金屬粉末冶金的介紹

粉末冶金制品簡介

粉末冶金制品是采用成形和燒結(jié)工藝將金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）制成材料和制品的工藝技術(shù)。它是冶金和材料科學(xué)的一個分支學(xué)科。
粉末冶金制品的應(yīng)用范圍十分廣泛，從普通機(jī)械制造到精密儀器；從五金工具到大型機(jī)械

硬質(zhì)合金機(jī)械成型機(jī)

；從電子工業(yè)到電機(jī)制造；從民用工業(yè)到軍事工業(yè)；從一般技術(shù)到尖端高技術(shù)，均能見到粉末冶金工藝的身影。
粉末冶金發(fā)展歷史：
粉末冶金方法起源于公元前三千多年。制造鐵的第一個方法實(shí)質(zhì)上采用的就是粉末冶金方法。

2標(biāo)志

而現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)的發(fā)展中共有三個重要標(biāo)志：

1、克服了難熔金屬熔鑄過程中產(chǎn)生的困難。1909年制造電燈鎢絲，推動了粉末冶金的發(fā)展；1923年粉末冶金硬質(zhì)合金的出現(xiàn)被譽(yù)為機(jī)械加工中的革命。
2、 三十年代成功制取多孔含油軸承；繼而粉末冶金鐵基機(jī)械零件的發(fā)展，充分發(fā)揮了粉末冶金少切削甚至無切削的優(yōu)點(diǎn)。
3、向更高級的新材料、新工藝發(fā)展。四十年代，出現(xiàn)金屬陶瓷、彌散強(qiáng)化等材料，六十年代末至七十年代初，粉末高速鋼、粉末高溫合金相繼出現(xiàn)；利用粉末冶金鍛造及熱等靜壓已能制造高強(qiáng)度的零件。

粉末冶金工藝的優(yōu)點(diǎn)：

1、絕大多數(shù)難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來制造。
2、由于粉末冶金方法能壓制成最終尺寸的壓坯，而不需要或很少需要隨后的機(jī)械加工，故能大大節(jié)約金屬，降低產(chǎn)品成本。用粉末冶金方法制造產(chǎn)品時(shí)，金屬的損耗只有1-5%，而用一般熔鑄方法生產(chǎn)時(shí)，金屬的損耗可能會達(dá)到80%。
3、由于粉末冶金工藝在材料生產(chǎn)過程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩堝和脫氧劑等帶來的雜質(zhì)，而燒結(jié)一般在真空和還原氣氛中進(jìn)行，不怕氧化，也不會給材料任何污染，故有可能制取高純度的材料。
4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。
5、粉末冶金適宜于生產(chǎn)同一形狀而數(shù)量多的產(chǎn)品，特別是齒輪等加工費(fèi)用高的產(chǎn)品，用粉末冶金法制造能大大降低生產(chǎn)成本。
粉末冶金工藝的的缺點(diǎn)：總體上的缺點(diǎn)：1）制品內(nèi)部總有孔隙；2）普通粉末冶金制品的強(qiáng)度比相應(yīng)的鍛件或鑄件要低（約低20%~30%）；3）由于成形過程中粉末的流動性遠(yuǎn)不如液態(tài)金屬，因此對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀有一定的限制；4）壓制成形所需的壓強(qiáng)高，因而制品受壓制設(shè)備能力等限制；5)壓模成本高，一般只適用于成批或大量生產(chǎn)。金屬粉方面：最終產(chǎn)品的品質(zhì)難以控制自如；金屬粉昂貴；粉末不順從水力學(xué)定律，而使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀有一定限制。制造設(shè)備、方法方面：1）加壓機(jī)：常需使用昂貴的強(qiáng)力壓機(jī)2）壓模：屬消耗品，成本較高3）燒結(jié)爐4）粉末易氧化，混合需長時(shí)間5）制品的尺寸及形狀受限制。

3工藝工序

粉末冶金工藝的基本工序是：

1、原料粉末的制備。現(xiàn)有的制粉方法大體可分為兩類：機(jī)械法和物理化學(xué)法。而機(jī)械法可分為：機(jī)械粉碎及霧化法；物理化學(xué)法又分為：電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應(yīng)用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。
2、粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是制得一定形狀和尺寸的壓坯，并使其具有一定的密度和強(qiáng)度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應(yīng)用最多的是模壓成型。
3、坯塊的燒結(jié)。燒結(jié)是粉末冶金工藝中的關(guān)鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結(jié)使其得到所要求的最終物理機(jī)械性能。燒結(jié)又分為單元系燒結(jié)和多元系燒結(jié)。對于單元系和多元系的固相燒結(jié)，燒結(jié)溫度比所用的金屬及合金的熔點(diǎn)低；對于多元系的液相燒結(jié)，燒結(jié)溫度一般比其中難熔成分的熔點(diǎn)低，而高于易熔成分的熔點(diǎn)。除普通燒結(jié)外，還有松裝燒結(jié)、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結(jié)工藝。
4、產(chǎn)品的后序處理。燒結(jié)后的處理，可以根據(jù)產(chǎn)品要求的不同，采取多種方式。如精整、浸油、機(jī)加工、熱處理及電鍍。此外，近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應(yīng)用于粉末冶金材料燒結(jié)后的加工，取得較理想的效果。

4發(fā)展方向

粉末冶金材料和制品的今后發(fā)展方向：

1、有代表性的鐵基合金，將向大體積的精密制品，高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)零部件發(fā)展。
2、制造具有均勻顯微組織結(jié)構(gòu)的、加工困難而完全致密的高性能合金。
3、用增強(qiáng)致密化過程來制造一般含有混合相組成的特殊合金。
4、制造非均勻材料、非晶態(tài)、微晶或者亞穩(wěn)合金。
5、加工獨(dú)特的和非一般形態(tài)或成分的復(fù)合零部件。

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