粉末冶金工艺
粉末注塑和粉末冶金工艺介绍

粉末注塑和粉末冶金工艺介绍
粉末冶金工艺是一种利用金属粉末或者金属合金粉末作为原料,通过成型和烧结等工艺制备金属零部件的方法。
而粉末注塑则是粉
末冶金工艺的一种分支,它利用注射成型技术将金属粉末或者金属
合金粉末注入模具中,经过高压成型后再进行烧结,最终得到成型
的零部件。
粉末冶金工艺具有以下几个特点:
1. 可以制备复杂形状的零部件,粉末冶金工艺可以制备形状复杂、内部结构精细的零部件,因为粉末可以充分填充模具的所有空隙,从而制备出复杂的形状。
2. 原料利用率高,粉末冶金工艺可以充分利用原料,减少浪费,因为制备零部件时几乎不需要进行切削加工,减少了原料的浪费。
3. 可以制备高性能材料,通过粉末冶金工艺可以制备出高性能
的金属材料,比如高强度、高耐磨、高温等特性的材料,满足不同
工程领域的需求。
粉末注塑作为粉末冶金工艺的一种应用,具有以下特点:
1. 成本低,相比传统的金属加工工艺,粉末注塑可以减少原材
料浪费和加工成本,从而降低零部件的制造成本。
2. 生产效率高,粉末注塑可以批量生产零部件,提高生产效率,适用于大规模生产。
3. 可以制备复杂形状的零部件,粉末注塑技术可以制备出复杂
形状的零部件,满足不同工程领域对零部件形状的需求。
总的来说,粉末冶金工艺和粉末注塑技术在制备金属零部件方
面具有独特的优势,可以满足不同领域对于零部件性能和形状的需求,有着广泛的应用前景。
粉末冶金成型工艺

粉末冶金成型工艺粉末冶金成型工艺是一种通过将金属或非金属粉末在一定条件下进行成型和烧结制备材料的工艺方法。
具体而言,该工艺涉及将粉末与添加剂混合、压制成型、烧结等多个步骤。
粉末冶金成型工艺被广泛应用于制造各种金属、合金、陶瓷等材料,具有高效率、低成本、良好的材料性能和设计灵活性等优点。
粉末冶金成型工艺的第一步是粉末的制备。
在制备过程中,需要选择合适的原料,并使用相应的方法将其粉碎成细小的颗粒。
这些粉末的粒径通常在1-100微米之间,可以根据具体需求进行调控。
此外,为了提高材料的性能,还可以通过添加剂的投入来调整和改善材料的特性。
在粉末的制备完成后,下一步是将粉末与添加剂混合。
混合的目的是使粉末和添加剂均匀分散,保证材料的均一性。
常用的混合方法有机械混合、湿法混合等。
机械混合通常通过旋转式球磨机、振动式球磨机等设备进行,湿法混合则是将粉末和添加剂悬浮在液体介质中进行混合。
混合完成后,接下来是将混合后的粉末进行成型。
成型的方法主要有压制成型和注射成型两种。
在压制成型中,将混合后的粉末放置在模具中,并施加压力使其成型。
而注射成型则是将粉末与添加剂的混合物注射到模具中,经过固化后得到所需形状的制品。
不同的成型方法适用于不同类型的材料和形状需求。
成型完成后,还需要进行烧结过程。
烧结是指在高温下,将成型后的粉末进行加热处理,使其颗粒之间发生结合。
在烧结过程中,粉末的颗粒会相互扩散,形成致密的结构。
烧结温度和时间的选择对于材料的性能具有重要影响。
粉末冶金成型工艺的最后一步是进行后续处理。
这包括退火、热处理、表面处理等过程。
退火是为了消除成型过程中产生的残余应力,提高材料的塑性和韧性。
热处理可以改变材料的组织结构和性能,提高其硬度、强度等。
表面处理则是为了改善材料的表面性能,如防腐蚀、增加耐磨性等。
粉末冶金成型工艺是一种重要的材料制备方法,具有广泛的应用前景。
通过粉末冶金成型工艺,可以制备出具有良好性能、复杂形状和高精度的材料,满足不同行业的需求。
粉末冶金工艺综述

粉末冶金工艺综述一、前述粉末冶金是一种制取金属粉末,以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)制成制品的工艺技术。
粉末冶金工艺的基本工序是:⑴原料粉末的制取和准备(粉末可以是纯金属或它的合金、非金属、金属与非金属的化合物以及其它各种化合物),即混粉;⑵将金属粉末制成所需形状的坯块,社内称成形;⑶将坯块在物料主要组元熔点以下的温度进行烧结,使制品具有最终的物理、化学和力学性能。
除此以外,根据制品的结构、精度与性能要求,后续工艺还有精整、机加工、热处理及表面处理等。
粉末冶金技术的历史很长久,早在公元前3000年,埃及人就已经使用了铁粉,而近代粉末冶金技术是从库利奇为爱迪生研制钨灯丝开始。
近代粉末冶金技术的发展中有三个重要标志:一是克服了难熔金属(如钨、钼等)熔铸过程中产生的困难,如电灯钨丝和硬质合金的出现;二是多孔含油轴承的研制成功,继之是机械零件的发展,发挥了粉末冶金少、无切屑的特点;三是向新材料、新工艺发展。
粉末冶金技术已得到愈来愈广泛的应用,这是基于粉末冶金本身的特点所决定的。
首先,粉末冶金在生产零部件时成本低。
汽车制造业是粉末冶金的一个大的应用领域,它涉及到零部件的生产率、公差和自动化等方面。
粉末冶金方法与铸造方法相对照,精密度和成本这两方面是非常有竞争力的。
铸造中的一些问题,如偏析、机加工量大等用粉末冶金方法则可能被避免,或者减少。
其次,有些独特的性能或者显微组织无可非议的只能由粉末冶金方法来实现。
例如,多孔材料、氧化物弥散强化合金、陶瓷和硬质合金等。
最后,有一些材料用其它工艺来制取是十分困难的,例如,活性金属、高熔点金属等。
一般来说,粉末冶金方法的经济效果只有在大规模生产时才能表现出来。
因为粉末成形所需的模具制作加工比较困难,而且较为昂贵。
粉末冶金工艺的不足之处是粉末成本较高,制品的大小和形状受到一定的限制,烧结件的韧性较差等等。
二、粉末的制取2.1粉末制取方法概述粉末冶金的生产工艺是从制取原材料——粉末开始的。
粉末冶金工艺简介

粉末冶金工艺简介粉末冶金工艺简介粉末冶金工艺是一种新型的金属制造工艺,它以粉末状的金属材料为原材料,利用热成型和冶金工艺,实现金属制品非切削加工的目的。
此类金属材料更具灵活性,也更加高效。
粉末冶金工艺属于加工性技术,主要是将金属粉末及其他填充物、胶结剂和外加剂制成规定形态的产品。
金属粉末原料可用零件制造法和冶金合金技术来生产,包括合金粉末、精炼粉末和高纯度粉末等,胶结剂主要为各类塑料或助剂,外加剂一般是粉料及浮质料,为了满足不同的要求,开发出多种特殊的粉末冶金新型工艺,如压型粉末冶金(Powder Metallurgy,缩写为PM)、气喷涂粉末冶金(Aerosol Department Powder Metallurgy,缩写为ADPM)、繁杂条纹粉末冶金(Varieties line Powder Metallurgy,缩写为VPM)、三维成型粉末冶金(Three-dimensional shape Powder Metallurgy,简称3DSPM),以及静电烧结粉末冶金等。
根据工艺技术来看,粉末冶金工艺可大致分为热成形工艺和冶金工艺。
热成形工艺为主要工艺,主要将粉末制品编码成所需形态的部品。
常见的有压型工艺、固溶工艺以及超声波热缩封装等。
冶金工艺主要是将热成形了的产品经过熔炼处理,形成熔炼凝固体,以提高产品性能。
熔炼处理采用的热成形主要有一步熔炼法、二步熔炼法、分步熔炼法和完全冶炼法等。
粉末冶金工艺具有许多优势,如产品质量稳定,冲压电阻比其他工艺低;禁止注射缩径范围大,不同部件可在同一模具内一起冲压生产;零件内径精度高,接触口边界容易形成不规则的特征;冲压速度快,无需粒级改变;热成形过程温度较低,工艺条件比较灵活,节约能源。
总的来说,粉末冶金工艺是一种灵活、高效、节能的金属加工技术,可以用于多种行业,并可以制造出材料质量稳定、性能可靠、智能化高度的金属零件。
粉末冶金工艺

粉末冶金工艺粉末冶金工艺是一种技术和工艺,它利用粉末来形成机械零件和金属结构件。
它可以制造出几乎所有形状、颜色和材料的零件,它的灵活性和可编程性使它成为制造业的有力工具。
粉末冶金工艺已成为金属制造业的主要技术之一,它可以制造出一些高性能的零件和结构件。
粉末冶金技术是一种三维成形技术,可以不需要加工就可以制造出一些复杂的零件。
粉末冶金技术的基本原理是在一定温度和压力下,利用粉末原料经过压实、加热、浸渍等工艺后,制造出机械零件和金属结构件。
这种技术可以制造出一些高性能的零件,这些零件的耐磨性和抗疲劳强度都可以达到很高的水平。
粉末冶金工艺可以分为坯料制备、热成形和表面处理三个主要步骤。
坯料制备是采用精细粉末形成坯料,一般可以采用烧结、压实、改性和表面处理等方法。
热成形是采用凝固剂进行固化,可以采用热固性成形、热压成形或真空固相烧结等方法。
表面处理是通过润滑剂或清洁剂对零件进行清洗、表面处理或润滑,以提高零件的抗腐蚀性和耐磨性。
由于粉末冶金工艺的多样性,可以制造出各种复杂的零件,由于它可以得到较高的精度和阻力,可以用于制造一些高端的零件和部件,如汽车的悬挂零件、飞机的机身零件和发动机部分等。
此外,由于它的可编程性,可以制造出精度更高的零件,用于生产电子和机械设备。
粉末冶金工艺目前已发展成为一种重要的金属加工技术,可以制造出一些高性能的零件和结构件,可以应用到汽车、航空航天、电子电气等众多行业中。
因此,粉末冶金技术受到了越来越多的关注,将在未来发挥更大的作用。
综上所述,粉末冶金工艺是一种重要的金属加工技术,它可以制造出精度更高的零件,用于制造一些高端的零件和部件,是未来金属加工技术的重要方向。
粉末冶金技术的发展有着重要的意义,有助于推动制造业的发展和提高产品的质量,因此,未来粉末冶金技术还将发挥着更大的作用。
粉末冶金技术

流、水流)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
流与金属液流互成垂 直方向)
水雾化时,控制好以下条件可以得细粉末:水 的压力高,水的流速、流量大,金属液流直径小, 过热温度高,金属的表面张力和粘度小,金属液流 长度短,喷射长度短,喷射顶角适当等。 控制好以下条件可以得球形粉末:金属表面张 力要大,过热温度高,水的流速低,喷射顶角大, 液流飞行路程长等。
粉末的羰基物热离解法
从气态金属卤化物气相还原制取金属、合金粉末
以及金属、合金涂层的气相氢还原法
从气态金属卤化物沉积制取金属化合物粉末以及
涂层的化学气相沉积法
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
熔体淬火技术(Melt Quenching
Technology或MQT)。
静力学方法
针对通常铸造合金都是在非均匀形核条件下凝
固,因而针对合金凝固过冷度很小的问题,设法 尽管冷速不高但也同样可以达到很大的凝固过冷
提供近似均匀形核的条件。在这种条件下凝固时, 度,从而提高凝固速度。具体实现这种方法的技
炼法相比,性能优越:
高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好,
例如,粉末高速钢、粉末超合金可避免成分的 偏析,保证合金具有均匀的组织和稳定的性能, 同时,这种合金具有细晶粒组织使热加工性大 为改善;
生产难熔金属材料或制品,一般要依靠粉末冶
金法,例如,钨、铝等难熔金属,即使用熔炼 法能制造,但比粉末冶金的制品的晶粒要粗, 纯度要低。
粉末冶金基础知识

粉末冶金基础知识粉末冶金是一种经济高效的金属加工方法,广泛应用于各个领域。
本文将介绍粉末冶金的基础知识,包括工艺流程、原材料、制备方法等。
一、粉末冶金的工艺流程粉末冶金的工艺流程主要包括:原料制备、混合、压制、烧结和后处理等步骤。
1. 原料制备:原料制备是粉末冶金的第一步,通常通过冶金方法、化学合成、物理方法等方式获得金属、陶瓷或复合材料的粉末。
2. 混合:将获得的粉末进行混合,以确保成分的均匀分布。
混合方法包括机械混合、干法湿法混合等。
3. 压制:将混合后的粉末装入模具,通过压制使其具有一定形状。
常用的压制方法有冷压、热压和等温压制等。
4. 烧结:将压制后的成型件置于高温下进行烧结,使粉末颗粒之间发生结合。
烧结方法包括常压烧结、热等静压烧结和等温烧结等。
5. 后处理:烧结后的成型件可能还需要进行加工或表面处理,例如机加工、热处理、涂层等,以达到设计要求。
二、粉末冶金的原材料粉末冶金的原材料主要包括金属粉末、陶瓷粉末和复合粉末等。
1. 金属粉末:金属粉末是粉末冶金的主要原材料之一。
金属粉末可以通过研磨、水合物法、熔融雾化等方法制备得到。
2. 陶瓷粉末:陶瓷粉末是粉末冶金中另一个重要的原材料。
陶瓷粉末可以通过碳热还原法、溶胶凝胶法、机械合成法等方式制备得到。
3. 复合粉末:复合粉末是由两种或多种不同材料组成的。
复合粉末可以通过混合、物理化学方法等制备得到。
三、粉末冶金的制备方法粉末冶金的制备方法主要包括传统制备方法和先进制备方法。
1. 传统制备方法:传统制备方法包括机械合金化法、化学还原法、水合物法、熔融法等。
这些方法制备成本低、成熟度高,但对材料性能控制有限。
2. 先进制备方法:先进制备方法包括等离子法、合成气法、喷雾干燥法等。
这些方法可以制备出晶粒细小、成分均匀的粉末,具有很高的材料性能。
四、粉末冶金的应用粉末冶金广泛应用于各个领域,主要包括汽车、航空航天、电子、医疗器械等。
1. 汽车领域:粉末冶金在汽车发动机、变速器、制动系统等零部件的制造中得到广泛应用。
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。
二、烧结将压制成型的制件放置在采用还原性气氛的闭式炉中进行烧结,烧结温度约为基体金属熔点的2/3~3/4倍。
由于高温下不同种类原子的扩散,粉末表面氧化物的被还原以及变形粉末的再结晶,使粉末颗粒相互结合,提高了粉末冶金制品的强度,并获得与一般合金相似的组织。
经烧结后的制件中,仍然存在一些微小的孔隙,属于多孔性材料。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
冶金粉末生产工艺
生产金属粉末的主要方法,按重要性依序为,(a)液态金属雾化;(b)化学反应(金属氧化物还原反应);(c)(金属盐)电解沉积;(d)固态材料机械加工(如研磨法,用于脆性金属,只能热固结,不能冷压成形;冷流冲击法)。
各种金属粉末的生产方法
1.液态金属雾化
雾化原理:许多雾化法都是采用双液流:一为液态金属流,一为液体或气体流。
用后者冲击液态金属流,将之破碎成金属液滴,随后凝固成粉末颗粒。
对于制取铁、钢粉末,一般用水或油作为冲击流体;对于某些特殊金属和/或应用,则采用空气、水蒸气或惰性气体作为冲击流体;对于其他金属,用惰性气体氮、氩或氦作为雾化介质;在某些场合,采用水蒸气。
图3-1与图3-2分别为气雾化与水雾化装置示意图。
熔点较低的金属(如锡和铝)通常采用气体雾化。
对于高熔点合金,诸如高温合金与工具钢,采用惰性气体,特别是氩气,作为雾化介质气体进行雾化,防止金属氧化。
鉴于液体介质的散热速率比气体高得多,故用液体介质雾化容易制得不规则的颗粒。
因此,生产粉末冶金结构零件用的铁粉、钢粉、铜粉及不锈钢粉,通常都是用水雾化法生产。
这主要是因为不规则形状的颗粒粉末用一般刚性磨具压制成形后,借助于粉末颗粒间的相互联结,生坯具有足够高的强度,便于搬运。
在工业上用水雾化法生产不锈钢粉时,是在一个用氮气吹洗的雾化筒内,用压力为的高压水喷射流雾化不锈钢液流生产的。
图3-6为水雾化不锈钢粉颗粒的扫描电镜照片。
铁粉与铜粉也在用水雾化法生产。
图3-7为水雾化铜粉颗粒的光学显微镜照片。
雾化铜
粉颗粒的不规则形状,是在雾化过程中由细小的球形颗粒聚结形成的。
对于含锰与铬的铁合金,用水雾化法生产的粉末会在颗粒表面形成锰与铬的氧化物,这些氧化物在随后的退火作业中难以被还原。
解决这个问题的方法之一是,用油作为雾化介质,以之雾化含锰或铬的铁合金熔体。
因此,也称之为油雾化法。
特种雾化方法:
2.用化学反应法制取金属粉末
在金属粉末生产中,最常用的化学反应法是氧化物还原法,通常用这种方法制取铁粉、
铜粉、钻粉、钨粉及钼粉。
用一种金属从水溶液中替换出另外一种金属的过程叫做金属置换。
用金属置换法可制取铜粉、铅粉、锡粉、银粉及金粉等。
取铜粉、铅粉、锡粉、银粉及金粉等。
从热力学上讲,
只能用负电位较大的金属去置换溶液中正电位较大的金属。
反应的通式为:
Me12++Me2=Me1+Me22+
例如用铁置换铜粉
CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
3.电解沉积
电解制取金属粉末的原理是,溶液中通以直流电时,于金属盐水溶液中离解的金属离子在阴极上放电,反应式为:
Me n++ne-=Me
金属离子一般来源于金属阳极和含这种金属的盐的电解液。
但是,采用不溶解阳极时,金属离子就只能靠电解液供给。
用电解沉积法生产金属粉末已有几十年的历史。
可是电解金属粉末的价格较高。
比如电解铁粉与铜粉,当用雾化法能生产出具有适当纯度的铜粉与铁粉时,电解粉末的生产很快就衰落了.
4.固态材料机械粉碎法
主要包括机械粉碎法和冷流冲击法
冶金粉末特性
包括冶金粉末的粒度,颗粒形状、粒度分布、化学成分、粉末颗粒组织、金属粉末的松装密度与流动性、金属粉末的振实密度、压缩性、生坯密度和压缩比、自燃性、爆炸性及毒性等重要参数。
松装密度是粉末自然地充满规定容器时单位容积的粉末质量,即除重力外,不受任何力作用的松散粉末的密度。
松装密度可用流速计、测试仪和容量计测定。
粉末的振实密度是以一定方式振动后粉末的密度,因此振实密度大于松装密度。
测定振实密度时,取标准质量的粉末并用机械或人工振实。
压缩性是指在单轴方向载荷作用下松散粉末致密化的能力,一般表示为在规定条件下,用规定的压力,在规定尺寸的模具中,由粉末压制成的压坯的生坯密度。
压缩比是松装粉末的体积对压坯体积之比,即生坯密度对松装密度之比。
为了正确设计模具,必须知道压缩比。
粉末冶金工艺
1.压制
用粉末冶金生产结构零件的第一个重要工序一般是压制。
在压制过程中,用一个或几个模冲将阴模中的粉末颗粒压缩在一起。
如果阴模和模冲是仿形的,则得到的粉末压坯就具有最终零件的几何形状特征。
对于大多数实际应用,压坯在烧结之前强度低,不能直接使用。
但是,压制这一重要工序不仅制成了零件的几何形状,还将影响零件的烧结、零件的最终强度以及压坯尺寸在烧结过程中是否发生明显变化。
单轴向压制:
金属粉末在刚性模具中在较慢速度下的单轴向压制,即作用在粉末体上的压力是由上模冲,或者是由上、下模冲同时施加的,这称为常规压制。
常规压制是一种最广泛使用的粉末固结方法。
步骤:
(1)混合
在用刚性模具压制成形以前,一般都要将不同的金属粉末进行混合,例如用于制作自润滑青铜轴承的铜粉和锡粉,或用于制作结构零件的铁粉、铜粉和石墨粉。
即使零件是由一种金属粉末制作的,一般在压制前也要将粉末与润滑剂混合均匀。
(2)润滑
粉末在刚性模具中压制成零件时,必须进行润滑以减小压坯与阴模壁之间的摩擦力。
自动压制时,若不进行润滑,将压坯从模具中脱出时所需的脱模压力迅速增大。
压制几个压坯后,压坯就会卡死在模具中。
低剪切强度的润滑剂可将金属表面隔离开。
但即使充分润滑的表面也不可能实现完全分离,因为金属的粗糙表面穿过润滑膜与阴模壁相接触仍然会产生摩擦力。
对于常用的金属粉末,最常用的润滑剂是硬脂酸、硬脂酸盐(诸如硬脂酸锌和硬脂酸锂),以及合成蜡。
自动压制时的润滑可采用将粉末状的润滑剂与金属粉末混合在一起,或者将润滑剂溶于溶剂中形成溶液或悬浮液润滑模壁。
自动压制时采用模壁润滑在技术上是可行的。
但是,由于以下两个问题,模壁润滑在工业实践中还不常见:1)如何通过以液体为载体的溶液或悬浮液的形式精确地涂覆适当数量的润滑剂;2)如何在涂覆润滑剂与用粉末充填模
具之间快速并完全除去液体载体。
因此,将润滑剂与粉末相混合的方法仍在普遍使用。
尽管如此,将金属粉末与润滑剂粉末相混合进行润滑的方法仍存在严重的不足之处,如减低强度与影响尺寸控制。
加入的润滑剂必须在烧结之前或在烧结过程中分解,同时分解的产物必须全部从烧结炉的预热带排出。
(3)压制
压制时发生的过程有:1)颗粒的大量移动和重排;2)颗粒的变形与断裂;3)颗粒表面间的冷焊。
颗粒主要沿压力作用的方向移动。
颗粒之间以及颗粒与模壁之间的摩擦力阻止颗粒的大量移动,同时有些颗粒也阻碍其他颗粒移动,最终颗粒发生变形。
首先是弹性变形,接着是塑性变形。
塑性变形导致加工硬化,从而削弱了在适当压力下颗粒进一步变形的可能性。
压制金属或合金粉末时,塑性变形和加工硬化的开始取决于相应金属或合金的力学性能。
例如,由软的铝粉压制的压坯,其颗粒变形明显早于由硬的钨粉压制的压坯。
最后颗粒断裂形成较小的碎块。
由陶瓷粉压制的压坯,通常是颗粒发生断裂而不产生塑性变形。
单轴向压制的缺点在于应力分布不均,导致密度不均,严重的会导致分层、碎裂和裂纹等缺陷
冷等静压:
将金属粉末制成金属制品通常包括四道基本工序,它们是:筛分(粒度分级)、混合、压制及烧结。
粉末冶金的一般工艺:于室温下将金属粉末装于模具中用压机压制成型。
这是成型的产品是“生”压坯,还必须在高温下,于保护气氛或真空中进行烧结,以进行强化。
粉末冶金最重要的应用是:结构零件(与铸造或锻造零件相竞争),以可控隙度为目标的多孔性零件,难熔金属,硬质合金,金属摩擦材料,电触头材料,磁性材料及弥散强化材料。
冷压制与烧结的零件,其材料一般具有多孔性,因此,其材料密度比铸锭冶金制作的材料密度低,从而材料的力学性能也较低。
使用复压、再烧结或熔渗可以提高结构零件的强度,其韧性、冲击强度及疲劳强度通常任然比常规零件低。
为消除粉末冶金结构零件材料中的孔隙,可将有金属粉末制作的预成型坯进行热压或热锻。
用常规压制—烧结工艺生产的零件,其材质具有多孔性,对于大部分零件而言,和常规零件相比,由于多孔会导致零件材料的力学性能减低,因此是一种缺陷。
可是,烧结零件具有的多孔性,其最优利的应用是烧结金属含油轴承。
实际上,烧结青铜含油轴承是20世纪20年代中期开发的,粉末冶金结构零件在其基础上发展起来的。
烧结青铜自润滑含油轴承是由90%铜粉与10%锡粉(有时添加石墨粉)的混合粉,用常规压制—烧结工艺生产的。
烧结时,铜与锡形成青铜合金。
多孔性烧结青铜含油轴承的标准显微组织如下,青铜基体中的黑色区为孔隙。
烧结时,尺寸发生少量变化,因此,烧结后
轴承必须进行精整。
烧结青铜含油轴承(90%Cu-10%Sn )500X 浸油设备 一般将烧结金属含油轴承的孔隙度控制在15%~30%(体积分数),此时孔隙都是小的,相互间以及与轴承表面都是连通的。
因此,含浸润滑油后,轴承可作为润滑油的贮存装置。
将含油轴承组装于轴承座中,当轴开始运转时,因摩擦产生热量,轴承温度升高,致使润滑油从材料孔隙中溢出,并在轴承与轴之间形成润滑油膜。
当轴停止运转时,润滑油又被重新吸收到轴承材料的孔隙内。