第14章--粉末冶金加工設(shè)備

1、第14章 粉末冶金加工設(shè)備1.粉末治金與粉末治金基本工序簡介粉末治金與粉末治金基本工序簡介2.*粉末治金加工過程粉末治金加工過程3.*粉末冶金設(shè)備粉末冶金設(shè)備粉末冶金是以金屬粉末為主原料，經(jīng)過混合、成形和燒結(jié)，制造材料或制品的技術(shù)。相似陶瓷生產(chǎn)工藝又叫金屬陶瓷法。是一種“節(jié)能、省材和高效生產(chǎn)”的新技術(shù)?；竟ば蚧竟ば?粉末冶金最突出的優(yōu)點： 能夠制造獨特性能的材料和制品，使用其他傳統(tǒng)工藝（如熔鑄）無法制造或難于制造 如多孔、發(fā)汗、減震、隔音等材料和制品，鎢、鉬、鈦等難熔金屬材料和制品，金屬塑料、雙金屬等復(fù)合材料及制品。 能夠一次性直接制造出合乎或者接近成品形狀和尺寸要求的制品，從而減少或取消

2、機械加工，其材料利用率可以高達95%以上。14.1粉末治金加工過程粉末治金加工過程 14.1.1成形前原料準備成形前原料準備一般包括粉末退火、混合、篩分、制粒等過程 (1)退火退火 作用、適用與方法作用、適用與方法（思考題？.）（2）混合混合 將兩種或兩種以上的不同成分的粉末混合均勻的過程，混合有兩種基本方法： 機械法（廣泛應(yīng)用）和化學法。（3）篩分篩分（4）制粒制粒 將粉末制成大顆?；驁F粒的工序，目的改善其流動性。 先進工藝是噴霧干燥制粒 （5）加潤滑劑，成形劑）加潤滑劑，成形劑圖143 螺旋混合器示意圖圖噴霧干燥制粒裝置示意圖1-攪拌槽;2-霧化塔;3-噴嘴;4-鼓風機; 5-旋風收集器;

3、6-洗滌冷凝器;7-冷凝器; 8-加熱器;9-水槽;10-貯槽;11-料桶; 12-泵14.1.2模具模具粉末冶金具有少、無切削的工藝特點，模具對實現(xiàn)工藝極其重要。模具有三項基本要求：保證坯件達到所需的幾何形狀、精度和表面光潔度、坯件密度及其分布。模具的基本零件主要有： 陰模、模沖、芯桿（也稱芯棒） 硬質(zhì)合金拼合陰模鑲嵌塊示意圖14.2粉末冶金設(shè)備粉末冶金設(shè)備-研磨設(shè)備研磨設(shè)備 常用的研磨設(shè)備常用的研磨設(shè)備滾筒球磨機、振動球磨機、滾筒球磨機、振動球磨機、攪拌球磨機、錘磨機及棒磨機等。攪拌球磨機、錘磨機及棒磨機等。 （1）高能球磨機）高能球磨機用途：將金屬粉末顆粒碾壓成片狀顆粒，機械合金用途：將

4、金屬粉末顆粒碾壓成片狀顆粒，機械合金化，彌散強化，制造復(fù)合粉末，控制粉末的流動化，彌散強化，制造復(fù)合粉末，控制粉末的流動性，控制粉末的松裝密度，碳化鎢粉混合性，控制粉末的松裝密度，碳化鎢粉混合,碳化鎢碳化鎢-鈷合金粉混合，粉末混合，不互溶合金元素的合鈷合金粉混合，粉末混合，不互溶合金元素的合金化，控制粒度，制取超細粉末。金化，控制粒度，制取超細粉末。 （2）*攪拌球磨機攪拌球磨機 由于攪拌作用比滾筒球磨機或振動球磨機表面接由于攪拌作用比滾筒球磨機或振動球磨機表面接觸大，研磨效率很高。觸大，研磨效率很高。研磨，渦流，沖擊，研磨，渦流，沖擊，碰撞，研磨碰撞，研磨 攪拌器是一個帶水平臂的立式旋轉(zhuǎn)軸。

5、圖攪拌器是一個帶水平臂的立式旋轉(zhuǎn)軸。圖148是攪動球磨機結(jié)構(gòu)示意圖。是攪動球磨機結(jié)構(gòu)示意圖。 （3）錘磨機和棒磨機）錘磨機和棒磨機 用于研磨大量的粉末燒用于研磨大量的粉末燒結(jié)結(jié)塊。攪動球磨機結(jié)構(gòu)示意圖1圓筒；2冷卻套；3冷卻劑入口；4冷卻劑出口；5軸；6、7、8水平攪拌轉(zhuǎn)子；9研磨體14.2.2合批與混合設(shè)備合批與混合設(shè)備廣泛使用混料機有雙圓錐形與V型混料機（1）V型混料機主要由三部分組成：V型容器、排出部和攪拌棒（2）雙圓錐形混料機混合時，粉末料在容器內(nèi)進行規(guī)則的重疊進行，最終獲得的混合均勻性良好。V型混料機示意圖a.雙圓錐形混料機示意圖 b. 凸輪驅(qū)動式粉末成形壓機示意圖14.2.3成形設(shè)

6、備成形設(shè)備 成形方法多種，廣泛采用鋼模壓制成形的粉末成形壓機（把松散的粉末變?yōu)楦軐嵉膲号鳎?。壓機3種基本類型：機械式、液壓式、混合式壓機 對每一種粉末成形壓機的要求：a.在壓制方向上有足夠的總壓力和壓坯脫模壓力；b.壓制和脫模的行程與速度可以控制；c.可調(diào)的模具充填裝置；d.壓機行程的控制；e.供料和壓坯移送系統(tǒng)。（1）機械式壓機凸輪驅(qū)動式壓機偏心或曲軸驅(qū)動式壓機（2）液壓式壓機 標準的工業(yè)生產(chǎn)用壓機的壓制能力44511100kN（44.5-1100噸）（1）等靜壓設(shè)備 冷等靜壓機 熱等靜壓設(shè)備 通常由 a.承壓筒體 b.承力框架 c.加熱爐,隔熱屏、測溫裝置,供氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、供電及控制

7、系統(tǒng)、輔助操作系統(tǒng)等組成。圖1413 冷等靜壓機系統(tǒng)示意圖 1.放氣閥；2.高壓容器；3.高壓液體； 4.彈性模具；5.粉末；6.高壓油管；7.釋放閥；8.回油容器；9、12.單向閥； 10.高壓表；11.容器；13.油箱；14.馬達；15.皮帶輪；16.機座 a.螺塞式高壓容器結(jié)構(gòu)示意圖 b.框架式高壓容器結(jié)構(gòu)示意圖板結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞式結(jié)構(gòu)圖*14.2.4燒結(jié)設(shè)備燒結(jié)設(shè)備 燒結(jié)是關(guān)鍵工序，是在低于主要組分熔點燒結(jié)是關(guān)鍵工序，是在低于主要組分熔點的溫度下進行加熱，使相鄰顆?；ラg形成的溫度下進行加熱，使相鄰顆?；ラg形成冶金結(jié)合。一般金屬（除高溫不氧化的金冶金結(jié)合。一般金屬（除高溫不氧化的金屬

8、鉑外）的屬鉑外）的燒結(jié)都是在真空或保護氣氛燒結(jié)都是在真空或保護氣氛中中進行的。進行的。 在保護氣氛中進行燒結(jié)過程劃分為三個階在保護氣氛中進行燒結(jié)過程劃分為三個階段：段：預(yù)熱與脫蠟階段、燒結(jié)階段、冷卻階預(yù)熱與脫蠟階段、燒結(jié)階段、冷卻階段。段。燒結(jié)爐一般也是由這三部分組成（但燒結(jié)爐一般也是由這三部分組成（但間歇爐一般都沒有冷卻部分）。間歇爐一般都沒有冷卻部分）。（1）鐘罩型加壓燒結(jié)爐鐘罩型加壓燒結(jié)爐用于生產(chǎn)用于生產(chǎn)燒結(jié)周期長的粉末冶金摩擦材料燒結(jié)周期長的粉末冶金摩擦材料，諸如離合器或制動器的摩擦零件。諸如離合器或制動器的摩擦零件。（2）高溫用鐘罩爐高溫用鐘罩爐通常用于通常用于“垂熔垂熔”（鎢、鉬等

9、（鎢、鉬等高熔點材料高熔點材料粉末壓坯的直接通電燒結(jié)稱為垂熔）燒粉末壓坯的直接通電燒結(jié)稱為垂熔）燒結(jié)的設(shè)備結(jié)的設(shè)備（3）網(wǎng)帶傳送式爐網(wǎng)帶傳送式爐直通型網(wǎng)帶傳送式燒結(jié)爐是一種直通型網(wǎng)帶傳送式燒結(jié)爐是一種鐵基粉末鐵基粉末冶金冶金零件生產(chǎn)中最常用的燒結(jié)爐零件生產(chǎn)中最常用的燒結(jié)爐 a. 鐘罩型加壓燒結(jié)爐圖 b. 高溫鐘罰爐示意圖 直通型網(wǎng)帶傳送式燒結(jié)爐縱剖面圖（4）簡易推桿爐簡易推桿爐帶連續(xù)推舟裝置臥式燒結(jié)鉬絲爐就是一帶連續(xù)推舟裝置臥式燒結(jié)鉬絲爐就是一種簡易推桿爐（按其溫度可以分為三個種簡易推桿爐（按其溫度可以分為三個區(qū)域：自然預(yù)熱區(qū)、加熱區(qū)和冷卻區(qū)）區(qū)域：自然預(yù)熱區(qū)、加熱區(qū)和冷卻區(qū)）（5）電阻加熱真

10、空燒結(jié)爐電阻加熱真空燒結(jié)爐（6）感應(yīng)加熱真空燒結(jié)爐）感應(yīng)加熱真空燒結(jié)爐（7）連續(xù)式真空燒結(jié)爐）連續(xù)式真空燒結(jié)爐 燒結(jié)鐵基粉末冶金制品和磁性材料用的燒結(jié)鐵基粉末冶金制品和磁性材料用的連續(xù)式真空燒結(jié)爐。連續(xù)式真空燒結(jié)爐。（8）電阻加熱真空燒結(jié)爐）電阻加熱真空燒結(jié)爐圖1421 臥式連續(xù)燒結(jié)鉬絲爐 1卻水進口；2氫氣進口；3冷卻水出孔；4鉬絲；5爐殼；6輻射高溫計；7熱電偶；8鎳鉻電阻帶；9氫氣出口；10點火裝置；11推舟裝置；12馬達；13減速器；14爐架圖1422連續(xù)式真空燒結(jié)爐（燒結(jié)鐵基粉末冶金制品和磁性材料）14.2.5保護氣體發(fā)生裝置保護氣體發(fā)生裝置使用最廣泛的保護氣體：放熱型煤氣、吸熱型煤氣、分解氨氣體、氫、真空及氮基氣體。保護氣體發(fā)生裝置：（1）放熱型煤氣發(fā)生裝置（2）吸熱型煤氣發(fā)