粉末冶金作業(yè)

1、粉末冶金概論課程報(bào)告報(bào) 告 題 目用粉末冶金法制造含油軸承 的工藝概述作者所在系別材料工程系作者所在專業(yè)材料成型及控制工程作者所在班級B11811作 者 姓 名賈勇強(qiáng)作 者 學(xué) 號201320007指導(dǎo)教師姓名李艷霞完 成 時 間2014年10月21北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制目 錄摘要2一、產(chǎn)品名稱及結(jié)構(gòu)示意圖3二、產(chǎn)品的主要功能、用途和性能要求3三、產(chǎn)品用材料分析4四、產(chǎn)品用鐵基材料制備方法概述4五、粉末冶金法制備產(chǎn)品的工藝過程5 1、成形前原料準(zhǔn)備 2、壓坯 3、燒結(jié) 4、精整 5、浸油 6、甩干六、本人對粉末冶金制備技術(shù)的認(rèn)識7摘 要 粉末冶金(P/M)技術(shù)是一門重要的材料制備與成形技術(shù)，

2、被稱為是解決高科技、新材料問題的鑰匙。高性能、低成本、凈近成形一直以來是粉末冶金工作者重要研究課題之一。粉末冶金法能實(shí)現(xiàn)工件的少切削、無切削加工，是一種高效、優(yōu)質(zhì)、精密、低耗節(jié)能制造零件的先進(jìn)技術(shù)。2003年全球粉末貨運(yùn)總量約為88萬噸，其中美國占51%，歐洲18%，日本3%，其它國家和地區(qū)18%。鐵粉占整個粉末總量的90%以上。從2001年起，世界鐵粉市場持續(xù)增長，4年時間增加了近20%。汽車行業(yè)仍然是粉末冶金工業(yè)發(fā)展的最大動力和最大用戶。一方面汽車的產(chǎn)量在不斷增加，另一方面粉末冶金零件在單輛汽車上的用量也在不段增加。北美平均每輛汽車粉末冶金零件用量最高，為19.5公斤，歐洲平均為9公斤，日

3、本平均為8公斤。中國由于汽車工業(yè)的高速發(fā)展，擁有巨大的粉末冶金零部件市場前景，已經(jīng)成為眾多國際粉末冶金企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。本次作業(yè)介紹含油軸承的相關(guān)內(nèi)容.關(guān)鍵詞：粉末冶金、先進(jìn)技術(shù)、含油軸承、技術(shù)應(yīng)用一、產(chǎn)品名稱及結(jié)構(gòu)示意圖本次概述的產(chǎn)品是含油軸承。結(jié)構(gòu)示意圖如下：二、產(chǎn)品的主要功能、用途和性能要求含油軸承具有和其他軸承一樣的基本功能，支撐軸和減小摩擦力，但它區(qū)別于其他軸承的是能自潤滑。 含油軸承加一次油可以使用較長時間，常用于加油不方便的場合，可在不從外部供給潤滑油的情況下，長期運(yùn)轉(zhuǎn)使用。非常適合于供油困難與避免潤滑油污染的場合，成為汽車、家電、音響設(shè)備、辦公設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、精密機(jī)械等各種工業(yè)制

4、品發(fā)展不可或缺的一類基礎(chǔ)零件。它必須具有良好的抗摩擦能力、潤滑性、強(qiáng)度、硬度、物質(zhì)儲存作用，摩擦系數(shù)小,高轉(zhuǎn)速，重負(fù)荷適用面廣。三、產(chǎn)品用材料分析 利用青銅粉末制造出來的含油軸承徑向壓潰強(qiáng)度較高，摩擦系數(shù)更小，軸承在使用的過程中，溫度也更加的穩(wěn)定，含油軸承連通孔隙結(jié)構(gòu)是否細(xì)小決定著整個軸承吸油量的高低，而且徑向壓潰強(qiáng)度高；材料以鐵為主，有時加入少量銅，以改善邊界潤滑性能，他的特點(diǎn)是強(qiáng)度高，價格便宜，但軸承摩擦性能較差，且會生銹，僅適用于低速場合，并且軸頸必須淬火。鋁基粉末冶金減摩材料開發(fā)較晚，特點(diǎn)是價格較低，強(qiáng)度適中，但摩擦性和抗咬，粘性較差。其中應(yīng)用最廣泛的是鐵基和銅基。Fe一cu一Me材料

5、在 90 0左右進(jìn)行低溫?zé)Y(jié),可獲得優(yōu) 良的開孔率、壓潰強(qiáng)度和表觀硬度;在最佳工藝制度 下,不僅強(qiáng)度高、磨合性好,而且耐沖擊、耐磨損、抗咬合能力。Fe 一Cu一Me鐵基減摩材料可望成為節(jié)能、節(jié)材效果顯著的高性能廉價減摩材料。因而具有十分廣闊的應(yīng)用前景。四、產(chǎn)品用鐵基材料制備方法概述霧化法是將液體金屬或合金直接破碎成為細(xì)小的液滴而成為粉末。霧化法包括氣霧、水霧、離心霧化。本次才用霧化法中的氣霧化制粉。首先把Fe、Cu、Me金屬放入感應(yīng)爐中熔化并流入噴嘴，氣流由排列在熔化金屬四周的多個噴嘴出。霧化介質(zhì)采用的是惰性氣體，霧化可獲得粒度分布范圍較寬的球形粉末。 工藝特點(diǎn)： 真空熔煉高壓氣體霧化制粉技術(shù)

6、綜合了高真空技術(shù)，高溫熔煉技術(shù)，氣體的高壓和高速技術(shù)，是為了適應(yīng)粉末冶金最新發(fā)展的需要而產(chǎn)生的，特別適用于生產(chǎn)高質(zhì)量的含活性元素的合金粉末。氣體霧化制粉技術(shù)又是一種快速凝固新技術(shù)。由于冷速高，粉末具有晶粒細(xì)化、成分均勻和固溶度高等特點(diǎn)。用真空熔煉高壓氣體霧化法生產(chǎn)的金屬粉末，除了具有上述的優(yōu)點(diǎn)外，還具有如下三方面的特點(diǎn):粉末純，含氧量低;細(xì)粉收得率高;外貌球形度高。使用這種粉末制成的結(jié)構(gòu)材料或者功能材料，在物理和化學(xué)性質(zhì)方面有許多常規(guī)材料不具有的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)備：氣霧化制粉裝置的結(jié)構(gòu)由以下幾部分組成:中頻感應(yīng)熔煉爐、保溫爐、霧化系統(tǒng)、霧化罐體、粉塵收集系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。噴嘴是

7、霧化系統(tǒng)中最重要的設(shè)備。氣霧化方法設(shè)備相對來說簡單，容易操作，成本低，制造的粉末純度高實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的凈成形。五、粉末冶金法制備產(chǎn)品的工藝過程1、成形前原料準(zhǔn)備1）制粉 利用氣霧化制成粉末。2）退火 粉末的預(yù)先退火可使氧化物還原、降低碳和其他雜質(zhì)的含量，提高粉末的純度；消除粉末的加工硬化，穩(wěn)定粉末的晶體結(jié)構(gòu)；防止超細(xì)金屬粉末自燃，需要將其表面鈍化。經(jīng)過退火后的粉末壓制性得到改善。退火氣氛是惰性氣體。3）混合 利用機(jī)械法中的干混把3種金屬混合。4）篩分 篩分的目的在于把不同顆粒大小的原始粉末進(jìn)行分級，而使粉末能夠按照粒度分成大小范圍更窄的若干等級。5）制粒 為了改善金屬的流動性需把粉末制成大顆?；驁F(tuán)粒

8、。6）加潤滑劑 加入石蠟作潤滑劑2、壓坯 混合料在300MPa450MPa壓力下壓制成含油軸承壓坯 .采用雙向壓制來使壓坯密度分布均勻。3、燒結(jié) 將壓坯在880900下熱等靜壓燒結(jié)2030min得到燒結(jié)坯 ，熱等靜壓能降低制品的晶粒結(jié)構(gòu)，消除了材料內(nèi)部的缺陷和孔隙，提高了材質(zhì)的致密度和強(qiáng)度。4、精整 在機(jī)器上進(jìn)行倒角，去銳邊加工，并進(jìn)行二次壓坯提高致密度。5、浸油 含油軸承基體有細(xì)微、均布的孔隙，經(jīng)潤滑油真空浸漬后形成含油狀態(tài) 。6、甩干 甩干機(jī)慢速甩3次,每次10-20min 模具材料選用W18Cr4V。模具表面用化學(xué)鍍鎳來強(qiáng)化模具，提高模具強(qiáng)度。粉末冶金工藝優(yōu)缺點(diǎn)：(1)可以直接制備出具有

9、最終形狀和尺寸的零件，是一種無切削、少切削的新工藝，從而可以有效地降低零部件生產(chǎn)的資源和能源消耗；(2)可以容易地實(shí)現(xiàn)多種類型的復(fù)合，充分發(fā)揮各組元材料各自的特性，是一種低成本生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷基復(fù)合材料的工藝技術(shù)；(3)可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如多孔含油軸承、過濾材料、生物材料、分離膜材料、難熔金屬與合金、高性能陶瓷材料等；(4)可以最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織，在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導(dǎo)材料、新型金屬材料(如Al-Li，超合金、粉末不銹鋼材料等)具有重要的作用；(5)可以制備非

10、晶、微晶、準(zhǔn)晶、納米晶和過飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能；(6)可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進(jìn)行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。粉末冶金材料和制品的今后發(fā)展方向： 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；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。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。六、本人對粉末冶金制備技術(shù)的認(rèn)識 粉末冶金技術(shù)的歷史很悠久，從公元前3000年使用