理包括粉末退火、分级、混合、制粒、加润滑剂等。

2.3 成形成形是将粉末转变成具有所需形状的凝聚体的过程。

常用的成形方法有模压、轧制、挤压、等静压、松装烧结成形、粉浆浇注和爆炸成形等。

2.4 烧结不同的产品、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。

⑵按进料方式不同分类。

分为为连续烧结和间歇烧结。

2.5 后处理指压坯烧结后的进一步处理,根据产品具体要求决定是否需要后处理。

常用的后处理方法有复压、浸渍、热处理、表面处理和切削加工等。

3 粉末冶金零件结构的工艺性粉末冶金材料常用的成形方法是在刚性封闭模具中将金属粉末压缩成形,模具成本较高;由于粉末流动性较差,且又受到摩擦力的影响,压坯密度一般较低且分布不均匀,强度不高,薄壁、细长形和沿压制方向呈变截面的制品还难以成形。

因此,采用压制成形的零件结构的设计应注意下列问题。

⑴尽量采用简单、对称的形状,避免截面变化过大以及窄槽、球面等,以利于制模和压实,如图7.3.1所示。

⑵避免局部薄壁,以便装粉压实和防止出现裂纹,如图7.3.2所示。

⑶避免侧壁上的沟槽和凹孔,以利于压实或减少余块。

⑷避免沿压制方向截面积渐增,以利于压实。

各壁的交接处应采用圆角或倒角过渡,避免出现尖角,以利于压实及防止模具或压坯产生应力集中。

4:粉末冶金材料粉末冶金是一项很有发展的新技术、新工艺,已广泛应用在农机、汽车、机床、冶金、化工、轻工、地质勘探、交通运输等各方面。

粉末冶金材料有工具材料及机械零件和结构材料。

工具材料大致有粉末高速钢、硬质合金、超硬材料、陶瓷工具材料及复合材料等。

机械零件和结构材料有粉末减摩材料,包括多孔减摩材料和致密减摩材料;粉末冶金铁基零件及粉末冶金非铁金属零件等。

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