粉末冶金技术要求
粉末冶金特种成形技术
第5章粉末冶金特种成形技术5.1概述粉末的制备、成形和烧结是粉末冶金过程中的三个基本环节。
传统的粉末冶金成形通常是将需要成形的粉末装入钢模内，在压力机上通过冲头单向或双向施压而使其致密和成形，压机能力和压模的设计成为限制压件尺寸及形状的重要因素。
由于粉末与模壁的摩擦而使压力降低，使成形密度不均匀，限制了大型坯件的生产。
所以，传统的粉末冶金零件尺寸较小，单重较轻，形状也简单。
随着粉末冶金产品对现代科学技术发展的影响日益增加，对粉末冶金材料性能以及产品尺寸和形状提出了更高的要求，传统的钢模压成形难以适应需要。
为了解决上述问题，很多学者广泛地研究了各种非模压成形方法，相对于传统的模压成形，将后者称之为粉末冶金特种成形技术。
粉末冶金成形技术一直处于不断发展演化过程中，从传统的单向压制到双向压制，再到等静压成形，从冷等静压成形到热等静压成形，还出现了准等静压成形（包括陶粒压制、STAMP工艺、快速全向压制等）、温压成形、流动温压成形、高压温压成形、喷射成形、挤压成形、粉浆浇注成形、粉末轧制成形、粉末锻造成形、金属粉末注射成形、粉末电磁成形等特种成形技术。
有些技术既是粉末成形过程，也是烧结过程，如粉末热等静压成形、放电等离子烧结、爆炸烧结、选择性激光烧结等。
目前，现代粉末冶金成形技术正朝着高致密化、高性能化、高生产效率、低成本方向发展。
不同的特种成形方法具有不同的特点，应从坯件的性能、形状和尺寸三方面适应制品的特殊需要。
本章将对它们的原理、特点、工艺及应用等进行论述。
其中粉末喷射成形、注射成形分别在第4章与第8章中讨论，而放电等离子烧结、爆炸烧结、选择性激光烧结技术在“粉末冶金特种烧结技术”中讨论。
5.2 等静压成形(IP)等静压成形（Isostatic Pressing）是借助于高压泵的作用把流体介质(气体或液体)压入耐高压的钢质密封容器内，高压流体的静压力直接作用在弹性模套内的粉末上，粉末体在同一时间内在各个方向上均衡地受压而获得密度分布均匀和强度较高的压坯。
材料制备技术-粉末冶金
热模锻优势：
① 粉末冶金制件精度比精锻高；
① 可制造大型零件；
② 粉末锻造节省材料、重量控制精 ② 锻件力学性能比烧结粉
确、可无非边锻造，也能制造形状较 末冶金零件高，但与粉末
复杂制件；
锻造件相当；
③ 粉末锻造只需一副成形模具和一 ③ 可制造形状复杂程度较
副锻模；热锻需两副以上锻模、一副 高的制品。
挤压(extrusion)、轧制(rolling)、拉拔(drawing)、 冲压(punching)、锻造(forging)
PM(Powder Metallurgy) 粉末冶金法 制粉(powder making)压型(pressing) 烧结(sintering)
粉末冶金特点及与其他成形工艺的比较
现代粉末冶金发展的三个重要标志：
• 1909年制造电灯钨丝的技术成功（W粉成形、烧结、锻打、 拉丝）；1923年硬质合金研制成功。 • 20世纪30年代，多孔含油轴承成功；相继发展铁基机械零件 • 向新材料、新工艺发展：20世纪40年代，金属陶瓷、弥散强 化材料（如烧结铝）；60年代末～70年代初，粉末高速钢、粉 末高温合金，粉末锻造技术已能生产高强度零件。
4） 成型性 Formation ability
定义:粉末压制后，压坯保持既定形状的能力 用压坯强度 表示
意义: 压坯加工能力，加工形状复杂零件的可能性 影响因素:颗粒之间的啮合与间隙
a 不规则颗粒，颗粒间连接力强, 成型性好 b 颗粒越小，成型性越好;
与压缩性影响后果相反,必须综合考虑
2.2 粉末制备方法
3） 压缩性 Compressive ability
(1) 定义: 粉末被压紧的能力，表示方法是：在恒定压 力下（30t/inch2）粉末压坯的密度
粉末冶金美国MPIF标准35.doc
为制定本标准，采用的拉伸性能.都是用为鉴定粉末冶金材料的性能专用制备的拉伸试样测定的由人批眾生产的寥件用切削加I••制备的试样和用为鉴定粉木冶金材料专门制备的个别试样测定的拉伸性能值可能不同。（关丁•拉伸试验试样更详细的情况见NIPIF标准10）o制订粉末冶金材料技术条件时潦小值啲歳义何在？
利用NPIF标准35规定粉木冶金材料的技术条件•意味着除非粉末冶金冬件的生产方法和用戸另有协议,材料必须达到标准中规定的最小强度值•显然•倘若最小强度值是用试样测定的，则试样必须只右粉木冶金冬件生产方说规定的尺寸和其它特性，同时它是为鉴定该材料在和冬件相同的生产条件下专门制备的（见材料性能）。
标准值
粉末冶金零件往往芥先在未腐蚀状态卜进行检测。在一烧结正常的粉木冶金零件屮，J-200X卜很少或看不到原颗粒界。孔隙愈圆.材料的强度、延性及冲击强度就愈高。
对倉少与铜和铁与碳的泯介粉,依据珠光体所占面积百分率可:*3S判斷化合碳含■对于含Cu录低,5%的Fe-Cu-C合金.珠光体为100%时.人依匕相当化合碳含吊•为0.8%。较少彊的珠光体恿味着化介碳禽昴成比例地减少。在粉末冶金探钢中.即使是仅倉2%〜4%(质砒分数)Ni,富Ni区都将占柑当大的面枳白分数。在估计珠光体所山面枳iT分数时，这些应予扣除。不要将富银区和铁索体和混淆。通常应避免衷而脱碳，因为脱碳会减低材料的换度与耐磨性。倘若粉末冶金冬件的倉碳磧为0.6%〜0.9%.只耍表面层的含碳最低「・0.6%,就表明已发牛脱碳。表面微杲脱碳问题不人，但廿脱碳层人J：0.25mm,则必须证明它对材料功能无害才行。(见ASTME1077测彊脱碳深度)。
化学成分
每一种材料的化学组成表中•都列出了主耍尤索的最小与最人质最百分含©0-其它元索"包括在其它元索总彊并以放人百分含吊來农示。其中也可能包括仃为特殊口的而添加的其它微届元索毎一种材料的化学组成表规定的都是未进行含浸油、含浸树脂、水蒸气处理或具它类似处理的基本材料的化学组成。
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。
粉末冶金的优缺点及其技术
粉末冶金的优缺点及其技术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。
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。
粉末冶金的定义
粉末冶金的定义粉末冶金是一种通过粉末的物理性质和化学性质来制备材料的工艺。
它是将金属或非金属的粉末通过一系列的加工步骤，包括混合、成型、烧结等，制备成所需的工程材料的过程。
粉末冶金具有许多优点，例如可以制备复杂形状的零件、减少材料的浪费、改善材料的性能等。
在粉末冶金的过程中，首先需要选择合适的原料粉末。
这些粉末可以是金属的，也可以是陶瓷的，甚至是复合材料的。
选择合适的原料粉末是粉末冶金的关键步骤之一，它直接影响到最终材料的性能。
在混合的过程中，不同的原料粉末会被混合在一起，以确保最终材料的均匀性。
混合的方法可以是机械搅拌、球磨等。
在混合的过程中，还可以添加一些特殊的添加剂，如增塑剂、润滑剂等，以改善材料的可加工性。
接下来是成型的过程，将混合好的粉末通过压制等方法制成所需形状的零件。
成型可以采用冷压、热压、注射成型等不同的方法，具体的选择取决于粉末的性质和所需零件的形状。
成型后的零件通常需要进行烧结，以提高材料的密度和强度。
烧结是将零件在一定的温度和气氛下加热，使粉末颗粒之间发生结合，形成致密的材料。
烧结过程中还会发生晶粒长大和材料变形的现象，这也会对最终材料的性能产生影响。
粉末冶金还可以通过烧结后的零件进行后续的加工工艺，如热处理、热加工等，以进一步改善材料的性能。
同时，粉末冶金还可以通过添加适当的添加剂，如颗粒增强剂、纤维增强剂等，制备出具有特殊性能的复合材料。
粉末冶金技术的应用非常广泛。
例如，在汽车工业中，粉末冶金可以制备出高强度、耐磨、耐腐蚀的齿轮、减震器等零件。
在航空航天工业中，粉末冶金可以制备出高温合金、耐热材料等。
在电子工业中，粉末冶金可以制备出导电材料、磁性材料等。
粉末冶金作为一种先进的材料制备技术，具有许多独特的优点和广泛的应用前景。
随着科技的进步和人们对材料性能要求的不断提高，粉末冶金技术将会得到更加广泛的应用和发展。
粉末冶金烧结温度
粉末冶金烧结温度引言：粉末冶金是利用粉末为原料制备金属制品的一种现代制造技术，其重要的工艺环节是烧结过程。
烧结温度的选择直接关系到烧结制品的性能。
热稳定性、脆性、强度、耐磨性等重要性能指标，均与烧结温度密切相关。
因此，准确控制烧结温度，是保证制品质量的关键因素。
一、影响烧结质量的关键因素1.烧结温度：在烧结过程中，粉末颗粒之间发生固相扩散，新相形成的速率与温度呈指数关系。
过低或过高的烧结温度将造成烧结制品的孔隙率变高或变低，降低制品的密实度、强度和韧性。
2.烧结时间：烧结时间过短，固相扩散不充分，烧结制品的孔隙率变高，制品密实度、强度和韧性降低。
烧结时间过长，会使部分金属颗粒在高温条件下熔化，导致制品孔隙率升高，制品性能变差。
3.烧结气氛：对于某些金属，如钨、钼等，烧结气氛对制品性能具有至关重要的作用，一定的气氛有助于降低制品的孔隙率，提高制品的密实度、强度和韧性。
二、合理选择烧结温度1.选择适当的烧结温度：根据制品材料的性质，选择适当的烧结温度是提高制品密实度、强度和韧性的关键步骤。
一般认为，烧结温度应该控制在制品材料熔点的70% ~ 80%。
2.影响烧结温度的因素：影响烧结温度的因素很多，如制品材料的物理性质、单位体积体积、烧结时间、烧结气氛、热传递方式等。
在进行烧结过程中，应综合考虑以上因素，确定一个最佳的烧结温度，以调整制品性能。
3.合理的烧结温度范围：对于不同材质的制品，其合理的烧结温度范围也会有一定的变化。
比如说对于钨制品来说，其最佳的烧结温度应控制在2200℃左右。
而对于铁制品来说，其最佳烧结温度范围为1250℃~ 1350℃。
三、烧结温度与制品性能关系1.孔隙率：随着烧结温度的升高，金属颗粒之间更加紧密，制品的孔隙率逐渐减小。
在一定范围内，孔隙率和烧结温度呈反比例关系。
当烧结温度超过某一临界值时，金属颗粒开始熔化，制品孔隙率增加。
2.力学性能：烧结温度的高低对制品的力学性能影响很大。
粉末冶金技术
粉末冶金技术粉末冶金技术是一种重要的金属加工方法，它是将金属粉末经过混合、成型和烧结等工艺制成制品的工艺方法。
相比传统的熔炼和锻造工艺，粉末冶金技术具有许多优点，如能够制备出具有复杂形状的零件、材料性能均匀、精确控制产品尺寸和性能等。
本文将从粉末冶金技术的历史发展、工艺流程、应用领域等方面进行介绍。
粉末冶金技术的历史可以追溯至早在公元前3000年左右，早期人们已经开始使用粉末冶金技术来制作金属工艺品。
然而，直到20世纪初，粉末冶金技术才得到广泛应用，并在战争期间得到了飞速发展。
战后，在石油、汽车、航空航天等领域的需求推动下，粉末冶金技术得到了进一步的发展壮大。
粉末冶金技术的工艺流程主要包括粉末的制备、混合、成型和烧结等步骤。
首先，原料金属被经过研磨等工艺得到所需的粉末。
然后，将不同种类和粒径的金属粉末混合，并添加适量的添加剂以改变材料的性能。
下一步，通过压制等成型方法将混合得到的金属粉末压制成所需形状的绿体。
最后，将绿体在高温下进行烧结，使金属粉末颗粒之间发生相互扩散和连结，形成致密的金属制品。
粉末冶金技术的应用领域非常广泛。
在汽车工业中，粉末冶金技术被广泛应用于发动机、传动系统、悬挂系统等零部件的制造。
由于粉末冶金技术可以制备出具有复杂形状和高精度需求的零件，因此在航空航天领域也被广泛应用。
此外，粉末冶金技术还可用于制备具有高耐磨性、高温强度和耐腐蚀性能的材料，用于工具、刀具、模具、轴承等领域。
虽然粉末冶金技术具有许多优点，但也存在一些挑战和限制。
首先，粉末冶金技术对原料金属的纯度有较高要求，因此原料的采购和处理工艺比较复杂。
其次，粉末冶金技术的设备和工艺流程较为复杂，对操作人员的技术水平有一定要求。
此外，粉末冶金技术制造出的制品通常会出现一些孔洞和缺陷，需要进一步进行加工和处理。
总的来说，粉末冶金技术作为一种重要的金属加工方法，具有许多优点和广泛的应用领域。
随着工艺和设备的不断改进，粉末冶金技术将会在更多领域发挥重要作用，并为各行业的发展提供更多可能性。
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粉末冶金技术要求
粉末冶金的技术要求：
1、粉末冶金技术可以很大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。
2、粉末冶金技术可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。
3、粉末冶金技术可以实现近净形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗。
4、粉末冶金技术可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。
5、粉末冶金技术可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。