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粉末冶金基础知识

第一篇：粉末冶金基础知识粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比，具有以下特点：1．粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。2．提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。3．利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。提高材料利用率，降低成本。粉末冶金的品种繁多，主要有：钨等难熔金属及合金制品；用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）等硬质合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀，还可制造模具等；Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料，用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。随着粉末冶金生产技术的发展，粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。粉末冶金是将金属粉末（或掺入部分非金属粉末）经过成形和烧结，制成金属材料或机械零件的一种加工工艺方法．它既可以直接制成符合装配要求的零件，也可以生产一般冶炼方法难以生产的金属材料和制品．粉末冶金广泛的应用于机械、冶金、化工、交通、运输、以及航空航天工业。粉末冶金的生产工艺过程客分为以下五个阶段：一）制粉制粉是将原料制成粉末的过程。常用的制粉方法有机械法和氧化物还原法。１。机械法是利用球磨或利用动力（如气流或液流）使金属物料碎块间产生碰撞、摩擦获得金属粉末的方法。２。氧化物还原法是用固体或液体还原剂还原金属氧化物制成粉末的方法。二）混料混料是将各种所需的粉末按一定的比例混合，并使其均匀化制成坯粉的过程。分干式、半干式和湿式三种，分别用于不同要求。１。干式用于各组元密度相近且混合均匀程度要求不高的情况。２。半干式用于各组元密度相差较大和要求均匀程度较高的情况。混料时加入少量的液体（如机油）。３。湿式混料时加入大量的易挥发液体（如酒精），并同时伴以球磨，提高混料均匀程度，增加各组元间的接触面积和改善烧结性能。为改善混料的成形性，在混料重要添加增塑剂。三）成形成形是将混合均匀的混料，装入压模重压制成具有一定形状、尺寸和密度的型坯的过程。压形常用的方法哟以下两种：１。常温加压成形在机械压力下使粉末颗粒间产生机械噬合力和原子间吸附力，从而形成冷焊结合，制成形坯。优点是对设备、模具材料无特殊要求，操作简便；缺点是粉末颗粒间结合力较弱，形坯容易损坏，形坯由于是在常温下成形，因此需要施加较大的压力克服由于粉末颗粒产生塑性变形而造成的加工硬化现象。另外，常温加压成形的形坯的密度较低，因此其孔隙度较大。２。加热加压成形高温下粉末颗粒变软，变形抗力减小，用较小的压力就可以获得致密的形坯。四）烧结烧结是通过焙烧，使形坯颗粒间发生扩散、熔焊、再结晶等过程，使粉末颗粒牢固地焊合在一起，使孔隙减小密度增大，最终得到“晶体结合体”。从而获得所需要的具有一定物理及力学性能的过程五）后处理粉末冶金制品经烧结后可以直接使用；但当制品的性能要求较高时，还常常需要进行后处理。常用的后处理方法有以下几种：１。整形将烧结后的零件装入与压模结构相似的整形模内，在压力机上再进行一次压形，以提高零件的尺寸精度和减少零件的表面粗糙度，用于消除在烧结过程中造成的微量变形。２。侵油将零件放入１００－２００℃热油重或在真空下使油渗入粉末零件孔隙中的过程，经浸油后的零件可提高耐磨性，并能防止零件生锈。３。蒸汽处理铁基零件在５００－６００℃水蒸气中处理，使零件内外表面形成一层硬而致密的氧化膜，从而提高零件的耐磨性和防止零件生锈。４。硫化处理将零件放置在１２０℃的熔融硫槽内，经十几分钟后取出，并在氢气的保护下再加热到７２０℃，使零件表面孔隙形成硫化物。硫化处理能大大提高零件的减磨性和改善加工性能。另外，粉末冶金制品还可以进行切削加工，压力加工，焊接，以及各种热处理和表面镀覆。第二篇：粉末冶金材料学1.粉末冶金技术的特点（优越性）能制造熔铸法无法获得的材料和制品1、难熔金属及其碳化物、硼化物和硅化物；2、孔隙可控的多孔材料3、假合金4、复合材料；5微、细晶（准晶）和过饱和固溶的块体金属和制品；能制造性能优于同成分熔铸金属的粉末冶金材料1、制造细晶粒、均匀组织和加工性能好的稀有金属坯锭；2、制造成分偏析小、细晶、过饱和固熔的高性能合金；具有高的经济效益