第四章粉末冶金解析

1、第四章粉末冶金解析第四章粉末冶金解析粉末冶金發(fā)展粉末冶金發(fā)展歷史部分歷史部分: 武器武器, 生活用具生活用具, 藝術(shù)，建筑藝術(shù)，建筑現(xiàn)代部分現(xiàn)代部分: 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金, 高溫材料高溫材料, 汽車部件汽車部件, 軍事工程軍事工程目前目前, 粉末冶金最發(fā)達(dá)的國家瑞典粉末冶金最發(fā)達(dá)的國家瑞典(Sweden)，硬質(zhì)合金工業(yè)非常發(fā)達(dá)，硬質(zhì)合金工業(yè)非常發(fā)達(dá), 建建立許多子公司，其次是北美立許多子公司，其次是北美(North American)和西歐和西歐(western European) 。德國的粉末冶金工業(yè)也是處于世界前列德國的粉末冶金工業(yè)也是處于世界前列-工具鋼。工具鋼。美國的粉末冶金公司主要產(chǎn)品

2、用戶是汽車制造商，汽車工業(yè)發(fā)達(dá)，帶動(dòng)了美國的粉末冶金公司主要產(chǎn)品用戶是汽車制造商，汽車工業(yè)發(fā)達(dá)，帶動(dòng)了美國的粉末冶金工業(yè)發(fā)展。因?yàn)榘l(fā)達(dá)的汽車工業(yè)，大量用粉末冶金部件。美國的粉末冶金工業(yè)發(fā)展。因?yàn)榘l(fā)達(dá)的汽車工業(yè)，大量用粉末冶金部件。日本的汽車工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了粉末冶金工業(yè)發(fā)展。日本的汽車工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了粉末冶金工業(yè)發(fā)展。西方或日本的粉末冶金工業(yè)是由兩部分構(gòu)成西方或日本的粉末冶金工業(yè)是由兩部分構(gòu)成 制粉公司：制備各種粉末：制粉公司：制備各種粉末：制品公司：買進(jìn)粉末，制備零部件：制品公司：買進(jìn)粉末，制備零部件：第四章粉末冶金解析 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是汽車、摩托車、家電、電動(dòng)工隨著我國經(jīng)濟(jì)的快

3、速發(fā)展，特別是汽車、摩托車、家電、電動(dòng)工具、工程機(jī)械等產(chǎn)業(yè)的高速拉動(dòng)，帶動(dòng)了粉末冶金零件產(chǎn)業(yè)的發(fā)具、工程機(jī)械等產(chǎn)業(yè)的高速拉動(dòng)，帶動(dòng)了粉末冶金零件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使粉末冶金市場需求量不斷增加。根據(jù)對展，使粉末冶金市場需求量不斷增加。根據(jù)對34個(gè)重點(diǎn)企業(yè)統(tǒng)計(jì)，個(gè)重點(diǎn)企業(yè)統(tǒng)計(jì)，2010年粉末冶金零件的銷量為年粉末冶金零件的銷量為137146噸，同比增長噸，同比增長42.9%。其。其中鐵基零件銷量為中鐵基零件銷量為128185噸，同比增長噸，同比增長41.8%，銅基零件銷量為，銅基零件銷量為8961噸，同比增長噸，同比增長60.6%。 粉末冶金結(jié)構(gòu)零件粉末冶金結(jié)構(gòu)零件2009年與年與2010年的銷售量分別

4、為年的銷售量分別為82997噸與噸與116835噸，燒結(jié)金屬含油軸承噸，燒結(jié)金屬含油軸承2009年與年與2010年的銷售量分別為年的銷售量分別為9829噸與噸與12509噸。噸。 在燒結(jié)金屬含油軸承中，鐵基含油軸承在燒結(jié)金屬含油軸承中，鐵基含油軸承2009年與年與2010年分別為年分別為6865噸與噸與9061噸，分別占燒結(jié)金屬含油軸承總銷售量的噸，分別占燒結(jié)金屬含油軸承總銷售量的70%與與72.4%，銅基含油軸承占燒結(jié)金屬含油軸承總銷售量的，銅基含油軸承占燒結(jié)金屬含油軸承總銷售量的30%與與27.6%。 在粉末冶金結(jié)構(gòu)零件中，銅基結(jié)構(gòu)零件在粉末冶金結(jié)構(gòu)零件總銷在粉末冶金結(jié)構(gòu)零件中，銅基結(jié)構(gòu)零

5、件在粉末冶金結(jié)構(gòu)零件總銷售量中占的百分率，售量中占的百分率，2009年與年與2010年分別為年分別為0.88%與與3%。第四章粉末冶金解析 據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2010年中國的汽車產(chǎn)量為年中國的汽車產(chǎn)量為1826.47萬輛，同比增長萬輛，同比增長32.44%。乘用車產(chǎn)量。乘用車產(chǎn)量1389.71萬輛，同比增長萬輛，同比增長32.44%。位居全球第一，是粉末冶金行業(yè)的最大市場，帶動(dòng)了。位居全球第一，是粉末冶金行業(yè)的最大市場，帶動(dòng)了粉末冶金汽車零件產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。粉末冶金汽車零件產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。2010年粉末冶金汽車零件的年粉末冶金汽車零件的銷售量銷售量65608噸，同比增

6、長噸，同比增長52.4%。 據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)摩托車分會(huì)統(tǒng)計(jì)，據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)摩托車分會(huì)統(tǒng)計(jì)，2010年中國摩托車產(chǎn)銷年中國摩托車產(chǎn)銷2669.43萬輛萬輛,同比增長同比增長4.98%和和4.40%，因此，摩托車零件也是，因此，摩托車零件也是中國粉末冶金行業(yè)的一個(gè)重要市場。中國粉末冶金行業(yè)的一個(gè)重要市場。2010年粉末冶金摩托車零年粉末冶金摩托車零件的銷售量為件的銷售量為18456噸，同比增長噸，同比增長9.8%。 在中國的粉末冶金零件市場上，家電零件，特別是冰箱壓縮機(jī)在中國的粉末冶金零件市場上，家電零件，特別是冰箱壓縮機(jī)零件占有重要地位，零件占有重要地位，2010年家電類粉末冶金零件的銷售

7、量年家電類粉末冶金零件的銷售量32632噸，同比增長噸，同比增長46%。 另外，另外，2010年，電動(dòng)工具的粉末冶金零件的銷售量年，電動(dòng)工具的粉末冶金零件的銷售量7372噸，同噸，同比增長比增長17.3%;農(nóng)機(jī)零件的銷售量農(nóng)機(jī)零件的銷售量1976噸，同比增長噸，同比增長61%;工程工程機(jī)械零件的銷售量機(jī)械零件的銷售量5431噸噸, 同比增長同比增長77%。第四章粉末冶金解析粉末冶金技術(shù)的優(yōu)越性粉末冶金技術(shù)的優(yōu)越性粉末冶金具有獨(dú)特的化學(xué)組成和機(jī)械、粉末冶金具有獨(dú)特的化學(xué)組成和機(jī)械、物理性能物理性能，用傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲，用傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的，可直接制成多孔、半致密或全致密制品，如得的，可

8、直接制成多孔、半致密或全致密制品，如含油軸承含油軸承、齒輪、凸輪、齒輪、凸輪、導(dǎo)桿、刀具等，是一種少無切削工藝。導(dǎo)桿、刀具等，是一種少無切削工藝。 1）粉末冶金技術(shù)可以最大限度地減少）粉末冶金技術(shù)可以最大限度地減少合金合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織。在制備高性能造組織。在制備高性能稀土稀土永磁材料、稀土永磁材料、稀土儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑催化劑、高溫超導(dǎo)材料、新型、高溫超導(dǎo)材料、新型金屬材料金屬材料（如（如Al-Li合金、耐熱合金、耐熱Al合金、合金、超合金超合金、粉末耐蝕粉末耐蝕不銹鋼不銹鋼、粉末、粉末高速鋼高速

9、鋼、金屬間化合物高溫、金屬間化合物高溫結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料等）具有重要的等）具有重要的作用。作用。 2）可制備非晶、微晶、準(zhǔn)晶、納米晶和超飽和）可制備非晶、微晶、準(zhǔn)晶、納米晶和超飽和固溶體固溶體等高性能等高性能非平衡材料非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異的電學(xué)、磁、光和力學(xué)性能。這些材料具有優(yōu)異的電學(xué)、磁、光和力學(xué)性能。 3）可實(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）可實(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生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷復(fù)合材料復(fù)合材料的工藝技術(shù)。的工藝技術(shù)。 4）可生產(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，如新

10、型）可生產(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，如新型多孔多孔生物材料生物材料，多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷，多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷磨具磨具和功能陶瓷材料等。和功能陶瓷材料等。 5）可以實(shí)現(xiàn)近凈形成形和自動(dòng)化批量生產(chǎn)，從而，可以有效地降低生產(chǎn)的資）可以實(shí)現(xiàn)近凈形成形和自動(dòng)化批量生產(chǎn)，從而，可以有效地降低生產(chǎn)的資源和能源消耗。源和能源消耗。 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，）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)。是一種可有效進(jìn)行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。第四章粉末冶

11、金解析銅基含油軸承(套) 鐵基摩擦材料鐵基摩擦材料 - 坦克、裝甲車輛制動(dòng)片坦克、裝甲車輛制動(dòng)片 鐵基結(jié)構(gòu)零件鐵基結(jié)構(gòu)零件 - 真空泵轉(zhuǎn)子真空泵轉(zhuǎn)子 金剛石制品金剛石制品 - - 鋸片鋸片 粉末冶金產(chǎn)品粉末冶金產(chǎn)品第四章粉末冶金解析電動(dòng)工具配件 碎紙機(jī)配件粉末冶金產(chǎn)品粉末冶金產(chǎn)品第四章粉末冶金解析縫紉機(jī)配件吸塵器配件氣泵配件按摩器配件自行車配件粉末冶金產(chǎn)品粉末冶金產(chǎn)品第四章粉末冶金解析汽車零部件粉末冶金產(chǎn)品粉末冶金產(chǎn)品第四章粉末冶金解析粉末冶金產(chǎn)品粉末冶金產(chǎn)品第四章粉末冶金解析主要內(nèi)容主要內(nèi)容粉末冶金成型過程粉末冶金成型過程粉末冶金產(chǎn)品及應(yīng)用粉末冶金產(chǎn)品及應(yīng)用第四章粉末冶金解析原料粉末原料粉末

12、其他添加劑其他添加劑混合混合松裝燒結(jié)松裝燒結(jié)（石膏模石膏模）粉末澆注粉末澆注模壓成形模壓成形預(yù)燒結(jié)預(yù)燒結(jié)燒結(jié)燒結(jié)二次模壓二次模壓二次燒結(jié)二次燒結(jié)整形整形高溫?zé)Y(jié)高溫?zé)Y(jié)鍛造鍛造拉絲拉絲燒結(jié)燒結(jié)鍛鍛 造造軋軋 制制擠擠 壓壓冷等靜壓冷等靜壓軋軋 制制擠擠 壓壓燒燒 結(jié)結(jié)熱熱 壓壓熱熱 擠擠 壓壓熱等靜壓熱等靜壓后續(xù)處理（選擇）：浸漬后續(xù)處理（選擇）：浸漬熱處理熱處理 電鍍電鍍 機(jī)械加工機(jī)械加工粉末冶金材料、制品粉末冶金材料、制品粉末冶金材料或制品的工藝流程粉末冶金材料或制品的工藝流程第四章粉末冶金解析4.1 粉末冶金成型過程粉末冶金成型過程 粉末粉末冶金冶金是用金屬粉末是用金屬粉末( (或者金屬

13、和非金屬粉末的混合或者金屬和非金屬粉末的混合物物) )做原料，經(jīng)壓制成形后燒結(jié)而制造各種類型的零件做原料，經(jīng)壓制成形后燒結(jié)而制造各種類型的零件和產(chǎn)品的方法。和產(chǎn)品的方法。 粉末粉末冶金冶金生產(chǎn)流程如下：生產(chǎn)流程如下：制品其他處理加工制品燒結(jié)壓制成形配混添加劑原材料粉末第四章粉末冶金解析 一、金屬粉末的制取及其特性一、金屬粉末的制取及其特性 (1)金屬粉末的制取金屬粉末的制取 主要有四種方法。主要有四種方法。 1)礦物還原法礦物還原法 是金屬礦石在一定冶金條件下被還原后，得到一是金屬礦石在一定冶金條件下被還原后，得到一定形狀和大小的金屬料，后將金屬料經(jīng)粉碎等處理以獲得粉末。定形狀和大小的金屬料，

14、后將金屬料經(jīng)粉碎等處理以獲得粉末。 礦物還原法主要適用于鐵粉生產(chǎn)礦物還原法主要適用于鐵粉生產(chǎn), 還能生產(chǎn)鈷、鉬、鈣等粉末。還能生產(chǎn)鈷、鉬、鈣等粉末。 難熔的金屬化合物粉末如碳化物、硼化物、硅化物粉末，是通過難熔的金屬化合物粉末如碳化物、硼化物、硅化物粉末，是通過金屬氧化物粉末與碳、硼或硅粉末的化合作用或者化學(xué)置換的方金屬氧化物粉末與碳、硼或硅粉末的化合作用或者化學(xué)置換的方法而獲得的。法而獲得的。 碳化物粉的制取，可采用碳黑粉直接還原金屬氧化物，其反應(yīng)如碳化物粉的制取，可采用碳黑粉直接還原金屬氧化物，其反應(yīng)如下：下：MO、MC泛指金屬氧化物、金屬碳化物泛指金屬氧化物、金屬碳化物COMC2CMO第

15、四章粉末冶金解析 2)電解法電解法 電解法是采用金屬鹽的水溶液電解析出或熔鹽電解電解法是采用金屬鹽的水溶液電解析出或熔鹽電解析出金屬顆粒或海綿狀金屬塊，再用機(jī)械法進(jìn)行粉碎。析出金屬顆粒或海綿狀金屬塊，再用機(jī)械法進(jìn)行粉碎。第四章粉末冶金解析 3)霧化法霧化法 霧化法是將熔化的金屬液通過噴射氣流霧化法是將熔化的金屬液通過噴射氣流(空氣或惰性氣空氣或惰性氣體體)、水蒸汽或水的機(jī)械力和急冷作用使金屬熔液霧化，而得到、水蒸汽或水的機(jī)械力和急冷作用使金屬熔液霧化，而得到金屬粉末。金屬粉末。第四章粉末冶金解析 4)機(jī)械粉碎法機(jī)械粉碎法 機(jī)械破碎法中最常用的是鋼球或硬質(zhì)合金球?qū)饳C(jī)械破碎法中最常用的是鋼球或硬

16、質(zhì)合金球?qū)饘賶K或粒原料進(jìn)行球磨，適宜于制備一些脆性的金屬粉末，或者屬塊或粒原料進(jìn)行球磨，適宜于制備一些脆性的金屬粉末，或者經(jīng)過脆性化處理的金屬粉末經(jīng)過脆性化處理的金屬粉末(如經(jīng)過氫化處理變脆的鈦粉如經(jīng)過氫化處理變脆的鈦粉)。第四章粉末冶金解析 (2)金屬粉末的特性金屬粉末的特性 包括：化學(xué)成分、粒徑分布、顆粒形狀和大小以及技術(shù)特征等。包括：化學(xué)成分、粒徑分布、顆粒形狀和大小以及技術(shù)特征等。 1)化學(xué)成分化學(xué)成分 粉末的化學(xué)成分通常指主要金屬或組分、雜質(zhì)及氣粉末的化學(xué)成分通常指主要金屬或組分、雜質(zhì)及氣體的含量。金屬粉末中主要金屬的含量體的含量。金屬粉末中主要金屬的含量98-99。 2)顆粒形狀

17、和大小顆粒形狀和大小 顆粒形狀是影響粉末技術(shù)特征顆粒形狀是影響粉末技術(shù)特征(如松裝密度、流動(dòng)性等如松裝密度、流動(dòng)性等)的因素之的因素之一。通常，粉粒以球狀或粒狀為好。一。通常，粉粒以球狀或粒狀為好。 顆粒大小常用粒度表示。粉末粒度通常在顆粒大小常用粒度表示。粉末粒度通常在0.1-500m，150m以以上的定為粗粉，上的定為粗粉，40-150m定為中等粉，定為中等粉，10-40m的定為細(xì)粉，的定為細(xì)粉，0.5-10m為極細(xì)粉，為極細(xì)粉，0.5m以下的叫超細(xì)粉。以下的叫超細(xì)粉。 3)粒度分布粒度分布 指大小不同的粉粒級別的相對含量，也叫粒度組成。指大小不同的粉粒級別的相對含量，也叫粒度組成。粉末粒

18、度組成的范圍廣，則制品的密度高，性能也好，尤其對制粉末粒度組成的范圍廣，則制品的密度高，性能也好，尤其對制品邊角的強(qiáng)度尤為有利。品邊角的強(qiáng)度尤為有利。 第四章粉末冶金解析 4)技術(shù)特征技術(shù)特征 粉末的成形技術(shù)特征主要有：粉末的成形技術(shù)特征主要有： 松裝密度松裝密度 亦稱松裝比，指單位容積自由松裝粉末的質(zhì)量。亦稱松裝比，指單位容積自由松裝粉末的質(zhì)量。333的壓坯，則壓縮比的壓坯，則壓縮比(粉末的充填高度與壓坯高度之比粉末的充填高度與壓坯高度之比)為為6.9:2.3=3:1，即若，即若壓坯高度為壓坯高度為1cm時(shí)，模腔深度須大于時(shí)，模腔深度須大于3cm才行。才行。 流動(dòng)性流動(dòng)性 它是指它是指50g

19、粉末在粉末流動(dòng)儀中自由下降至流完后所粉末在粉末流動(dòng)儀中自由下降至流完后所需的時(shí)間。時(shí)間愈短，流動(dòng)性愈好。需的時(shí)間。時(shí)間愈短，流動(dòng)性愈好。 壓制性壓制性 包括壓縮性與成形性。包括壓縮性與成形性。 壓縮性的好壞決定壓坯的強(qiáng)度與密度，通常用壓制前后粉末體的壓縮性的好壞決定壓坯的強(qiáng)度與密度，通常用壓制前后粉末體的壓縮比表示。壓縮比表示。 成形性與粉末的物理性質(zhì)有關(guān)，此外還受到粒度、粒形與粒度組成形性與粉末的物理性質(zhì)有關(guān)，此外還受到粒度、粒形與粒度組成的影響。為了改善成形性，常在粉末中加入少量潤滑劑如硬脂成的影響。為了改善成形性，常在粉末中加入少量潤滑劑如硬脂酸鋅、石蠟、橡膠等。通常用壓坯的抗彎強(qiáng)度或抗

20、壓強(qiáng)度作為成酸鋅、石蠟、橡膠等。通常用壓坯的抗彎強(qiáng)度或抗壓強(qiáng)度作為成形性試驗(yàn)的指標(biāo)。形性試驗(yàn)的指標(biāo)。第四章粉末冶金解析 二、粉末配混二、粉末配混 粉末配混是根據(jù)產(chǎn)品配料計(jì)算并按特定粒度分布把各種金屬粉末粉末配混是根據(jù)產(chǎn)品配料計(jì)算并按特定粒度分布把各種金屬粉末及添加物及添加物(如潤滑劑等如潤滑劑等)進(jìn)行充分混合，此工序通過混粉機(jī)完成。進(jìn)行充分混合，此工序通過混粉機(jī)完成。 添加物的加入主要在于改善混合粉的成形技術(shù)特征。添加物的加入主要在于改善混合粉的成形技術(shù)特征。 如加入潤滑劑如加入潤滑劑(如硬脂酸鋅，質(zhì)量比如硬脂酸鋅，質(zhì)量比0.25-1)可改善混合粉的可改善混合粉的流動(dòng)性，增加可壓制性。壓制后燒

21、結(jié)前，潤滑劑用加熱方法流動(dòng)性，增加可壓制性。壓制后燒結(jié)前，潤滑劑用加熱方法(如如硬脂酸鋅在硬脂酸鋅在375-425的熱空氣中的熱空氣中)排除。排除。 混合粉的特性常用混勻度表示?；靹蚨仍酱螅硎净旌显骄鶆?；混合粉的特性常用混勻度表示?；靹蚨仍酱螅硎净旌显骄鶆?；也就越有利于制品的性能要求。也就越有利于制品的性能要求。第四章粉末冶金解析 三、壓制成形三、壓制成形 粉末的壓制成形是主要且基本的工序。粉末的壓制成形是主要且基本的工序。 包括稱粉、裝粉、壓制、保壓及脫模等。包括稱粉、裝粉、壓制、保壓及脫模等。 壓制成形的方法有很多，如鋼模壓制、流體壓制成形的方法有很多，如鋼模壓制、流體等靜壓制、三向壓

22、制、粉末鍛造、擠壓、振等靜壓制、三向壓制、粉末鍛造、擠壓、振動(dòng)壓制、高能率成形等。常用的有：動(dòng)壓制、高能率成形等。常用的有： 模壓示意圖模壓示意圖(1)鋼模壓制鋼模壓制 指在常溫下，用機(jī)械式壓力機(jī)或液壓機(jī)，以一定的指在常溫下，用機(jī)械式壓力機(jī)或液壓機(jī)，以一定的比壓比壓(壓力壓力150-160MPa)將鋼模內(nèi)的松裝粉末成形為壓坯的方法。將鋼模內(nèi)的松裝粉末成形為壓坯的方法。(2)流體等靜壓制流體等靜壓制 利用高壓流體利用高壓流體(液體或氣體液體或氣體)同時(shí)從各個(gè)方向?qū)Ψ弁瑫r(shí)從各個(gè)方向?qū)Ψ勰┎牧鲜┘訅毫Χ尚蔚姆椒?。末材料施加壓力而成形的方法?3)三向壓制三向壓制 綜合單向鋼模壓制與等靜壓制的特點(diǎn)，

23、得到的壓坯綜合單向鋼模壓制與等靜壓制的特點(diǎn)，得到的壓坯密度和強(qiáng)度超過用其他成形方法得到的壓坯，適用于成形形狀規(guī)密度和強(qiáng)度超過用其他成形方法得到的壓坯，適用于成形形狀規(guī)則的零件，如圓柱形、正方形、長方形、套筒等。則的零件，如圓柱形、正方形、長方形、套筒等。 利用擠壓與軋制直接從粉末狀態(tài)生產(chǎn)擠壓制品或軋制產(chǎn)品，如桿利用擠壓與軋制直接從粉末狀態(tài)生產(chǎn)擠壓制品或軋制產(chǎn)品，如桿件、棒料、薄板、構(gòu)件等。件、棒料、薄板、構(gòu)件等。第四章粉末冶金解析 四、燒結(jié)四、燒結(jié)燒結(jié)是通過高溫加熱發(fā)生粉粒之間原子擴(kuò)散等過程，使壓坯中粉燒結(jié)是通過高溫加熱發(fā)生粉粒之間原子擴(kuò)散等過程，使壓坯中粉粒的接觸面結(jié)合起來，成為堅(jiān)實(shí)的整塊。

24、粒的接觸面結(jié)合起來，成為堅(jiān)實(shí)的整塊。 由于粉末冶金制品組成成分與配方的不同，燒結(jié)過程可是固相燒由于粉末冶金制品組成成分與配方的不同，燒結(jié)過程可是固相燒結(jié)或是液相燒結(jié)結(jié)或是液相燒結(jié)(如硬質(zhì)合金、金屬陶瓷等特殊產(chǎn)品的燒結(jié)如硬質(zhì)合金、金屬陶瓷等特殊產(chǎn)品的燒結(jié))。 固相燒結(jié)指粉粒在高溫下仍然保持固態(tài)，采用的燒結(jié)溫度為：固相燒結(jié)指粉粒在高溫下仍然保持固態(tài)，采用的燒結(jié)溫度為：熔點(diǎn)燒結(jié)）（T4332T液相燒結(jié)的燒結(jié)溫度超過了其中某種組成粉粒的熔點(diǎn)，高溫下出液相燒結(jié)的燒結(jié)溫度超過了其中某種組成粉粒的熔點(diǎn)，高溫下出現(xiàn)固、液相共存狀態(tài)，燒結(jié)體將更為致密堅(jiān)實(shí)，進(jìn)一步保證了燒現(xiàn)固、液相共存狀態(tài)，燒結(jié)體將更為致密堅(jiān)實(shí)，

25、進(jìn)一步保證了燒結(jié)體品質(zhì)。結(jié)體品質(zhì)。當(dāng)出現(xiàn)液相燒結(jié)時(shí)，若液相相對量較大，則往往采用下限燒結(jié)溫當(dāng)出現(xiàn)液相燒結(jié)時(shí)，若液相相對量較大，則往往采用下限燒結(jié)溫度、延長保溫時(shí)間以防燒結(jié)時(shí)液相從表面滲出。度、延長保溫時(shí)間以防燒結(jié)時(shí)液相從表面滲出。第四章粉末冶金解析 五、燒結(jié)后的其他處理或加工五、燒結(jié)后的其他處理或加工 要求較高粉末冶金制品，燒結(jié)后還需要進(jìn)行其他處理與加工。要求較高粉末冶金制品，燒結(jié)后還需要進(jìn)行其他處理與加工。 (1)滲透滲透(又叫熔滲又叫熔滲) 把低熔點(diǎn)金屬或合金滲入到多孔燒結(jié)制品的把低熔點(diǎn)金屬或合金滲入到多孔燒結(jié)制品的孔隙中去的方法稱為熔滲。滲透法獲得的制品密度高，組織均勻孔隙中去的方法稱為

26、熔滲。滲透法獲得的制品密度高，組織均勻細(xì)致，制品的強(qiáng)度一般、塑性與抗沖擊能力都有較大幅度增加，細(xì)致，制品的強(qiáng)度一般、塑性與抗沖擊能力都有較大幅度增加，但此過程費(fèi)用較貴，過程時(shí)間長。但此過程費(fèi)用較貴，過程時(shí)間長。 (2)復(fù)壓復(fù)壓 將燒結(jié)后的粉末壓制件再放到壓形模中壓一次，叫做復(fù)將燒結(jié)后的粉末壓制件再放到壓形模中壓一次，叫做復(fù)壓。復(fù)壓可起一定的校形作用。壓。復(fù)壓可起一定的校形作用。 (3)粉末金屬鍛造粉末金屬鍛造 先用粉末冶金法制成具有一定形狀和尺寸預(yù)成先用粉末冶金法制成具有一定形狀和尺寸預(yù)成形坯，然后將預(yù)成形坯加熱后置于鍛模中鍛成所需零件的方法。形坯，然后將預(yù)成形坯加熱后置于鍛模中鍛成所需零件的

27、方法。 (4)精壓精壓 對于某些制品，為了嚴(yán)格保證其尺寸精度，及進(jìn)一步提對于某些制品，為了嚴(yán)格保證其尺寸精度，及進(jìn)一步提高密度，常在燒結(jié)后進(jìn)行鍛造或沖壓整形的工序。高密度，常在燒結(jié)后進(jìn)行鍛造或沖壓整形的工序。 (5)其他后續(xù)處理其他后續(xù)處理 粉末冶金制品有一些后續(xù)工序，如含油軸承的粉末冶金制品有一些后續(xù)工序，如含油軸承的浸油處理，以及機(jī)械加工、噴砂處理，有時(shí)還須進(jìn)行一些必要的浸油處理，以及機(jī)械加工、噴砂處理，有時(shí)還須進(jìn)行一些必要的熱處理等。熱處理等。第四章粉末冶金解析 根據(jù)技術(shù)要求，生產(chǎn)粉末金屬零件可選擇下述過程：根據(jù)技術(shù)要求，生產(chǎn)粉末金屬零件可選擇下述過程： 壓制壓制+燒結(jié)；燒結(jié)； 壓制壓制

28、+燒結(jié)燒結(jié)+復(fù)壓；復(fù)壓； 壓制壓制+預(yù)燒結(jié)預(yù)燒結(jié)+精壓精壓+燒結(jié)；燒結(jié)； 壓制壓制+預(yù)燒結(jié)預(yù)燒結(jié)+精壓精壓+燒結(jié)燒結(jié)+復(fù)壓。復(fù)壓。 通常情況下：通常情況下： 類過程的應(yīng)用約占類過程的應(yīng)用約占80； 類過程的應(yīng)用也不少。類過程的應(yīng)用也不少。 較復(fù)雜的較復(fù)雜的類和類和類過程僅用于某些特殊零件。類過程僅用于某些特殊零件。 近年來，由于可壓實(shí)性粉末材料及高耐磨模具材料的開發(fā)，經(jīng)一近年來，由于可壓實(shí)性粉末材料及高耐磨模具材料的開發(fā)，經(jīng)一次壓制就可獲得較高強(qiáng)度零件。次壓制就可獲得較高強(qiáng)度零件。第四章粉末冶金解析4.2 粉末冶金產(chǎn)品及應(yīng)用粉末冶金產(chǎn)品及應(yīng)用 現(xiàn)代汽車、飛機(jī)、工程機(jī)械、儀器儀表、航空航天、軍工

29、、核能、現(xiàn)代汽車、飛機(jī)、工程機(jī)械、儀器儀表、航空航天、軍工、核能、計(jì)算機(jī)等工業(yè)中，需要許多具有特殊性能的材料或在特殊工作條計(jì)算機(jī)等工業(yè)中，需要許多具有特殊性能的材料或在特殊工作條件下的零部件，粉末冶金在很大程度上促進(jìn)解決這些與科技發(fā)展件下的零部件，粉末冶金在很大程度上促進(jìn)解決這些與科技發(fā)展密切相關(guān)的任務(wù)。密切相關(guān)的任務(wù)。 一、粉末冶金機(jī)械結(jié)構(gòu)零件一、粉末冶金機(jī)械結(jié)構(gòu)零件 粉末冶金機(jī)械結(jié)構(gòu)零件又稱燒結(jié)結(jié)構(gòu)件，這類制品在粉末冶金工粉末冶金機(jī)械結(jié)構(gòu)零件又稱燒結(jié)結(jié)構(gòu)件，這類制品在粉末冶金工業(yè)中產(chǎn)量最大、應(yīng)用面最廣。業(yè)中產(chǎn)量最大、應(yīng)用面最廣。 汽車工業(yè)中廣泛采用粉末冶金制造零件。燒結(jié)結(jié)構(gòu)件總產(chǎn)量的汽車工

30、業(yè)中廣泛采用粉末冶金制造零件。燒結(jié)結(jié)構(gòu)件總產(chǎn)量的6070，如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、轉(zhuǎn)向器、起動(dòng)馬達(dá)、減震器、車，如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、轉(zhuǎn)向器、起動(dòng)馬達(dá)、減震器、車門鎖等。此外，摩托車上也有許多燒結(jié)零件。門鎖等。此外，摩托車上也有許多燒結(jié)零件。 電動(dòng)工具、辦公機(jī)械、縫紉機(jī)、自行車、家用電器、液壓元件、電動(dòng)工具、辦公機(jī)械、縫紉機(jī)、自行車、家用電器、液壓元件、紡織機(jī)械、機(jī)床、船舶等行業(yè)也廣泛采用燒結(jié)零件。紡織機(jī)械、機(jī)床、船舶等行業(yè)也廣泛采用燒結(jié)零件。第四章粉末冶金解析 二、粉末冶金軸承材料二、粉末冶金軸承材料 多孔含油軸承材料多孔含油軸承材料 利用粉末冶金材料制作的多孔性浸滲潤滑油利用粉末冶金材料制作的多孔性

31、浸滲潤滑油的減磨材料，用作軸承、襯套等。常用的有鐵的減磨材料，用作軸承、襯套等。常用的有鐵-石墨和青銅石墨和青銅-石墨石墨含油軸承材料。含油軸承材料。 含油軸承工作時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使?jié)櫥团蛎洀暮辖鹂紫吨袎汉洼S承工作時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使?jié)櫥团蛎洀暮辖鹂紫吨袎旱焦ぷ鞅砻?，起到潤滑作用。運(yùn)轉(zhuǎn)停止后，軸承冷卻，表面上潤到工作表面，起到潤滑作用。運(yùn)轉(zhuǎn)停止后，軸承冷卻，表面上潤滑油由于毛細(xì)管現(xiàn)象的作用，大部分被吸回孔隙，少部分仍留在滑油由于毛細(xì)管現(xiàn)象的作用，大部分被吸回孔隙，少部分仍留在摩擦表面，使軸承再運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)避免發(fā)生干摩擦。摩擦表面，使軸承再運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)避免發(fā)生干摩擦。 三、多孔性材料及摩擦材料三、多

32、孔性材料及摩擦材料 (1)多孔性材料多孔性材料 粉末冶金多孔性材料制品有過濾器、熱交換器、粉末冶金多孔性材料制品有過濾器、熱交換器、觸媒以及一些滅火裝置等。過濾器主要用來過濾燃料油、凈化空觸媒以及一些滅火裝置等。過濾器主要用來過濾燃料油、凈化空氣、以及化學(xué)工業(yè)上過濾液體與氣體等。氣、以及化學(xué)工業(yè)上過濾液體與氣體等。 (2)摩擦材料摩擦材料 摩擦材料用來制作剎車片、離合器片等，用于制動(dòng)摩擦材料用來制作剎車片、離合器片等，用于制動(dòng)與傳遞扭矩。因此對材料性能的要求是摩擦系數(shù)要大，耐磨性、與傳遞扭矩。因此對材料性能的要求是摩擦系數(shù)要大，耐磨性、耐熱性與熱傳導(dǎo)性要好。耐熱性與熱傳導(dǎo)性要好。第四章粉末冶金

33、解析 四、硬質(zhì)合金四、硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是將難熔金屬碳化物和金屬粘結(jié)劑硬質(zhì)合金是將難熔金屬碳化物和金屬粘結(jié)劑(鈷、鎳鈷、鎳)粉末混合，粉末混合，壓制成形，經(jīng)燒結(jié)而成的一類粉末壓制制品。金屬碳化物作為基壓制成形，經(jīng)燒結(jié)而成的一類粉末壓制制品。金屬碳化物作為基體，軟而韌的鈷或鎳起粘結(jié)作用。體，軟而韌的鈷或鎳起粘結(jié)作用。 1)鎢鈷類鎢鈷類(YG) 鎢鈷類硬質(zhì)合金有較好強(qiáng)度和韌度，適宜制作切鎢鈷類硬質(zhì)合金有較好強(qiáng)度和韌度，適宜制作切削脆性材料刀具。如切削鑄鐵、脆性有色合金等。削脆性材料刀具。如切削鑄鐵、脆性有色合金等。 2)鎢鈷鈦類鎢鈷鈦類(YT) 鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金含有比碳化鎢更硬的碳化鈦，鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金含有比碳化鎢更硬的碳化鈦，因而硬度高，熱硬性也較好，加工鋼材時(shí)刀具表面會(huì)形成一層氧因而硬度高，熱硬性也較好，加工鋼材時(shí)刀具表面會(huì)形成一層氧化鈦薄膜，使切屑不易粘附，故適宜制作切削高韌度鋼材的刀具?；伇∧?，使切屑不易粘附，故適宜制作切削高韌度鋼材的刀具。同樣含鈷量較高同樣含鈷量較高(如如YT5，含鈷，含鈷9)的牌號用作粗加工。的牌號用作粗加工。 3)鎢鉭類鎢鉭類(YW) 組成為碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭組成為碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭(TaC)和鈷?？购外?。抗彎強(qiáng)度高。主要有彎強(qiáng)度高。主要有YW1(84%WC、6%TiC、4%TaC、6%Co)