粉末冶金課件

1、2 2 粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介3 粉末冶金制品結(jié)構(gòu)工藝性粉末冶金制品結(jié)構(gòu)工藝性1 概概 述述 粉末冶金成型粉末冶金成型 概概 述述一、粉末冶金成型工藝一、粉末冶金成型工藝 是一門研究制造各種金屬材料是一門研究制造各種金屬材料粉粉末末和以粉末為原料通過(guò)和以粉末為原料通過(guò)成型成型、燒結(jié)燒結(jié)和和必要的必要的后續(xù)處理后續(xù)處理制取金屬材料和制品制取金屬材料和制品的科學(xué)技術(shù)。的科學(xué)技術(shù)。產(chǎn)品二 特 點(diǎn)1. 具有優(yōu)異的組織結(jié)構(gòu)和性能具有優(yōu)異的組織結(jié)構(gòu)和性能2. 2. 表現(xiàn)出顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益；表現(xiàn)出顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益；3. 3. 能生產(chǎn)許多用其它方法所不能生產(chǎn)的能生產(chǎn)許多用其它方法所不能生

2、產(chǎn)的材料和制品（如：許多難熔材料）；材料和制品（如：許多難熔材料）； 概概 述述粉末冶金成型粉末冶金成型4. 是制造各種機(jī)器零件重要而又經(jīng)濟(jì)的成型技 術(shù)；（能夠獲得具有最終尺寸和形狀的零件，實(shí)現(xiàn)了少無(wú)切削加工）5.5.普通粉末冶金制品的強(qiáng)度比相應(yīng)鍛件或普通粉末冶金制品的強(qiáng)度比相應(yīng)鍛件或鑄件要低（鑄件要低（20302030）% %；（制品內(nèi)部有孔隙）（制品內(nèi)部有孔隙）二 特 點(diǎn)二 特 點(diǎn)6.6.成型過(guò)程中粉末的流動(dòng)性不如液態(tài)成型過(guò)程中粉末的流動(dòng)性不如液態(tài)金屬金屬（對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀有限制）（對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀有限制）7.7.制品一般制品一般 10kg 10kg（因?yàn)槌尚蛻?yīng)力高）（因?yàn)槌尚蛻?yīng)力高）8.

3、8.壓模成本高，粉末成本高。壓模成本高，粉末成本高。9.9.只是用于成批或大量生產(chǎn)只是用于成批或大量生產(chǎn) 概概 述述粉末冶金成型粉末冶金成型三、工藝過(guò)程1原料原料粉末制備粉末制備； 2 2粉末物料在專用壓模中粉末物料在專用壓模中加壓成型加壓成型，得到，得到 一定形狀和尺寸的壓坯；一定形狀和尺寸的壓坯； 3 3燒結(jié)燒結(jié) 壓坯在低于基體金屬熔點(diǎn)的溫度下壓坯在低于基體金屬熔點(diǎn)的溫度下加熱，使制品獲得最終的物理機(jī)械性能。加熱，使制品獲得最終的物理機(jī)械性能。4. 4. 后處理后處理 概概 述述粉末冶金成型粉末冶金成型粉末冶金工藝圖四、制品種類1難熔金屬及其合金（鎢、鈦等）難熔金屬及其合金（鎢、鈦等）2

4、2組元彼此不熔合、熔點(diǎn)十分懸殊的燒結(jié)合金組元彼此不熔合、熔點(diǎn)十分懸殊的燒結(jié)合金( (電觸頭電觸頭) )3 3難熔金屬及其碳化物的粉末制品（硬質(zhì)合金）難熔金屬及其碳化物的粉末制品（硬質(zhì)合金）4 4金屬與陶瓷材料的粉末制品（金屬陶瓷）金屬與陶瓷材料的粉末制品（金屬陶瓷）5 5含油軸承和摩擦零件以及其它孔性制品含油軸承和摩擦零件以及其它孔性制品6. 6. 機(jī)械零件。機(jī)械零件。 概概 述述粉末冶金成型粉末冶金成型五、應(yīng)用板、帶、棒、管、絲等各種型材板、帶、棒、管、絲等各種型材齒輪、鏈輪、棘輪、軸套類等各種零件齒輪、鏈輪、棘輪、軸套類等各種零件重量?jī)H百分之幾克的小制品重量?jī)H百分之幾克的小制品近兩噸重大型

5、坯料（用熱等靜壓法）近兩噸重大型坯料（用熱等靜壓法） 概概 述述成批或成批或大量生產(chǎn)大量生產(chǎn)粉末冶金成型粉末冶金成型2 2 粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型粉末冶金成型燒結(jié)后的處理壓制成型燒 結(jié)粉末冶金成品粉料制備粉末冶金成型粉末冶金成型一粉料制備（粉末冶金原料）2 粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介 粉末冶金原材料（粉末） 制取方法選擇：制取方法選擇： 取決于該材料的特殊性能及制取方法的成本 種類種類純金屬非金屬化合物粉末冶金成型粉末冶金成型純金屬合金化合物復(fù)合金屬粉末 分類2 粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介1、粉末的制造方法、粉末的制造方法 將原材料機(jī)械將原材料機(jī)械地粉碎而

6、化學(xué)成分地粉碎而化學(xué)成分基本上不發(fā)生變化基本上不發(fā)生變化粉末冶金成型粉末冶金成型1 1、粉末的制造方法（1 1）霧化法 高壓氣體，在氣流 的機(jī)械力和急冷作用下，液態(tài)金屬被霧化，冷凝成細(xì)小粒狀的金屬粉末的一種方法。（1 1）霧化法 特點(diǎn)特點(diǎn)： 生產(chǎn)效率高，成本低，易于制造高純度生產(chǎn)效率高，成本低，易于制造高純度粉末；粉末； 合金粉末易產(chǎn)生成分偏析以及難以制得合金粉末易產(chǎn)生成分偏析以及難以制得小于小于300目的細(xì)粉。目的細(xì)粉。 應(yīng)用應(yīng)用 制造fe 、pb、sn、zn、al、青銅、黃銅等低熔點(diǎn)金屬與合金粉末； 18-8不銹鋼、低合金鋼、鎳合金等粉末。粉末冶金成型粉末冶金成型(2) (2) 機(jī)械粉碎法

7、 是靠壓碎、擊碎和磨削等作用，將塊狀金屬或合金機(jī)械地粉碎成粉末。(2) (2) 機(jī)械粉碎法 特點(diǎn)特點(diǎn)： 既是一種獨(dú)立制粉方法，既是一種獨(dú)立制粉方法， 又常作為某些制粉方法不可缺少的又常作為某些制粉方法不可缺少的補(bǔ)充工序補(bǔ)充工序。 應(yīng)用應(yīng)用 比較適用于脆性材料（雖然所有的比較適用于脆性材料（雖然所有的金屬和合金都可以被機(jī)械地粉碎）金屬和合金都可以被機(jī)械地粉碎）粉末冶金成型粉末冶金成型（4 4）還原法（常用化學(xué)方法） 從固態(tài)金屬氧從固態(tài)金屬氧化物或金屬化合物化物或金屬化合物中還原制取金屬粉中還原制取金屬粉末，是最常用的生末，是最常用的生產(chǎn)方法之一。產(chǎn)方法之一。 特點(diǎn)特點(diǎn)： 該法簡(jiǎn)單，費(fèi)用低 應(yīng)用應(yīng)

8、用 目前鐵粉大部分 由還原法生產(chǎn)。粉末冶金成型粉末冶金成型（3）蒸汽冷凝法）蒸汽冷凝法 即將金屬蒸汽冷凝而制取金屬粉末（4 4）電解法 從金屬鹽水溶液中電解沉積金屬粉末。 特點(diǎn)特點(diǎn)： 電解末高純度，高密度，高壓縮性；電解末高純度，高密度，高壓縮性； 生產(chǎn)率低，成本高生產(chǎn)率低，成本高(高于還原法和霧化高于還原法和霧化法）。法）。 應(yīng)用應(yīng)用 純銅粉大多用該法制造。純銅粉大多用該法制造。 電解鐵粉僅在特殊性能要求時(shí)才用。電解鐵粉僅在特殊性能要求時(shí)才用。 *說(shuō)明說(shuō)明 金屬粉末的各種性能均與制粉方法密切相關(guān)。金屬粉末的各種性能均與制粉方法密切相關(guān)。 粉末冶金成型粉末冶金成型1）幾何尺寸2）物理性能3）機(jī)

9、械性能4）化學(xué)性能5）特殊性能2 粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介 顆粒形狀 粒度 粒度分布及比表面顆粒密度顆粒內(nèi)空隙顯微鏡組織硬度加工硬化性塑性變形能表面狀態(tài)表面張力等松裝密度振實(shí)密度流動(dòng)性壓制性成型性純度氫中失重等電磁性能摩擦特性導(dǎo)熱性耐熱性抗氧化性耐腐蝕性等粉末冶金成型粉末冶金成型3 3粉末的預(yù)處理與混合2 粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介 目目 的的 使性能不同的組元形成均勻的混合物，以利于壓制和燒結(jié)時(shí)狀態(tài)均勻一致。 兩種以上化學(xué)組元相混合（相同化學(xué)組成的粉末的混合叫做合并。）粉末冶金成型粉末冶金成型 為什么預(yù)處理？a即使在同一條件下制造的同一粉末，其純度和粒度分 布也

10、是有差別的；b原料粉末在運(yùn)輸和儲(chǔ)存中會(huì)產(chǎn)生大量銹塊或凝結(jié)成塊狀，要篩出這些塊狀物；c對(duì)顆粒度分布有要求時(shí)，需將粉末過(guò)篩按所要求的粒度分布進(jìn)行混合。 說(shuō)說(shuō) 明明 混合好的粉末常需要過(guò)篩，除去較大的夾雜和潤(rùn)滑劑的混合好的粉末常需要過(guò)篩，除去較大的夾雜和潤(rùn)滑劑的塊狀凝聚物；塊狀凝聚物； 混好的粉末盡可能及時(shí)使用?；旌玫姆勰┍M可能及時(shí)使用。二粉末成型普通模壓法特殊成型方法2 粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介 壓坯 將處理過(guò)的粉末經(jīng)過(guò)成型工序，得到具有既定形狀與強(qiáng)度的粉末體，叫做壓坯。粉末冶金成型粉末冶金成型 普通模壓法 將金屬粉末或混合粉末裝在壓模內(nèi)，通過(guò)壓機(jī)使其成型。 特殊成型方法 指各種非

11、模壓成型2 粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介 是指在常溫下粉料在封閉的鋼模中（指鋼性模），按規(guī)定的單位壓力，將粉料制成壓坯的方法。成型過(guò)程粉末冶金成型粉末冶金成型二粉末成型二粉末成型 回彈或彈性后效回彈或彈性后效 壓坯從模腔中脫出后，會(huì)產(chǎn)生彈性恢復(fù)而尺寸脹大的現(xiàn)象 用回彈率表示，即線性相對(duì)伸長(zhǎng)的百分率，其大小與模具尺寸計(jì)算有直接關(guān)系。就是稱量成型一個(gè)壓坯所需的粉末的重量或容量。按一定的單位壓力，將裝在型腔中的粉料，集聚成達(dá)到一定密度，形狀和尺寸要求。 提高壓坯密度 小型壓坯不采用保壓 大型致密壓坯可適當(dāng)考慮保壓壓坯從模具型腔中脫出過(guò)程。2 2特殊成型方法（非鋼模成型法）2 粉末冶金成型

12、工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介（按工作原理和特點(diǎn)分為）等靜壓成型連續(xù)成型無(wú)壓成型注射成型高能成型等粉末冶金成型粉末冶金成型二粉末成型二粉末成型（1 1）等靜壓成型（2 2）金屬粉末軋制（3 3）粉漿澆注 2 粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介2特殊成型方法特殊成型方法（非鋼模成型法） 等靜壓成型等靜壓成型 借助于高壓泵的作用把流體介質(zhì)（氣體或液體）壓入耐高壓的鋼質(zhì)密封容器內(nèi)，高壓流體的靜壓力直接作用在彈性模套內(nèi)的粉末上；粉末體在同一時(shí)間內(nèi)在各個(gè)方向上均衡地受壓而獲得密度分布均衡和強(qiáng)度較高的壓坯。 特點(diǎn) 壓坯任意斷面上個(gè)點(diǎn)的密度大體上相同 分類 冷靜壓，熱靜壓粉末冶金成型粉末冶金成型 粉漿澆

13、注粉漿澆注 金屬粉末在不施加外壓力的情況下而實(shí)現(xiàn)成型的過(guò)程。 成型過(guò)程成型過(guò)程 將成型材料首先與水或其它液體調(diào)成懸浮液漿，并注入能夠吸收液體的石膏模內(nèi)；然后再?gòu)氖嗄Ｖ腥〕龈珊缘呐鲏K，并進(jìn)行最后烘干。 金屬粉末軋制金屬粉末軋制 將金屬粉末通過(guò)一個(gè)特制的漏斗喂入轉(zhuǎn)動(dòng)的軋輥縫中，即可軋出具有一定厚度的長(zhǎng)度連續(xù)的、并且強(qiáng)度適宜的板帶坯料，這些坯料經(jīng)燒結(jié)，又經(jīng)軋制加工及熱處理等工序，就可制成有一定孔隙度的，或致密的粉末冶金板帶材。1 1燒結(jié)燒結(jié) 2 2影響燒結(jié)的因素影響燒結(jié)的因素3 3設(shè)備設(shè)備4 4燒結(jié)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的燒結(jié)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的 影響影響2 粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介 燒結(jié)燒結(jié) 將壓坯

14、按一定的規(guī)范加熱到規(guī)定溫度并保溫一段時(shí)間，使壓坯獲得一定的物理及力學(xué)性能的工序。粉末冶金成型粉末冶金成型 產(chǎn)生“過(guò)燒”廢品 燒結(jié)溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使壓坯歪曲和變形，其晶粒也燒結(jié)溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使壓坯歪曲和變形，其晶粒也大；大； 產(chǎn)生產(chǎn)生“欠燒欠燒”廢品廢品 燒結(jié)溫度過(guò)低或時(shí)間過(guò)短，產(chǎn)品結(jié)合強(qiáng)度等性能達(dá)不到要燒結(jié)溫度過(guò)低或時(shí)間過(guò)短，產(chǎn)品結(jié)合強(qiáng)度等性能達(dá)不到要求求；設(shè)備設(shè)備按加熱方式分 燃料加熱 電加熱 據(jù)作業(yè)的連續(xù)性分 間歇式燒結(jié)爐坩堝爐箱式爐 高頻或中頻感應(yīng)爐 連續(xù)式燒結(jié)爐 燒結(jié)溫度 燒結(jié)時(shí)間 大氣環(huán)境金屬粉末壓坯經(jīng)燒結(jié)后的處理1提高制件的物理及力學(xué)性能提高制件的物理及力學(xué)性能 復(fù)壓、復(fù)燒、浸油、熱鍛與熱復(fù)壓、復(fù)壓、復(fù)燒、浸油、熱鍛與熱復(fù)壓、 熱處理及化學(xué)熱處理熱處理及化學(xué)熱處理2 粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型工藝簡(jiǎn)介粉末冶金成型粉末冶金成型2改善制件表面的耐腐蝕性改善制件表面的耐腐蝕性 水蒸氣處理、磷化處理、電鍍水蒸氣處理、磷化處理、電鍍3提高制件形狀與尺寸精度提高制件形狀與尺寸精度 精整、機(jī)械加工精整、機(jī)械加工3 3 粉末冶金制品的結(jié)構(gòu)工藝性粉末冶金制品的結(jié)構(gòu)工藝性粉末冶金成型粉末冶金成型一、避免模具出現(xiàn)脆弱的尖角；避