粉末冶金制作详解
粉末冶金工艺流程
粉末冶金工艺流程粉末冶金工艺是一种制备金属和非金属制品的工艺方法。
其主要特点是以金属粉末为原料，通过粉末成型、烧结和后处理等工序，最终制得所需产品。
下面将介绍一种常用的粉末冶金工艺流程。
首先，粉末冶金工艺的第一步是原料的选择和准备。
根据产品的要求，选择合适的金属或非金属粉末作为原料。
原料的粒度和形状也需要符合要求，一般要求粒度较细且均匀，形状为球状或类球状。
接下来是粉末成型的工序。
常用的成型方法包括压制、注射成型和挤压成型等。
在成型过程中，需要添加一定的有机粘结剂和润滑剂，以增加粉末之间的黏着力和降低成型过程中的摩擦力。
成型后，得到的成型件称为绿体。
然后是绿体的烧结工序。
烧结是指将绿体加热到一定温度下，使金属粉末颗粒之间发生结合和扩散，形成致密的固体。
烧结温度和时间的选择取决于原料的性质和所需产品的要求。
烧结过程中，由于金属粉末颗粒之间的结合和扩散，绿体会发生体积收缩。
烧结完成后，还需要进行后处理工序。
后处理的目的是进一步提高产品的性能和精度。
常见的后处理方法包括热处理、表面处理、机械加工和涂层等。
热处理可以改变产品的组织结构和硬度，提高产品的强度和耐磨性。
表面处理可以提高产品的耐腐蚀性和装饰性。
机械加工可以修整产品的尺寸和形状。
涂层可以给产品增加附加功能，如防腐、耐磨、隔热等。
最后是产品检测和质量控制。
通过对产品进行尺寸、硬度、密度、组织结构等方面的检测，来确保产品的质量符合要求。
在工艺流程中，还要注意控制每个工序的工艺参数，如温度、压力、速度等，以保证产品的一致性和可靠性。
综上所述，粉末冶金工艺流程包括原料选择和准备、粉末成型、烧结和后处理，以及产品检测和质量控制。
这种工艺方法具有良好的成型性能、高效率和可扩展性，广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
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粉末冶金知识大全
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。
粉末冶金的生产过程
粉末冶金的生产过程
粉末冶金是一种通过粉体材料制造金属和合金的技术。
生产过程包括如下几个步骤：
1.材料粉碎: 通过研磨机将原材料粉碎成粉末状。
2.混合: 将不同的金属粉末混合在一起，以达到所需的化
学成分。
3.压坯: 通过压坯机将粉末压成坯体。
4.烧结: 将坯体置于高温炉中，经过高温烧结，使粉末粘
合在一起并形成金属块。
5.成型: 将烧结后的金属块加工成所需的形状，可以使用
铣削、钻孔、镗削等工艺。
6.热处理: 将金属块置于高温炉中进行热处理，以调整金
属的组织结构和性能。
7.淬火: 将金属块置于高温炉中进行淬火，以提高金属的
硬度和耐磨性。
8.深火: 将金属块置于高温炉中进行深火，以提高金属的
韧性。
9.清理: 将金属块清理干净，以确保其表面干净无杂质。
10.检测: 对金属块进行检测，以确保其质量符合标准。
粉末冶金工艺(共17张PPT)
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。
第六章 粉末冶金
五、粉末冶金制品的结构工艺性
1．壁后不能太薄，一般不小于2mm，并尽量使壁以 成形。 2．沿压制方向的横截面有变化时，只能是沿压制方向缩小， 而不能逐渐增大。 3．阶梯圆柱体每级直径之差不宜大于3mm ，每级的长度与 直径之比（L/D）应在3以下，否则不易压实。 4．应避免与压制方向垂直的或斜交的沟槽、孔腔，因此粉 末冶金制品上不能制出垂直于压制方向的退刀槽与内、 外螺纹，这些只能留待以后切削加工制出。制品上也无 法做出斜孔和旋钮上的网纹花。 5．制品应避免内、外尖角，圆角半径应不小于0．5mm。球 面部分也应留出小块平面，便于压实。
思 考 题
简述粉末冶金的过程。
加压方法：单向加压、双向加压 2.烧结 烧结：高温使原子活动能力增加，使粉末接触 面积增加，同时通过原子扩散，进一步提高粉 末冶金制品的强度，降低气孔率 烧结温度、时间和大气环境 固相烧结 小于熔点 结构件 液相烧结：两组分熔点之间 特殊产品
二、粉末冶金的主要工序 1.粉末的制备 （1）机械方法 球磨、雾化 （2）物理方法 蒸汽冷凝法 （3）化学方法 还原法、电解法 2.筛分与混合 使粉料中的各组元均匀化 3.压制 使成为有一定形状、尺寸、密度与强度 的坯块—压坯 4.烧结 降低气孔率，提高密度和强度 5.后处理 精压处理、浸油处理、表面淬火等
第六章 粉末冶金
粉末冶金:由金属或金属与非金属粉末混合物经压 制、烧结、后处理等工序制成金属制品或金属 材料的方法 一、粉末冶金基础 1.粉末的压实 粉末压实：将均匀混合的粉料压制成型，借助 于粉末原子间吸引力与机械咬合作用，使制品 结合为具有一定强度的整体 压实压力 制品的密度随粉末压实压力的增加而增加； 压缩比随粉末压实压力的增加而增加；
三、粉末冶金的特点
粉末冶金的方法
粉末冶金的方法粉末冶金听起来就很有趣呢！它是一种制造金属制品的特别方法哦。
粉末冶金的第一步就是制取粉末啦。
这就像做菜要先准备食材一样。
制取粉末的方法有好多。
比如说机械法，就像是把大块的金属用强力给它弄成小粉末，有点像把大石头敲成小石子的感觉。
还有物理化学法，这个就比较高大上啦，通过一些化学或者物理的变化，让金属变成粉末。
有了粉末之后呀，就要进行混料啦。
把不同的金属粉末或者金属粉末和一些添加剂的粉末混合在一起。
这就好比我们做蛋糕，要把面粉、糖、鸡蛋这些东西混在一起一样。
要混得均匀呢，这样做出来的东西才好。
接下来就是成型啦。
这一步可关键啦。
把混合好的粉末放到模具里，给它施加压力，让粉末变成我们想要的形状。
就像把软软的泥巴放进模具里，压成小鸭子或者小花朵的形状。
不过这里压的是金属粉末啦。
这个压力的大小很有讲究哦，太大了可能会把模具弄坏，太小了又不能让粉末很好地成型。
最后就是烧结啦。
这是让粉末冶金制品真正变得结实的一步。
把成型后的东西放到高温的炉子里去烧。
就像把陶泥做的小物件放到窑里烧制一样。
在高温下，粉末之间的空隙会变小，粉末会黏在一起，变得更加致密。
烧结的温度、时间这些都要控制好，就像烤蛋糕要控制好烤箱的温度和时间一样。
粉末冶金这种方法可以做出很多特别的东西呢。
比如说一些形状很复杂的小零件，用传统的铸造方法可能很难做出来，但是粉末冶金就可以轻松搞定。
而且粉末冶金做出来的东西精度还比较高哦。
它在汽车制造、航空航天这些领域都有很重要的应用。
就像一个隐藏在幕后的小能手，默默地为很多高科技的东西做贡献呢。
粉末冶金工艺的基本工序(三篇)
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。
而机械法可分为：机械粉碎及雾化法;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。
其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。
2、粉末成型为所需形状的坯块。
成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。
成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。
加压成型中应用最多的是模压成型。
3、坯块的烧结。
烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。
成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。
烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。
对于单元系和多元系的固相烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低;对于多元系的液相烧结，烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低，而高于易熔成分的熔点。
除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。
4、产品的后序处理。
烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。
如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。
此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。
粉末冶金工艺的基本工序（二）粉末冶金是一种利用粉末作为原料，通过压制、成型、烧结等工艺制备制品的工艺方法。
它具有高效率、高精度和可靠性好等特点，广泛应用于各个领域，包括汽车、航空航天、电子等。
粉末冶金工艺的基本工序包括粉末选料、混合、成型、烧结等。
首先是粉末选料。
粉末冶金工艺中所用的粉末要求颗粒细小、纯度高、形状均匀。
常见的粉末材料包括金属、陶瓷和合金等。
粉末选料的过程中需要考虑到材料的物理化学性质，并进行相应的测试和分析。
接下来是粉末的混合。
混合是将不同种类的粉末按一定比例混合在一起，以获得所需的材料性能。
混合可以通过机械混合、化学方法和物理方法等进行。
在混合过程中，需要控制混合时间和混合速度，以保证混合的均匀性。
然后是成型。
成型是将混合好的粉末放入模具中进行压制或注塑成型。
粉末冶金制备工艺
粉末冶金制备工艺粉末冶金制备工艺是一种将金属粉末和其他无机化合物转化为物理结构和力学性能的制备工艺。
使用粉末冶金技术可以制备分散性好、密度大、形状精确和成形性能优越的复合材料件。
粉末冶金制备工艺是一种新型的材料制备技术，从传统的模具冶金工艺到今天的微细粉末冶金技术，经历了整整一个世纪的发展，可以说是一门科学技术的综合。
粉末冶金制备工艺以原料-表面活性剂-干烧-热处理-制备为程序，从原材料中提取金属粉末，经过表面活性剂处理，然后在一定温度条件下通过干烧过程进行炉烧，最后通过热处理工艺制备成品。
粉末冶金制备工艺不仅能够实现金属粉末到成品的转化，而且能够合成新的材料，从而有效改变材料的性能，这是由于在粉末冶金制备工艺中，硅渣的结构可以被重新组织，形成合成材料。
粉末冶金制备工艺可以制备出具有高性能和复杂形状的工件，在航空航天领域、汽车制造领域、机械制造领域、能源领域以及其他制造领域得到广泛应用，为制造业及其他领域的创新发展起到了重要作用。
粉末冶金制备工艺理论虽然已经完善，但仍存在不足。
因此，建立粉末冶金材料的分类体系，研究可编程造型工艺，开发新型粉末冶金材料，并为粉末冶金制备工艺的工业化过程提供技术保障，是当前应努力的方向。
粉末冶金制备工艺的研究和应用，为新材料的创新发展提供了技术支持，为解决国家和社会经济发展中面临的技术难题提供了技术可能性，为社会及经济发展提供了有效和有益的支持。
粉末冶金制备工艺的不断发展，在国家科技技术和工业制造工艺方面有着重大而深远的影响。
从长远来看，在我国粉末冶金制备工艺的研究和实现中，应践行可持续发展的经济发展理念，落实“节约资源、绿色发展”的科学发展观，以提高节能效果、节约能源、降低污染，实现可持续发展。
同时，在研究和实践中，要提高科技技能水平，开发适应经济发展和社会需求的复合材料，不断推动粉末冶金制备工艺的发展，为国家和社会的可持续发展进程做出积极的贡献。
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数个小液滴，假设在破碎瞬间液体温度不变，则液
体的能量变化可近似为液体的表面能增加。
很明显，雾化时液体吸收的能量与雾化液滴的粒径
存在一个对应关系，即：吸收的能量越高则粒径越
小；反之亦然。
过程二：液体颗粒破碎的同时，还可能发生颗粒间 相互接触，再次成为一个较大的液体颗粒，并且液 体颗粒形状向球形转化，这个过程中，体系的总表 面能降低，属于自发过程。
第一章 粉末的制备新技术
固态 粉末
1、金属（合金）→金属粉末：机械粉碎，电化腐蚀 2、金属氧化物（盐类）→金属粉末：还原法 3、金属＋非金属化合物
→金属化合物粉末：还原－化合法
金属氧化物＋非金属化合物
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
机械研磨 气流研磨
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
机械研磨法
机械制粉方法的实质就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。
磨球的动能是由转轴横臂的搅动提供的，研磨时不会存在象
滚筒球磨那样有临界转速的限制，因此，磨球的动能大大增 加。同时还可以采用提高搅动转速。减小磨球直径的办法来 提高磨球的总撞击几率而不减小研磨球的总动能，这样才符 合了提高机械球磨效率的两个基本准则。
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。根据粉料的化学性质，可采用不同 的气源，如陶瓷粉多采用空气，而金属粉末则 需要用惰性气体或还原性气体。由于不使用研 磨球及研磨介质，所以气流研磨粉的化学纯度 一般比机械研磨法的要高。
气流研磨制粉的基本原则
1.动能准则：
提高粉末颗粒的动能 2.碰撞几率准则：
提高粉末颗粒的碰撞几率
由于粉末颗粒的运动是从流态气体中获得的，因此， 提高颗粒的动能必须要提高载流气体的速度。
两种办法来实现
提高气体的入口压力
气体喷嘴的气体动力学设计
通过这两种办法使喷嘴出口端的气体流速达超音速
气流研磨三种类型：
流态化床气流磨
流态化床气流磨的特点：
•可获得超细粉体，并且粉末粒度均匀； •由于气体绝热膨胀造成温度下降，所以可研磨低熔点物料； •粉末不与研磨系统部件发生过度的磨损，因此粉末杂质含量
少；
•针对不同的性质的粉末，可使用空气、N2、Ar等惰性气体。
第一章 粉末的制备新技术
液态 粉末
1、液态金属（合金）→金属粉末：雾化法
球磨制粉的基本原则
1.动能准则：
提高磨球的动能 2.碰撞几率准则：
提高磨球的有效碰撞几率
球磨制粉的基本方式
滚筒式
行星式
振动式 搅动式
滚筒式球磨
转速较低时，球料混合体与筒壁做相对滑动运动并保 持一定的斜度。随转速的增加，球料混合体斜度增加， 抬升高度加大，这时磨球并不脱离筒壁； 转速达一临界值V临1时，磨球开始抛落下来，形成了 球与筒及球与球间的碰撞； 转速增加到某一值时，磨球的离心力大于其重力，这 时磨球、粉料与磨筒处于相对静止状态，此时研磨作 用停止，这个转速被称为临界转速V临2。
主要内容
第一章 粉末制备新技术 第二章 成型新技术 第二章 烧结技术
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
第一章 粉末的制备新技术
制备粉末的三种途径：
固态
液态 气态 粉末
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粉末的制备
机械制粉
物理制粉
化学制粉
机械研磨
气流研磨
液体雾化
蒸发凝聚
气相沉积
还原化合
电化学法
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
过程三：液体颗粒冷却形成小的固体颗粒。
提高雾化制粉效率基本准则
1、能量交换准则 提高单位时间、单位质量液体从系统中吸 收能量的效率，以克服表面自由能的增加。
2、金属盐溶液→金属粉末：置换法，溶液氢还原法，水溶液电 解法
3、金属熔盐→金属粉末：熔盐沉淀法，熔盐电法
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雾化制粉法
雾化法是一种典型的物理制粉方法，
是通过高压雾化介质，如气体或水强烈
冲击液流，或通过离心力使之破碎、冷 却凝固来实现的。
雾化机理
雾化
聚并
凝固
过程一：大的液珠当受到外力冲击的瞬间，破碎成
球磨筒 磨球 研磨物料 研磨介质
在球磨过程中，球磨筒将机械能传递到 筒内的球磨物料及介质上，相互间产生正向 冲击力、侧向挤压力、摩擦力等，当这些复 杂的外力作用到脆性粉末颗粒上时，细化过 程实质上就是大颗粒的不断解理过程；如果 粉末的塑性较强，则颗粒的细化过程较为复 杂，存在着磨削、变形、加工硬化、断裂和 冷焊等行为，不论何种性质的研磨物料，提 高球磨效率的基本原则是一致的。
能够提供动能的方法可以设计出许多种，例如有锤捣、 研磨、辊轧、等，其中除研磨外，其他几种粉碎方法主要 是用于物料破碎及粗粉制备的。
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
研磨的理论基础 ——机械力化学
物料颗粒受机械力作用而被粉碎时，还会发生物质结 构及表面物理化学性质的变化，这种因机械载荷作用导致 颗粒晶体结构和物理化学性质的变化称为机械力化学。
旋涡研磨
冷流冲击 流态化床气流磨
旋涡研磨
冷流冲击，气体压力急剧下降，形成绝热 膨胀过程。这一过程会同时产生两种效应
加速效应： 加速后的气体可超过音速； 冷却效应： 气粉混合物的温度能降到零度以下。
这两点对于颗粒的粉碎十分有利，其一是颗粒的撞 击动能增大，其二是金属颗粒的冷脆性提高。
颗粒结构变化，如表面结构自发地重组，形成非晶态结构 或重结晶 颗粒表面物理化学性质变化，如表面电性、物理与化学吸 附、溶解性、分散与团聚性质
在局部受反复应力作用区域产生化学反应，如由一种物质 转变为另一种物质，释放出气体、外来离子进入晶体结构 中引起原物料中化学组成变化。
球磨制粉
球磨制粉包括四个基本要素：
V临界 2
42.4 D
(转 / 分)
D是磨筒的直径
滚筒球磨的转速应有一个限定条件
V临1< V
实际
< V临2
振动球磨
行星球磨
搅动球磨
横臂均匀分布在不同高度上，并互成一定角度。球磨过程中， 磨球与粉料一起呈螺旋方式上升，到了上端后在中心搅拌棒 周围产生旋涡，然后沿轴线下降，如此循环往复。只要转速 和装球量合适，在任何情况下磨筒底部都不会出现死角由于