粉末冶金法在金属制备中的应用
题目：粉末冶金法在金属制备中的应用
姓名：李文廷
学号： 201201020446 年级： 2012级
专业：化学
学院：理学院
成绩：
目录
1粉末冶金的定义 (1)
2粉末冶金工艺 (2)
3粉末冶金技术的特点 (2)
3.1低的生产成本 (2)
3.2高的性能 (2)
4粉末冶金材料的应用 (3)
4.1应用于机械零件的制造 (3)
4.2应用于合金性能的改进 (3)
4.2.1铝合金 (3)
4.2.2高合金材料 (3)
4.2.3高温合金 (4)
4.2.4磁性材料 (4)
4.3应用于新型材料的研制 (4)
4.3.1金属基复合材料 (4)
4.3.2弥散强化高温材料 (4)
4.4梯度功能材料 (4)
4.5其他方法的应用 (4)
4.5.1超塑性材料 (4)
4.5.2高抗蚀性材料 (4)
4.6粉末冶金材料在国民经济各部门的应用 (4)
5.主要不足之处 (6)
6.粉末冶金的发展前景 (6)
6.1向全致密化发展 (6)
6.2向高性能化、集成化和低成木等方向发展 (7)
6.3粉木治金产业化发展 (7)
7.展望 (7)
8.参考文献 (7)
粉末冶金法在金属制备中的应用
摘要:从机械零件的制造、合金性能的改进及新型材料的研制及制备工艺等方面综述了粉末冶金技术的应用与发展。粉末冶金作为一种独特的零件制造技术，向高致密化、高性能化、集成化和低成木等方向发展，木文分析了粉末冶金的定义涵和该技术的主要功能，重点对粉末冶金技术的应用进行慨括。
关键词：粉末冶金、制备工艺、应用、发展
近30 年来,粉末冶金技术获得了飞速的发展,许多“后致密化”技术(即在传统的粉末冶金方法的烧结工序之后增加一些致密化工序,如复压、复烧、锻造、拉制、挤压等) 、热等静压、注射成型以及机械合金化等工艺的研制成功,克服了传统粉末冶金制品由于致密性低而导致使用上的技术障碍,使粉末冶金技术得以推广应用。到目前为止,粉末冶金技术既是高强度、高密度、形状复杂、无切削、少切削零件的制造工艺,又是生产新型材料的加工方
1.粉末冶金的定义：
末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(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，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。
2..2 粉末冶金工艺
粉末冶金技术的大致工艺过程如下
原料粉末+添加剂 合金元素粉末、润滑剂、成形剂
↓
成形 模压、CIP、粉浆浇注、轧制、挤压、温压、注射成形等
↓
烧结 加压烧结、热压、HIP等
↓
粉末冶金材料或粉末冶金零部件—后续处理
3 粉末冶金技术的特点
3.1低的生产成本
低的生产成本
能耗小 生产率高 材料利用率高 设备投资少。
↑↑↑
工艺流程短和加工温度低加工工序少少切削、无切削粉末冶金原理 补充完
整版
材料成分设计灵活、微观结构可控 由工艺特征决定
能制造普通熔练法不可能生产的材料 如W-Cu、SnO2-Ag、WC-Co、Cu-石墨、金属陶瓷 TiC-NiCr,Al2O3-Ni或Cu,TiB2-Cu等 、弥散强化材料 Al2O3-Cu Al2O3-Al Y2O3-Fe基合金 、粉末超合金 非相图成分 、难熔金属及其合金如钨钼、含油轴承、过滤材料等。
.3.2高的性能
粉末高速钢、粉末超合金因无成分偏析和稳定的组织 细的晶粒 而性能优于熔炼法制备的合金 纳米材料 金属 陶瓷梯度复合材料 梯度硬质合金 。
4 粉末冶金材料的应用
4.1应用于机械零件的制造
现代粉末冶金技术在机械零件制造中的应用范围正沿两个方向扩展:一是制取承受高负荷的零件;二是制取几何尺寸复杂、尺寸精度高的零件,并使最终机械加工量减至最小限度。在承受高负荷零件的制造中,后致密化技术中的锻造(以下简称粉末锻造) 和热等静压起到了非常重要的作用。
4.2应用于合金性能的改进
随着对材料要求的不断提高,传统的铸锭冶金( IM) 方法对合金的性能改进已趋于顶峰,粉末冶金(PM) 技术成为改进和研制合金的一种手段
4.2.1 铝合金
到目前为止,用PM 方法改进或研制的铝合金按性能可分为4 类:高强度,高弹性模量,低密度,热强和功能铝合金。7090 , 7091 , MR61 , MR64 , CW67 , IN9021 和IN9052 属PM 高强度铝合金。前5 种是RSP(快冷合金粉末) 合金,是在7 ×××系合金的基础上添加少量的Co ,Zr 或Cr 作为附加剂和稳定剂而制得的;后两种是用机械合金化方法制得的,它们在抗拉强度、抗蚀性、断裂韧性等方面具有良好的综合性能。PM 高弹性模量、低密度铝合金大多数是在IN2024 合金的基础上(也有降低Cu ,Mg 含量及用Zr取代Cr 的) 添加1 %～3 %Li 的铝锂合金。Al - Cu -Li - Zr ,Al - Li - Zr 及Al - Cu - Mg - Li - Zr 是发展高弹性模量、低密度铝合金的主要方向
4.2.2 高合金材料
高合金材料如高速钢采用PM 方法生产,可得到碳化分布均匀的细晶粒组织,具有较高的抗弯强度和冲击强度,韧性可提高50 % ,热处理变形约为IM 高速钢
的1/ 10 。还大大提高了耐磨削性能,用它制造的刀具寿命可提高3～5 倍。此外,粉末冶金制品的工序较少,材料利用率可由50 %～60 %提高到95 %。
4.2.3 高温合金
采用先进的粉末冶金技术可以制得纯净的合金粉末,并且合金组织均匀,无偏析。采用PM 技术,可使现有的高温合金的工作温度提高100 ℃,疲劳寿命提高100 倍,蠕变强度大约提高20%
4.2.4 磁性材料
与熔铸方法相比,PM 磁性材料有如下优点:可以生产出具有特殊性能的磁性材料,如铁氧体、磁介质等;能用单畴粉末制造出优质永磁材料;材料晶粒细、强度大、无缩孔及偏析等弊病。用PM 方法制造体积小、形状复杂的小型磁体具有极大的竞争力。采用PM 方法生产材料最显著的一个特点是材料设计的自由度高,通过改变材料的成分或工艺方法以改变材料的晶体结构,可获得不同功能的材料。
4.3应用于新型材料的研制
4.3.1 金属基复合材料
用于制造金属基复合材料的工艺方法有: PM 法、压铸法和搅拌铸造法。与搅拌铸造法相比, PM 法制取复合材料的温度低,减轻了基体与增强体之间的界面反应,减少了界面上硬质化合物的生成,从而得到较好力学性能的材料; PM 法可以制造用搅拌铸造法不能制取的材料,如用搅拌铸造法制造碳化硅钛基复合材料时,碳化硅晶须溶于钛合金基体,采用PM 法可避免这一现象发生。
4.3.2 弥散强化高温材料
近年来弥散强化铝合金研究的有:Al - C ,Al - TiC ,Al - ZrC ,Al - NbC ,Al - Cr2O3 ,Al - MoC ,Al WC 等,其中Al - C 材料已用于内燃机活塞,它的强化相是Al4C。属间化合物的研究主要采用机械合金化方法,
4.4梯度功能材料
目前,梯度功能材料的开发仅有热功能梯度材料。它是基于航宇结构、核聚变反应堆和未来高速飞行的需要而研制的。它的一面是高强度的金属材料,另一面为耐高温粉末材料(如高温结构陶瓷、金属间化合物) ,中间层为高强度的纤维(如氧化锆、碳化硅纤维等) 和微粒(如陶瓷或金属间化合物粉末,碳粒或玻璃微粒等) 。这种结构既保证了高强度和高耐热性,又保证了材料的组织与工作的温度梯度相适应,减小了在高温下受热表面和金属材料层间的热膨胀失配而引起的应力
4.5.其他方法的应用
4.5.1 超塑性材料
采用PM 法可获得极细的晶粒,合金界面上的氧化物质点和析出相均能起钉扎晶界的作用,使材料具有高的组织稳定性。另外, PM 法制备的超塑性材料还可实现高应变速率的超塑性,高的应变速率能提高超塑性成形效率。因此,在材料的超塑性研究中, PM技术受到了极大的关注并取得了可喜的成果。
4.5.2 高抗蚀性材料
高的抗腐蚀和抗应力腐蚀能力是粉末冶金的主要特性,洛克希德- 乔治亚公司已用PM 铝合金设计和制造了3 个试验性飞机零件,其中两个是挤压梁,一个是锻造襟翼滑轨加强缘条。这些零件安装在3 架洛克希德C - 141 运输机上进行试验。它的寿命比用IM法加工的零件长得多,使更换费用大大减少。
4.6粉末冶金材料在国民经济各部门的应用
由于粉末冶金材料及其零部件较其它加工方法制造的零部件的成本低 以及其性能能满足特种要求 因而粉末冶金零部件和材料在国民经济各部门的应用十分广泛：汽车制造业的各种粉末冶金零部件、机加工工业中的切削用硬质合金和粉末高速钢刀具、电子工业用粉末冶金磁性材料和电触头、计算机的原器件用电子封装材料、机械制造业的减磨零件和结构部零件 、航天航空业中的耐热材料及结构零部件、家用电器中的微型轴承 、原子能材料 、武器
系统和作战平台 高效、低成本 、建材工业用金刚石工具材料等、环保与化工用催化剂及过滤器件等。
总之 粉末冶金材料与人们的生活密不可分 在国民经济和国防建设中发挥重大作用。而且随着粉末冶金新技术和新工艺的开发与应用 粉末冶金的技术上的优越性也更加显著 应用领域不断扩大。如温压成形技术的出现使粉末冶金零部件在轿车上的应用水平由原来的13.2Kg/辆增加到22Kg/辆 大大扩大了粉末冶金零部件的应用范围。
5.主要不足之处
.由于受设备容量的限制 传统粉末冶金工艺制造的粉末冶金零部件的尺寸较其它加工方法铸造 机加工等 材料韧性不高 零部件的形状复杂程度和综合力学性能有限等。正被新型成形技术 如无模成形技术 温压成形 注射成形 逐步克服。
6.粉末冶金的发展前景
6. 1、向全致密化发展
粉末冶金的重点是超细粉末和纳米粉的制备技术，快速冷凝制备非晶、准晶和微晶粉末技术，机械合金化技术，自蔓延高温合成技术，粉末粒度、结构、形貌、成分控制技术。总的趋势是向超细、超纯、粉末特性可控方向发展。建立以“净近形成形”技术为中心的各种新型固结技术及其过程模过程理论，如粉末注射成形、挤压成形、喷射成形、温压成形、粉末锻造等。建立以“全致密化”为主要目标的新型固结技术及其过程模拟技术
6.2向高性能化、集成化和低成木等方向发展
粉末冶金新的成形技术层出不穷，如:粉末注射成形、温压成形、流动温压成形、喷射成形、高速压制成形等新技术不断涌现。近目前，粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、集成化和低成木等方向发展。有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高质量的结构零部件发展;制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密的高性能合金;用增强致密化过程来制造一般含有混合相组
成的特殊合金;制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金;加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。
6. 3、粉木治金产业化发展
由于相邻学科和相关技术的相互渗透和结合.更赋予了粉末冶金新的发展活力。粉末冶金新工艺层出不穷，粉末冶金产沿产业化发展。
8.展望
末冶金作为一种独特的零件制造技术，因其制品少、无切削，成木低，效率高，越来越受到设计和制造人员的重视。特别是近几十年来，汽车工业的飞速发展，带动了铁基粉末冶金行业的快速发展。同时，由于一些新技术的兴起，如机械合金化、粉末注射成形、温压成形、喷射成形、微波烧结、放电等离子烧结、自蔓延高温合成、烧结硬化等，使得粉末冶金材料和技术得到了各国的普遍重视，其应用也越来越广泛。
粉末冶金作为一种加工方法 主要从成本和性能上弥补其他加工技术上的不足。与其它加工技术一样同属材料科学与工程的范畴 为人类社会的文明和进步不断提供物质基础。特别是 在新材料的研制和开发过程中 粉末冶金技术因其独特的工艺优势将继续发挥先导作用。
9.参考文献
[1] 周智勇.粉末冶金技术的作用和发展研究[J].消费导刊，2007,((10)
[2] 肖珍静.实现冶金工业全面、协调、可持续发展[J].现代企业，2005,(05)
[3] 谢乾丰.国内冶金史研究的现状及其发展方向[J]经济与社会发展，2007, (07)
[4] 刘荣佩，吴新光，左孝青，等.粉末冶金发泡法制备泡沫铝工艺研究.有奋金属加工.2004. (5): 8一10
[5孙世杰，粘结剂处理改善粉末性能[J].粉末冶金技术, 2011, 29(6): 468-473.
[6]朱勇刚，陈锋，粱晓军，等.粉末冶金发泡时泡沫铝孔结构及泡壁的微观组织演变.中国有色金属学报，2004, (7): 1107～1111
［7］方玉诚，程海珊，杨东海+ 新型多孔烧结金属催化材料的研制［7］+ 中国有色金属学报，899;，6;（=8）：589
[8] 黄堵云．粉末冶金原理[M]．第2版．北京：冶金工业出版社．1997．377—380．
[9] 于洋，Linnea F．表面致密化——一种提高烧结齿轮性能的有效方法[J]．粉末冶金技术，2005，23(1)：62—74．
[10]张敬国，汪礼敏，张少明，等铜及铜合金粉末应用及研究[J]现状粉末冶金工业2013(1):52-57
[11] 李世乐，彭厚斌．粉末冶金钛花管的研制[J]．稀有金属与硬质合金，1996，(126)：33—38．
[12]黄培云．粉末冶金原理[M]．北京：冶金工业出版社，1982．1—5
[13]邹志强,曲选辉,黄伯云.国外粉末冶金的最新进展[J].粉末冶金技术
1997,15(1):66-70.
[14]黄世民粉末冶金技术的应用与发展[J]新工艺·新技术·新设
1999.(4):32-38
{15}刘彦强, 樊建中, 桑吉梅, 石力开粉末冶金法制备金属基复合材料的研究及应用[J].材料导报.2010 ,24(12):18-23
[16邹志强.黄伯云.杨兵.粉末冶金在国民经济和国防建设中的作用(I) [J]粉末冶金材料化学与工程.1997. 2( 2):107- 113
[17]韩风麟.中国(大陆)粉末冶金技术，2004粉末冶金零件行业年进展[J]，2006.24(1):56- 59
金属粉末制取方法概述
金属粉末制取方法概述 来源：粉体圈日期：2016年06月01日 金属粉末制取方法(粉体技术)，通常按转变的作用原理分为机械法和物理化学法两类，既可从固、液、气态金属直接细化获得，又可从其不同状态下的金属化合物经还原、热解、电解而转变制取。难熔金属的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物一般可直接用化合或还原－化合方法制取。因制取方法不同，同一种粉末的形状、结构和粒度等特性常常差别很大。粉末的制取方法列表如下，其中应用最广的是还原法、雾化法、电解法。 金属粉末制取方法还原法： 利用还原剂夺取金属氧化物粉末中的氧,而使金属被还原成粉状。气体还原剂有氢、氨、煤气、转化天然气等。固体还原剂有碳和钠、钙、镁等金属。氢或氨还原，常用来生产钨、钼、铁、铜、镍、钴等金属粉末。碳还原常用来生产铁粉。用金属强还原剂钠、镁、钙等，可以生产钽、铌、钛、锆、钒、铍、钍、铀等金属粉末（见金属热还原）。用高压氢气还原金属盐类水溶液，可制得镍、铜、钴及其合金或包覆粉末（见湿法冶金）。还原法制成的粉末颗粒大多为海绵结构的不规则形状。粉末粒度主要取决于还原温度、时间和原料的粒度等因素。还原法可制取大多数金属的粉末，是一种广泛应用的方法。
雾化法： 雾化法将熔融金属雾化成细小液滴，在冷却介质中凝固成粉末。雾化法是用高压空气、氮气、氩气等（气体雾化）和高压水（水雾化）作喷射介质来击碎金属液体流。也有利用旋转盘粉碎和熔体自身（自耗电极和坩埚）旋转的离心雾化法，以及其他雾化方法如溶氢真空雾化、超声波雾化等。由于液滴细小和热交换条件好，液滴的冷凝速度一般可达到100～10000K/s,比铸锭时高几个数量级。因此合金的成分均匀，组织细小，用它制成的合金材料无宏观偏析，性能优异。气雾化粉末一般近球形，水雾化可制得不规则形状。粉末的特性如粒度、形状和结晶组织等主要取决于熔体的性能(粘度、表面张力、过热度)和雾化工艺参数（如熔体流直径、喷嘴结构、喷射介质的压力、流速等）。几乎所有可被熔化的金属都可用雾化法生产,尤其适宜生产合金粉末。此法生产效率高,并易于扩大工业规模。目前不仅用于大量生产工业用铁、铜、铝粉和各种合金粉末，还用来生产高纯净度(O2<100ppm)的高温合金、高速钢、不锈钢和钛合金粉末。此外，用激冷技术制取快速冷凝粉末（冷凝速度>100,000K/s）日益受到重视。用它可以制出高性能的微晶材料。 电解法： 在金属盐水溶液中通以直流电、金属离子即在阴极上放电析出，形成易于破碎成粉末的沉积层。金属离子一般来源于同种金属阳极的溶解，并在电流作用下自阳极向阴极迁移。影响粉末粒度的因素主要是电解液的组成和电解条件。一般电解粉末多呈树枝状，纯度较高,但此法耗电大,成本较高。电解法的应用也很广泛，常用来生产铜、镍、铁、银、锡、铅、铬、锰等多种金属粉末；在一定条件下也可制取合金粉末。对于钽、铌、钛、锆、铍、钍、铀等稀有难熔金属，常采用复合熔盐作为电解质以制取粉末。 机械粉碎法： 主要是通过压碎、击碎和磨削等作用将固态金属碎化成粉末。设备分粗碎和细碎两类。主要起压碎作用的有碾碎机、辊轧机、颚式破碎机等粗碎设备。主要起击碎和磨削作用的有锤碎机、棒磨机、球磨机、振动球磨机、搅动球磨机等粉碎设备。机械粉碎法主要适用于粉碎脆性的和易加工硬化的金属和合金，如锡、锰、铬、高碳铁、铁合金等，也用来破碎还原法制得的海绵状金属、电解法制取的阴极沉积物；还用于破碎氢化后发脆的钛，然后再脱氢制取细钛粉。机械粉碎法效率低，能耗大，多作为其他制粉法的补充手段，或用于混合不同性质的粉末。此外，机械粉碎法还包括旋涡研磨机，它靠两个叶轮造成涡流，使被气流所夹裹的颗粒相互高速碰撞而粉碎，可用于塑性金属的碎化。冷流破碎法是用高速高压
金属基复合材料的制备方法
金属基复合材料的制备技术 摘要：现代科学技术的发展和工业生产对材料的要求日益提高，使普通的单一材料越来越难以满足实际需要。复合材料是多种材料的统计优化，集优点于一身，具有高强度、高模量和轻比重等一系列特点。尤其是金属基复合材料(MMCs)具有较高工作温度和层间剪切强度，且有导电、导热、耐磨损、不吸湿、不放气、尺寸稳定、不老化等一系列的金属特性，是一种优良的结构材料。 Abstract: The development of modern science and technology and industrial production of materials requirements increasing, the ordinary single material is more and more difficult to meet the actual needs. Composite material is a variety of statistical optimization, set merit in a body, has the advantages of high strength, high modulus and light specific gravity and a series of characteristics. Especially the metal matrix composite ( MMCs ) has the high working temperature and interlaminar shear strength, and a conductive, thermal conductivity, wear resistance, moisture, do not bleed, dimensional stability, aging and a series of metal properties, is a kind of structural material. 关键词：复合材料(Composite material)、发展概况(Development situation)、金属基复合材料(Metal base composite materia l)、发展前景(Development prospect) 正文： 一：复合材料简介 复合材料是由两种或两种以上不同物理、化学性质的物质以微观或宏观的形式复合而成的多相材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为：①纤维复合材料。②夹层复合材料。③细粒复合材料。④混杂复合材料。[1] 二：金属基复合材料简介 (1)定义：金属基复合材料是以金属或合金为基体，以高性能的第二相为增强体的复合材料。它是一类以金属或合金为基体, 以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物, 其共同点是具有连续的金属基体。 (2)分类：按增强体类型分为：1.颗粒增强复合材料；2.层状复合材料；3.纤维增强复合材料 按基体类型分为：1.铝基复合材料；2.镍基复合材料；3.钛基复合材料；4.镁基复合材料 按用途分为：1.结构复合材料；2.功能复合材料 （3）性能特征：金属基复合材料的性能取决于所选用金属或合金基体和增强物的特性、含量、分布等。综合归纳金属基复合材料有以下性能特点。 A．高比强度、比模量 B. 良好的导热、导电性能 C．热膨胀系数小、尺寸稳定性好 D．良好的高温性能和耐磨性
粉末冶金技术论文..
粉末冶金技术 摘要：粉末冶金是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、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。这种工艺过程成为粉末冶金法，是一种不同于熔炼和铸造的方法。其生产过程与陶瓷制品相类似，所以又称金属陶瓷法。粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法，也是一种无切削或少切削的加工方法。它具有生产率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等优点。但金属粉末和模具费用高，制品大小和形状受到一定限制，制品的韧性较差。粉末冶金法常用于制作硬质合金、减摩材料、结构材料、摩擦材料、难熔金属材料、过滤材料、金属陶瓷、无偏析高速工具钢、磁性材料、耐热材料等。 关键词：粉末冶金、基本工序、应用、发展方向、问题及机遇 Powder metallurgy technology (11 grade material class two) Abstract:Powder metallurgy is used for preparing metal or metal powder (or metal powder and metal powder mixture) as raw material, after forming and sintering, manufacture of metal materials, composite and various types of products technology.Powder metallurgy method and the production of ceramic have similar place, therefore, a series of new powder metallurgy technologies can also be used for preparing ceramic material. Powder metallurgy materials refers to the use of several kinds of metal powder or metal and non metal powder as raw material, through mixing, pressing, sintering process and made of materials.The process to become powder metallurgy method, is different from the melting and casting method.Its production process and ceramic products are similar, so called ceramic metal.Powder metallurgy method not only has some special properties of material preparation method, is also a kind of without cutting or less cutting processing method. It has high productivity, high material utilization rate, saving machine tools and production area etc..But the metal powder and high mold cost, product size and shape are subject to certain restrictions, flexibility is poor.Powder metallurgy method often used for the production of hard alloy, antifriction material, structural material, friction material, refractory metal materials, filter materials, metal ceramic, no segregation in high speed tool steel, magnetic materials, heat resistant materials. Key words:powder metallurgy, basic process, application, development trend, problems and opportunities
粉末冶金制粉技术 全
粉末冶金制粉技术(一) 粉末冶金新技术、新工艺的应用，不但使传统的粉末冶金材料性能得到根本的改善，而且使得一批高性能和具有特殊性能的新一代材料相继产生。例如：高性能摩擦材料、固体自润滑材料、粉末高温合金、高性能粉末冶金铁基复合和组合零件、粉末高速钢、快速冷凝铝合金、氧化物弥散强化合金、颗粒增强复合材料，高性能难熔金属及合金、超细晶粒及涂层硬质合金、新型金属陶瓷、特种陶瓷、超硬材料、高性能永磁材料、电池材料、复合核燃料、中子可燃毒物、粉末微晶材料和纳米材料、快速冷凝非晶和准晶材料、隐身材料等。这些新材料都需要以粉末冶金作为其主要的或惟一的制造手段。 本章将简要介绍粉末冶金的基本工艺原理和方法，重点介绍近年米粉末冶金新技术和新工艺的发展和应用状况。 1.雾化制粉技术 粉末冶金材料和制品不断增多，其质量不断提高，要求提供的粉末的种类也愈来愈多。例如，从材质范围来看，不仅使用金属粉末，也要使用合金粉末、金属化合物粉末等；从粉末形貌来看，要求使用各种形状的粉末，如生产过滤器时，就要求球形粉末；从粉末粒度来看，从粒度为500～1000m的粗粉末到粒度小于0.1m的超细粉末。 近几十年来，粉末制造技术得到了很大发展。作为粉末制备新技术，第一个引人注目的就是快速凝固雾化制粉技术。快速凝固雾化制粉技术是直接击碎液体金属或合金并快速冷凝而制得粉末的片法。快速凝固雾化制粉技术最大的优点是可以有效地减少合金成分的偏析，获得成分均匀的合金粉末。此外，通过控制冷凝速率可以获得具有非晶、准晶、微晶或过饱和固溶体等非平衡组织的粉末。它的出现无论对粉末合金成分的设计还是对粉末合金的微观结构以及宏观特性都产生了深刻影响，它给高性能粉末冶金材料制备开辟了一条崭新道路，有力地推动了粉末冶金的发展。 雾化法最初生产的是像锡、铅、锌、铝等低熔点金属粉末，进一步发展能生产熔点在1600～1700℃以下的铁粉及其他粉末，如纯铜、黄铜、青铜、合金钢、不锈钢等金属和合金粉末。近些年，随着人们对雾化制粉技术快速冷凝特性的认识，其应用领域不断地拓宽，如高温合金、Al-Li合金、耐热铝合金、非晶软磁合金、稀土永磁合金、Cu-Pb和Cu-Cr假合金等。 借助高压液流(通常是水或油)或高压气流(空气、惰性气体)的冲击破碎金属液流来制备粉末的方法，称为气雾化或水(油)雾化法，统称二流雾化法；用离心力破碎金属液 流称为离心雾化；利用超声波能量来实现液流的破碎称为超声雾化。雾化制粉的冷凝速率一般为103～106℃／s。 2二流雾化 根据雾化介质(气体、水或油)对金属液流作用的方式不同，二流雾化法具有多种形式： (1)垂直喷嘴。雾化介质与金属液流互呈垂直方向。这样喷制的粉末一般较粗，常用来喷制铝、锌等粉末。 (2)V形喷嘴。两股板状雾化介质射流呈V形，金属液流在交叉处被击碎。这种喷嘴是在垂直喷嘴的基础上改进而成的，其特点是不易发生堵嘴。瑞典霍格纳斯公司最早用此法以水喷制不锈钢粉。
金属粉末的制备方法及基本原理.
金属粉末的制备方法及基本原理 1引言 金属粉末尺寸小，比表面积大，用其制得的金属零部件具有许多不同于常规材料 的性质，如优良的力学性能、特殊的磁性能、高的电导率和扩散率、高的反应活性和催化活性等。这些特殊性质使得金属粉末材料在航空航天、舰船、汽车、冶金、化工等领域得到越来越广泛的应用。 2金属粉末的制备方法 2.1机械法 机械法就是借助于机械力将大块金属破碎成所需粒径粉末的一种加工方法。按照 机械力的不同可将其分为机械冲击式粉碎法、气流磨粉碎法、球磨法和超声波粉碎法等。目前普遍使用的方法还是球磨法和气流磨粉碎法，其优点是工艺简单、产 量大，可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的纳米粉末。 2.1.1球磨法 球磨法主要分为滚动球法和振动球磨法。该方法利用了金属颗粒在不同的应变速 率下因产生变形而破碎细化的机理。其优点是对物料的选择性不强，可连续操作, 生产效率高，适用于干磨、湿磨，可以进行多种金属及合金的粉末制备。缺点是在粉末制备过程中分级比较困难［3］。 2.1.2气流磨粉碎法 气流磨粉碎法是目前制备磁性材料粉末应用最广的方法。具体的工艺过程为：压缩气体经过特殊设计的喷嘴后，被加速为超音速气流，喷射到研磨机的中心研磨区从而带动研磨区内的物料互相碰撞，使 粉末粉碎变细；气流膨胀后随物料上升进入分级区，由涡轮式分级器分选出达到 粒度的物料，其余粗粉返回研磨区继续研磨，直至达到要求的粒度被分出为止。整个生产过程可以连续自动运行，并通过分级轮转速的调节来控制粉末粒径大小（平均粒度在
3~8 ym气流磨粉碎法适于大批量工业化生产，工艺成熟。缺点是在金属粉末的生产过程中，必须使用连续不断的惰性气体或氮气作为压缩气源，耗气量较大；只适合脆性金属及合金的破碎制粉。 2.2物理法 物理法一般是通过高温、高压将块状金属材料熔化，并破碎成细小的液滴，并在 收集器内冷凝而得到金属粉末，该过程不发生化学变化。目前研究和使用最多的物理法主要有等离子旋转电极法和气体雾化法。 2.2.1等离子旋转电极法 等离子旋转电极法的原理是将金属或合金制成特定规格的棒料，然后装入旋转模腔，再将等离子枪移至棒料前，在等离子束的作用下，棒料端部开始熔化，形成的液体受到离心力和液体表面张力的双重作用，被破碎成液滴飞离电极棒，最终冷凝成球形金属粉末［4］。该方法根据电极转速和等离子弧电流的大小调节控制粉末粒径。优点是所得粉末球形度好，氧含量低；缺点是粉末不易制取，每批次的材料利用率不高。 2.2.2气体雾化法 气体雾化法是生产金属及合金粉末的主要方法之一。气体雾化的基本原理是用高速气流将液态金属流破碎成小液滴并凝固成粉末的过程。雾化粉末具有球形度高、粉末粒度可控、氧含量低、生产成本 低以及适应多种金属粉末的生产等优点，已成为高性能及特种合金 粉末制备技术的主要发展方向。喷嘴是气体雾化的关键技术，其结构和性能决定了雾化粉末的性能和生产效率。因此，喷嘴结构设计与性能的不断提高决定着气体雾化技术的进步。从雾化喷嘴结构设计的改进历程可以将雾化技术分为传统雾化技术和新型雾化技术。 2.221传统雾化技术 传统雾化技术主要包括超声雾化技术、紧耦合雾化技术和高压气体雾化技术。超
粉末冶金技术
粉未治金技术 金属注射成形技术（MIM）由陶瓷零件的粉末注射成形技术发展而来，是一种新型的粉末冶金近净成形技术。MIM 技术的主要生产步骤如下： 金属粉末与粘结剂混合——制粒——注射成形——脱脂——烧结——后续处理——最终产品 该技术适用于大批量生产性能高、形状复杂的小尺寸的粉末冶金零部件。近几十年来，MIM技术发展势头迅猛，能应用的材料体系包括：Fe-Ni合金、不锈钢、工具钢、高比重合金、硬质合金、钛合金、镍基超合金、金属间化合物、氧化铝、氧化锆等。目前注射成形技术在国外已经有不少大规模的产业化应用，如瑞士的手表业。而国内近年来也已经涌现出不少具有一定实力MIM产品的生产企业，如中南工大的湖南英捷，北京安泰，山东乳山金珠以及上海富驰等。 金属和陶瓷粉末材料注射成型(粉末注射成型-PIM)作为一种有竞争力的技术，已经在精密零件领域确立了其地位。PIM的成功来自于塑料注射成型技术和粉末技术的组合，前者具有获得形状的高自由度；后者提供很宽的选择材料的可能性。这导致了形成一个年增长率高于20%的强有力的增长中的市场。粉末注射成型是一种接近纯塑造的加工方法，它组合了粉末技术和塑料注射成型技术的各种优势。聚合物注射成型的主要优点是高速和自动化地生产大批量、几何形状复杂而又无需进行重要的后修饰零件的可能性。PIM加工过程现在可以加工几乎所有可得到的、以适当的粉末形式存在的材料，包括金属、陶瓷、硬质合金、金属间化合物和复合材料。在粉末注射成型中，金属或陶瓷粉通过与足量的聚合物和蜡(粘接剂)混合和均化形成注射成型混合物，这种原料有聚合物的流动性质，能作为粒料用通常的注射成型方法进行加工。注射成型零件(绿色坯块)用如同塑料注射成型那样的方法成型，并采用或多或少有点复杂的注射成型模具。为了得到成品，粘接剂通常在一个两级加工过程中，借助热效应和/或一种化学过程，被从绿色坯块中除去(称谓脱粘接剂)。所形成的"褐色坯块"与注射成型零件有大致相同的形状和尺寸。但由于已经除去粘接剂，所以是一个多孔结构的零件。此零件然后在大约85%的熔点温度，在一个适当地调节好的环境中烧结。孔通过液相的扩散、成型，和颗料增大等而封闭。在烧结过程中零件形状完全保持，结果是用塑料成型加工法可得到的复杂的形状也能在金属和陶瓷零件上再现。精细的原料粉和光洁的模具表面可保证PIM加工方法具有突出的表面质量。按照用途的不同，烧结好的零件可在随后的产品后处理工序中，用搭接、研磨、机械、化学抛光、涂布等方法达到最终的、准备好供使用的状况。注射成型是确定几何形状和尺寸的关键工序。就像热塑性塑料情况那样，来自注料道和流道的混合料冷料可以再行造粒和回收使用，或者可采用热流道喷嘴，直接注射入零件。 零件尺寸从2 mm到5 cm PIM加工方法的典型应用是生产相对较小、密实而又形状复杂的零件，对它们的需求数量，每年在几千到几百万之间。它的高成型自由度使早先用几个工序生产或用几个零件装备起来形成的零件可用一个单独的PIM零件代替。有内部螺纹的、有难于加工的侧陷槽的、要求高表面质量的零件也能可靠地和自动化地进行生产。对于PIM零件，存在有一系列设计判据。PIM零件的典型的和经济上有吸引力的尺寸范围大约从2 mm到5 cm。紧固元件，如眼孔、螺纹或拉钩被集成到零件上也是很典型的，零件也包括，如齿轮、滑动螺栓、滑动表面、传动夹头或结构轴等结构元件。PIM特别适于制造有多功能特点的零件，成型自由度高，这大大扩展了传统生产工艺的适用范围，并且不需要复杂的机械修整和连接加工。 在许多生活领域中的应用PIM零件现在用于很多日常生活领域，如汽车和空间工业、化学工业、办公室设备和计算机工业，但也用于医药技术、运动设备和军事装备。例如厨房搅拌器的驱动托架，用不锈钢制成，重量为135g，这是一个相对较重的PIM零件。汽车点火开关盖以Fe2Ni为材料，由Radevormwald 的GKN Sinter Metals公司大批量生产。这种零件重8.8g，烧结后牢固地镀上铬。Dornstetten 的Klaeger公司批量生产的陶瓷杯，可省去固定把手的复杂工作程序。其他在消费品和宝石行业的著名的应用例子是不锈钢、钛和贵金属手表零件，例如由瑞士Grenchen的ETA公司生产的这类零件。注射成型机制造商Arburg公司采用了气体辅助技术，使中空的、重量轻的零件进入PIM加工过程。 世界范围的销售额为7亿美元简单概括一下PIM技术的历史发展情况，与PIM有关的第一个商业活动发生在1960年。但只是在过去的15年里，接受程度和市场潜力才取得稳定的增长。这一技术成熟到这种程度，它成为
【CN109676147A】金属合金粉末制备装置【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910161526.0 (22)申请日 2019.03.04 (71)申请人 孟召阳 地址 071400 河北省保定市蠡县辛兴镇北 沙口村 (72)发明人 王书杰 孟静 孟召阳 (51)Int.Cl. B22F 9/10(2006.01) (54)发明名称金属合金粉末制备装置(57)摘要本发明公开了一种金属合金粉末制备装置，涉及增材制造或者粉末冶金技术领域。所述装置包括从上到下设置的吸气熔炼室、制粉室、粉体暂存室以及二次粉碎球化室。本发明所述装置采用高压活性气氛环境下熔炼高温金属合金，来降低其熔点和界面张力，并提高金属合金熔体的流动性。通过高压活性气氛触发高压喷射，并经过离心雾化制备金属合金粉末。然后经过初次射频等离子加热，在活性元素析出动力作用下使高温金属合金粉末再次破碎，最后在经过二次射频等离子加热使得破碎的粉末熔化并球化，同时除去活性元素。所述装置具有产率高、粉体颗粒成分均匀、球形度高、 颗粒尺寸小且流动性好的特点。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 109676147 A 2019.04.26 C N 109676147 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109676147 A 1.一种金属合金粉末制备装置，其特征在于：包括从上到下设置的吸气熔炼室（1）、制粉室（2）、粉体暂存室（3）以及二次粉碎球化室（4），所述吸气熔炼室（1）内设置有所述水冷铜坩埚（8），所述水冷铜坩埚（8）的外周设置有主加热感应线圈（7），所述吸气熔炼室（1）的底部设置有与所述制粉室（2）相连通的熔体喷嘴（12），所述熔体喷嘴（12）内设置有熔体喷嘴加热器（11），固态储气室（5）通过注气管（5-1）与所述吸气熔炼室（1）相连通，所述固态储气室（5）内设置有固态储气原料（6），且所述固态储气室（5）上设置有储气室加热器（5-2）；所述熔体喷嘴（12）的下侧的制粉室（3）内设置有离心雾化转盘（13），所述离心雾化转盘（13）的下方设置有等离子电极（14），用于对所述离心雾化转盘（13）进行加热，所述制粉室（2）的外侧设置有转盘驱动装置，用于驱动所述转盘转动；所述制粉室（2）的下端通过第一连通管与所述粉体暂存室（3）相连通，且所述第一连通管上设置有第一阀门（16），所述粉体暂存室（3）的下端通过第二连通管与所述二次粉碎球化室（4）的上端相连通，且所述第二连通管上设置有第二阀门（17），所述二次粉碎球化室（4）内从上到下设置有第一射频线圈（19）和第二射频线圈（20），所述第一射频线圈（19）和第二射频线圈（20）分别产生第一射频等离子体（18）以及第二射频等离子体（21），所述第一等离子体（18）和第二等离子体（21）依次对降落的金属合金粉末进行作用，抽真空系统（24）通过管路与所述二次粉碎球化室（4）相连通。 2.如权利要求1所述的金属合金粉末制备装置，其特征在于：所述吸气熔炼室（1）内设置有红外测温仪（26），用于对所述水冷铜坩埚（8）内的熔体进行测温。 3.如权利要求1所述的金属合金粉末的制备装置，其特征在于：所述熔体喷嘴（12）的内孔与离心雾化转盘（13）的边缘相内切。 4.如权利要求1所述的金属合金粉末制备装置，其特征在于：所述制粉室（2）上设置有与外侧相连通的第三连通管，所述第三连通管上设置有第三阀门（25）。 5.如权利要求1所述的金属合金粉末制备装置，其特征在于：所述固态储气原料（6）为通过加热易于释放出活性气体的材料。 6.如权利要求5所述的金属合金粉末制备装置，其特征在于：所述固态储气原料（6）为氢化钛、氢化铝、氢化锂和/或氢化铝锂。 7.如权利要求1所述的金属合金粉末制备装置，其特征在于：所述的金属合金为钛合金和/或镍合金。 8.如权利要求1所述的金属合金粉末制备装置，其特征在于：所述第一射频线圈 （19）与第二射频线圈 （20）之间存在二次粉碎约束罩（22），用于防止初次雾化粉（15）破碎到处飞溅。 2
金属多孔材料的制备及应用_于永亮
金属多孔材料的制备及应用 于永亮，张德金，袁勇，刘增林 (粉末冶金有限公司) 摘要:在归纳分析目前国内外各种制备多孔材料新技术的基础上，阐述了多孔材料在过滤、电极材料、催化载体、消音材料、生物和装饰材料方面应用及未来发展前景。 关键词:多孔材料功能结构制备方法金属加工 0前言 多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。由于多孔材料具有相对密度低、比强度高、比表面积大、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点，其应用范围远远超过单一功能的材料。近年来金属多孔材料的开发和应用日益受到人们的关注。目前，金属多孔材料已经在冶金、石油、化工、纺织、医药、酿造等国民经济部门以及国防军事等部门得到了广泛的应用。从20世纪中叶开始，世界科技较发达国家竞相投入到多孔金属材料的研究与开发之中，并相继研发了各种不同的制备工艺。 1金属多孔材料的制备工艺 1.1粉末冶金(PM)法［1］ 该方法的原理是将一种或多种金属粉末按一定的配比混合均匀后，在一定的压力下压制成粉末压坯。将成形坯在烧结炉中进行烧结，制得具有一定孔隙度的多孔金属材料。或不经过成形压制，直接将粉末松装于模具内进行无压烧结，即粉末松装烧结法。 1.2纤维烧结法［2］ 纤维烧结法与粉末冶金法基本类似。用金属纤维代替金属粉末颗粒，选取一定几何分布的金属纤维混合均匀，分布成纤维毡，随后在惰性气氛或还原性气氛保护的条件下烧结制备金属纤维材料。该法制备的金属多孔材料孔隙度可在很大范围内调整。 作者简介:于永亮(1981－)，男，2006年7月毕业于中南大学粉末冶金专业。现为莱钢粉末冶金有限公司技术科助理工程师，主要从事生产技术及质量管理工作。1.3发泡法［3］ 1)直接吹气法。对于制备泡沫金属，直接吹气法是一种简便、快速且低耗能的方法。 2)金属氢化物分解发泡法。这种方法是在熔融的金属液中加入发泡剂(金属氢化物粉末)，氢化物被加热后分解出H2，并且发生体积膨胀，使得液体金属发泡，冷却后得到泡沫金属材料。 3)粉末发泡法。该方法的基本工艺是将金属与发泡剂按一定的比例混合均匀，然后在一定的压力下压制成形。将成形坯经过进一步加工，如轧制、模锻等，使之成为半成品，然后将半成品放入一定的钢模中加热，使得发泡剂分解放出气体发泡，最后得到多孔泡沫金属材料。 1.4自蔓延合成法［4］ 自蔓延高温合成法是一种利用原材料组分之间化学反应的强烈放热，在维持自身反应继续进行的同时产生大量孔隙的材料合成方法。该方法放热反应可迅速扩展(即自蔓延)，在极短时间内即可完成全部燃烧反应。同时因为反应时的温度高，故容易得到高纯度材料。这种方法主要是依靠反应过程中产生的液体和气体的运动而得到多孔结构，因此其孔隙大多是相互连通的，采用这种方法制备的多孔材料孔隙度可达到60%以上。然而，由于在自蔓延高温合成过程中，其热量释放和反应过程过于剧烈，容易导致材料的变形和开裂，同时不利于材料的孔结构控制和近净成形。 1.5铸造法［5］ 1)熔模铸造法。熔模铸造法是先将已经发泡的塑料填入一定几何形状的容器内，在其周围倒入液态耐火材料，在耐火材料硬化后，升温加热使发泡塑料气化，此时模具就具有原发泡塑料的形状，将液态金属浇注到模具内，在冷却后把耐火材料与 36 莱钢科技2011年6月
纳米金属粉末制备方法综述
摘要纳米粉末具有特殊性质, 并在各个领域得到广泛应用。本文详细介绍了制备纳米粉末的方法, 如机械法、物理法和化学法，和这些方法的原理、技术特点、研究进展和局限性。最后提出目前仍需解决的一些问题并对纳米金属粉末新的制备方法做出展望。 关键词纳米粉末;制备方法;机械法;物理法;化学法 一．绪论 超细粉末的概念于20世纪60年代提出,粉末的粒度一般要求小0.1um( 100nm),即在1~ 100nm间,故超细粉末又称作纳米粉末。由于纳米微粒本身的结构与常规材料不同,所以具有许多新奇的特性。比如纳米金属粉末就具有不同普通材料的光、电、磁、热力学和化学反应等方面的奇异性能, 是一种重要的功能材料,具有广泛的应用前景。现已在国防、化工、轻工、航天、冶金等领域得到重要应用,因而引起了人们的注意。80年代以来, 纳米粉末作为一种新型材料,已引起了各国政府及科学家的极大重视,美国、日本、西欧等发达国家都将其列入发展高技术的计划中,投入了相当的人力和物力,例如美国的“星球大战”计划、西欧各国的“尤里卡”计划、日本 1981 年开始实施的“高技术探索研究”计划以及我国的“863”计划,都列入了纳米材料的研究和开发。目前一些纳米粉末,如钛酸钡、氮化硅、氧化锆等已经实现了商品化。我国在纳米粉末研究方面起步较晚,80年代后期才开始比较系统的研制开发。近年来取得一些成效,特别是一些大学和研究所在理论研究和实验室规模中试水平上有了较大的发展。但总的说来,我国在这一领域与世界先进水平相比, 仍有一定差距。本文将重点介绍目前已研究的纳米粉末的制备方法。 二．方法综述 2.1机械法 机械法就是借助于机械力将大块金属破碎成所需粒径粉末的一种加工方法。按照机械力的不同可将其分为机械冲击式粉碎法、气流磨粉碎法、球磨法和超声波粉碎法等。目前普遍使用的方法还是球磨法和气流磨粉碎法,其优点是工艺简单、产量大,可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的超细纳米粉末。 2. 1. 1球磨法 球磨法主要分为滚动球法和振动球磨法。该方法利用了金属颗粒在不同的应变速率下因产生变形而破碎细化的机理。其优点是对物料的选择性不强,可连续操作,生产效率高,适用于干磨、湿磨,可以进行多种金属及合金的粉末制备。缺点是在粉末制备过程中分级比较困难。 2. 1. 2气流磨粉碎法 气流磨粉碎法是目前制备磁性材料粉末应用最广的方法。具体的工艺过程为:压缩气体经过特殊设计的喷嘴后,被加速为超音速气流,喷射到研磨机的中心研磨区,从而带动研磨区内的物料互相碰撞,使粉末粉碎变细;气流膨胀后随物料上升进入分级区,由涡轮式分级器分选出达到粒度的物料,其余粗粉返回研磨区继续研磨, 直至达到要求的粒度被分出为止。整个生产过程可以连续自动运行,并通过分级轮转速的调节来控制粉末粒径大小(平均粒度在3～ 8 μ m)。气流磨粉碎法适于大批量工业化生产,工艺成熟。缺点是在金属粉末的生产过程中,必须使用连续不断的惰性气体或氮气作为压缩气源,耗气量较大;只适合脆性金属及合金的破碎制粉。
粉末冶金技术的巨大市场潜力
粉末冶金技术的巨大市场潜力本文为大家介绍开发粉末冶金技术，促进发的核心竞争力 目前，我国汽车零部件企业不仅面临着激烈的影响的跨国企业和国内企业 激烈的同质化竞争，以及原材料成本的上游和下游的挤压和东道国经销商不断 提高标准的产品质量和我国大多数汽车零部件企业的现状是水平低的专业，产 品开发能力。绝大多数企业不具备的组成部分的产品开发，产品开发主要依和 下游的挤压和东道国经销商不断提高标准的产品质量赖于原始设备制造商，它 是难以适应的要求，车辆更换，企业核心竞争力较低自己。因此，企业在成本 上升的压力和传导不能有效的武力水平下降的企业盈利。 面对目前的困难，其核心极参与促进企业的竞争力已成为一个迫切需要解决。我们知道，汽车零件和部件的核心，高附加值是：发动机进排气门，发动 机连杆，变速箱齿轮中的同步器锥环和油泵从动齿轮，如主要的。这些地区， 主流的核心技术，粉末冶金技术。如：联系是一个重要的发动机零件，许多图 纸就引进模式提供了疲劳试验的负载连接，并呼吁在疲劳载荷周期超过5000000。和大多数国内汽车发动机杆用连杆锻造连杆和铸造中学疲劳星期超过500000是非常困难的，因为联系不属于我，酒吧的加工，小缺陷的连接更大的 影响力杆的疲劳寿命。虽然主流主要粉末锻造连杆，如：通用汽车公司别轿车，宝马德国宝马，GNK Sintermetals生产，以满足拉伸强度，甚至链接1041MPa。因此，为了培养自己的核心竞争力，这是迫切需要的动议粉末冶金技术发展计 划的一个突破在国内及零件，以提高争力已弱。 加速增长的我国汽车市场的潜力，突出粉末冶金技术市场近年来，我国汽 车产业一直保持快速发展。据中国汽车工业协会统计，2007年上半年，我国汽 车生产和销一共有4456700和4373800，增加了22.36%和23.3%。我国已成为 世界第二大汽车消费国，第三大汽车生产国，最大的潜在市场，汽车。随着大 力发展我国汽车工业，导致快速发展的零部件市场。2006，我国汽车零部件企 业销售收入达4035.00亿元。据估计，到2010年，我国国内汽车零部件生产将达到70000.0亿风格产业，导致快速发展的零部件市场。
金属粉末的制备方法及基本原理(2)
金属粉末的制备方法及基本原理 1 引言金属粉末尺寸小 ,比表面积大 ,用其制得的金属零部件具有许多不同于常规材料的性质 , 如优良的力学性能、特殊的磁性能、高的电导率和扩散率、高的反应活性和催化活性等。这些特殊性质使得金属粉末材料在航空航天、舰船、汽车、冶金、化工等领域得到越来越广泛的应用。 2 金属粉末的制备方法 2.1机械法机械法就是借助于机械力将大块金属破碎成所需粒 径粉末的一 种加工方法。按照机械力的不同可将其分为机械冲击式粉碎法、气流磨粉碎法、球磨法和超声波粉碎法等。目前普遍使用的方法还是球磨法和气流磨粉碎法 ,其优点是工艺简单、产量大,可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的纳米粉末。 2.1.1球磨法 球磨法主要分为滚动球法和振动球磨法。该方法利用了金属颗粒在不同的应变速率下因产生变形而破碎细化的机理。其优点是对物料的选择性不强 ,可连续操作 ,生产效率高 ,适用于干磨、湿磨,可以进行多种金属及合金的粉末制备。缺点是在粉末制备过程中分级比较困难 [3] 。 2.1.2气流磨粉碎法 气流磨粉碎法是目前制备磁性材料粉末应用最广的方法。具体的工艺过程为 : 压缩气体经过特殊设计的喷嘴后 , 被加速为超音速气流 , 喷射到研磨机的中心研磨区 , 从而带动研磨区内的物料互相碰撞 , 使粉末粉碎变细 ; 气流膨胀后随
物料上升进入分级区 , 由涡轮式分级器分选出达到粒度的物料 , 其余粗粉返回研磨区继续研磨 , 直至达到要求的粒度被分出为止。整个生产过程可以连续自动运行 , 并通过分级轮转速的调节来控制粉末粒径大小（平均粒度在 3～ 8 μm）。气流磨粉碎法适于大批量工业化生产 , 工艺成熟。缺点是在金属粉末的生产过程中 , 必须使用连续不断的惰性气体或氮气作为压缩气源 , 耗气量较大; 只适合脆性金属及合金的破碎制粉。 2.2物理法 物理法一般是通过高温、高压将块状金属材料熔化 , 并破碎成细小的液滴, 并在收集器内冷凝而得到金属粉末 , 该过程不发生化学变化。目前研究和使用最多的物理法主要有等离子旋转电极法和气体雾化法。 2.2.1 等离子旋转电极法等离子旋转电极法的原理是将金属或合金制成特定规格的棒料 , 然后装入旋转模腔 ,再将等离子枪移至棒料前 , 在等离子束的作用下 , 棒料端部开始熔化 , 形成的液体受到离心力和液体表面张力的双重作用,被破碎成液滴飞离电极棒 ,最终冷凝成球形金属粉末 [4] 。该方法根据电极转速和等离子弧电流的大小调节控制粉末粒径。优点是所得粉末球形度好 , 氧含量低 ; 缺点是粉末不易制取 , 每批次的材料利用率不高。 2.2.2气体雾化法气体雾化法是生产金属及合金粉末的主要方法之一。气体雾化的基本原理是用高速气流将液态金属流破
金属粉末的制备方法及基本原理
金属粉末的制备方法及基本原理 金属粉末的制备方法及基本原理摘要制取粉末是粉末冶金的第一步。为了满足对粉末的各种要求，也就要有各种各样生产粉末的方法，机械法、物理法、物理化学法等超细金属粉末的制备方法，还原和机械法是制备金属粉末的基本方法关键词金属粉末的制备，机械研磨法，雾化法，还原法，电解法制取粉末是粉末冶金的第一步。为了满足对粉末的各种要求，也就要有各种各样生产粉末的方法，这些方法不外乎使金属、合金或者金属化合物从固态、液态或气态转变成粉末状态。在冶金制品生产时，其选择主要取决于以下两个因素：粉末的性能和最低的成本。是为能否制取一定物理机械性能和其它特殊性能的制品。主要取决于金属粉末的性能。从过程的实质来看，现有制粉方法大体上可归纳为两大类，即机械法和物理化学法。机械法是将原材料机械地粉碎，而化学成分基本上不发生变化；物理化学法是借助化学的或物理的作用，改变原材料的化学成分或聚集状态而获得粉末的。粉末的生产方法很多，从工业规模而言，应用最广泛的是还原法、雾化法和电解法；而气相沉积法和液相沉淀法在特殊应用时亦很重要。 一机械研磨法固态金属的机械粉碎既是一种独立的制粉方法，又常作为某些制粉方法不可缺少的补充工序。因此，机械粉碎法在粉末生产中占有重要的地位机械研磨主要用来：粉碎脆性金属和合金，如锑、锰、铬、高碳铁、铁合金等以及研磨还原海绵状金属块或电解阴极沉积物；可以研磨经特殊处理后具有脆性的金属和合金，例如，研磨冷却处理后的铅以及加热处理后的锡；如钛经氢化处理后，进行研磨，最后脱氢可以制取细粒度的高纯钛粉下面主要以球磨为例讨论机械研磨的规律。1 球磨机转速慢时，球和物料沿筒体上升至自然坡度角，然后滚下，称为泻落。这时物料的粉碎主要靠球的摩擦作用2 球磨机转速较高时，球在离心力的作用下，随着筒体上升至比第一种情况更高的点平衡，这时物料不仅靠球与球之间的摩擦作用，而主要靠球落下时的冲击作用而被粉碎，其效果最好继续增加球磨机的转速，当离心力超过球体的重力时，紧靠衬板的球不脱离筒壁而与筒体一起回转，此时物料的粉碎作用将停止。影响球磨的因素：1 球磨筒的转速；2 装球量在一定范围内增加装球量能提高研磨效率。在转速固定时，装球量过少，球在倾斜面上主要是滑动，使研磨效率降低；3 球料比，在研磨中还要注意球与料的比例。料太少，则球与球间碰撞加多，磨损太大；料过多，则磨削面积不够，不能很好磨细粉末，需要延长研磨时间，能量消耗增大。4 球的大小，球的大小对物料的粉碎有很大影响。如果球的直径小，球的质量轻，则对物料的冲击力弱；但球的直径太大，则装球的个数太少，因而撞击次数减少，磨削面积减小，也使球磨效率降低。 5 研磨介质，物料除了在空气介质中干磨外，还可在液体介质中进行湿磨，后者在硬质合金、金属陶瓷及特殊材料的研磨工艺中常被采用。 二雾化法雾化法属于机械制粉法，直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法，应用较广泛，生产规模仅次于还原法。雾化法又称喷雾法，可以制取铅、锡、铝、锌、铜、镍、铁等金属粉末，也可制取黄铜、合金钢、高速钢、不锈钢等预合金粉末。制造过滤器用的青铜、不锈钢、镍的球形粉末目前几乎全是采用雾化法生产。雾化法包括：二流雾化法，水雾化；离心雾化法，分旋转圆盘；其他雾化法，如真空雾化、油雾化等。下面主要讨论气体雾化和水雾化，并简要介绍离心雾化法二流雾化法雾化过程原理：二流雾化法是用高速气流或高压水击碎金属液流的，而机械粉碎法是借机械作用破坏固体金属原子间的结合，所以雾化法只要克服液体金属原子间的键合力就能使之分散成粉末，因而雾化过程所需消耗的外力比机械粉碎法小得多。从能量消耗这一点来说，雾化法是一种简便的经济的粉末生产方法。根据雾化介质（气体、水）对金属液流作用的方式不同，雾化具有多种形式：平行喷射，气流与金属液流平行；垂直喷射，气流或水流与金属液流互呈垂直方向，这样喷制的粉末较粗，常用
金属基复合材料的制备方法
金属基复合材料的制备方 法 Newly compiled on November 23, 2020
金属基复合材料的制备技术 摘要：现代科学技术的发展和工业生产对材料的要求日益提高，使普通的单一材料越来越难以满足实际需要。复合材料是多种材料的统计优化，集优点于一身，具有高强度、高模量和轻比重等一系列特点。尤其是金属基复合材料(MMCs)具有较高工作温度和层间剪切强度，且有导电、导热、耐磨损、不吸湿、不放气、尺寸稳定、不老化等一系列的金属特性，是一种优良的结构材料。 Abstract: The development of modern science and technology and industrial production of materials requirements increasing, the ordinary single material is more and more difficult to meet the actual needs. Composite material is a variety of statistical optimization, set merit in a body, has the advantages of high strength, high modulus and light specific gravity and a series of characteristics. Especially the metal matrix composite ( MMCs ) has the high working temperature and interlaminar shear strength, and a conductive, thermal conductivity, wear resistance, moisture, do not bleed, dimensional stability, aging and a series of metal properties, is a kind of structural material. 关键词：复合材料(Composite material)、发展概况(Development situation)、金属基复合材料(Metal base composite materia l)、发展前景(Development prospect) 正文： 一：复合材料简介 复合材料是由两种或两种以上不同物理、化学性质的物质以微观或宏观的形式复合而成的多相材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为：①纤维复合材料。②夹层复合材料。③细粒复合材料。④混杂复合材料。[1] 二：金属基复合材料简介