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。它是冶金和材料科學的一個分支學科。
粉末冶金制品的應用范圍十分廣泛，從普通機械制造到精密儀器；從五金工具到大型機械

硬質合金機械成型機

；從電子工業到電機制造；從民用工業到軍事工業；從一般技術到尖端高技術，均能見到粉末冶金工藝的身影。
粉末冶金發展歷史：
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質上采用的就是粉末冶金方法。

2標志

而現代粉末冶金技術的發展中共有三個重要標志：

1、克服了難熔金屬熔鑄過程中產生的困難。1909年制造電燈鎢絲，推動了粉末冶金的發展；1923年粉末冶金硬質合金的出現被譽為機械加工中的革命。
2、 三十年代成功制取多孔含油軸承；繼而粉末冶金鐵基機械零件的發展，充分發揮了粉末冶金少切削甚至無切削的優點。
3、向更高級的新材料、新工藝發展。四十年代，出現金屬陶瓷、彌散強化等材料，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；利用粉末冶金鍛造及熱等靜壓已能制造高強度的零件。

粉末冶金工藝的優點：

1、絕大多數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械加工，故能大大節約金屬，降低產品成本。用粉末冶金方法制造產品時，金屬的損耗只有1-5%，而用一般熔鑄方法生產時，金屬的損耗可能會達到80%。
3、由于粉末冶金工藝在材料生產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，而燒結一般在真空和還原氣氛中進行，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同一形狀而數量多的產品，特別是齒輪等加工費用高的產品，用粉末冶金法制造能大大降低生產成本。
粉末冶金工藝的的缺點：總體上的缺點：1）制品內部總有孔隙；2）普通粉末冶金制品的強度比相應的鍛件或鑄件要低（約低20%~30%）；3）由于成形過程中粉末的流動性遠不如液態金屬，因此對產品結構形狀有一定的限制；4）壓制成形所需的壓強高，因而制品受壓制設備能力等限制；5)壓模成本高，一般只適用于成批或大量生產。金屬粉方面：最終產品的品質難以控制自如；金屬粉昂貴；粉末不順從水力學定律，而使產品結構形狀有一定限制。制造設備、方法方面：1）加壓機：常需使用昂貴的強力壓機2）壓模：屬消耗品，成本較高3）燒結爐4）粉末易氧化，混合需長時間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。現有的制粉方法大體可分為兩類：機械法和物理化學法。而機械法可分為：機械粉碎及霧化法；物理化學法又分為：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。加壓成型中應用最多的是模壓成型。
3、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結使其得到所要求的最終物理機械性能。燒結又分為單元系燒結和多元系燒結。對于單元系和多元系的固相燒結，燒結溫度比所用的金屬及合金的熔點低；對于多元系的液相燒結，燒結溫度一般比其中難熔成分的熔點低，而高于易熔成分的熔點。除普通燒結外，還有松裝燒結、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結工藝。
4、產品的后序處理。燒結后的處理，可以根據產品要求的不同，采取多種方式。如精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍。此外，近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應用于粉末冶金材料燒結后的加工，取得較理想的效果。

4發展方向

粉末冶金材料和制品的今后發展方向：

1、有代表性的鐵基合金，將向大體積的精密制品，高質量的結構零部件發展。
2、制造具有均勻顯微組織結構的、加工困難而完全致密的高性能合金。
3、用增強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、微晶或者亞穩合金。
5、加工獨特的和非一般形態或成分的復合零部件。

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