第十七章 粉末冶金成型工藝.ppt

1、第十七章粉末冶金成型工藝,第一節(jié)粉末冶金成形工藝過程,一、粉末材料的制取 粉末是粉末冶金成形工藝最基本的原料，其性能及其制造過程與粉末冶金制品的性能密切相關(guān)。粉末愈細，其比表面積愈大，則其表面能就愈大，燒結(jié)后制品的密度和力學(xué)性能也愈高，同時，成本也愈高。用于粉末冶金成形工藝的粉末材料可以是純金屬、非金屬或化合物。,1、粉末的制造方法 （1）還原法 還原法是用多種方法還原金屬化合物的一種應(yīng)用十分廣泛的方法。一般是金屬氧化物或礦石在高溫下與還原劑反應(yīng)以制造金屬粉末，其中生產(chǎn)量最大的是鐵粉。,（2）霧化法 霧化法是利用特別設(shè)計的噴嘴噴出的氣流或水流的能量、粉碎經(jīng)坩鍋漏嘴流出的金屬熔液流的一種方法。該

2、方法生產(chǎn)效率高、成本較低和易于制得高純度粉末。,（3）電解法 鐵、鎳、鉻、銅、鋅等的粉末都可用電解法制造。粉末冶金成形用的粉末主要是鐵粉和銅粉。電解粉末純度高，顆粒呈樹枝狀或針狀，其壓制性和燒結(jié)性都很好，但生產(chǎn)率低，成本高。電解鐵粉價格高，僅用于純度要求高的場合，或用來制造高密度零件。,（4）機械粉碎法 固態(tài)金屬的機械粉碎法既是一種獨立的制粉方法，又常作為某些制粉方法不可缺少的補充工序，因此，機械粉碎法在粉末生產(chǎn)中占有重要的地位。,2、粉末的性能 3、粉末的預(yù)處理 4、粉末的混合,二、粉末成形 將處理過的粉末經(jīng)過成形工序，得到的具有既定形狀與強度的粉末體，叫做壓坯。粉末成形可以用普通模壓法或用

3、特殊成形法。普通模壓法是將金屬粉末或混合粉末裝在壓模內(nèi)，通過壓力機使其成形。特殊成形法是指各種非模壓成形法。應(yīng)用最廣的是普通模壓法成形。,1、普通模壓法 模壓法成形是指粉料在常溫下在封閉的鋼模中。按規(guī)定的壓力（一般為150600MPa），在普通機械式壓力機或自動液壓機上將粉末制成壓坯的方法。,成形過程通常分為以下步驟,（1）定量裝粉 定量裝粉的方法分為質(zhì)量法和容積法兩種。,（2）壓制 壓制是按一定的壓力，將裝在型腔中的粉料，集聚成達到一定密度、形狀和尺寸要求的壓坯工序。在封閉鋼模中冷壓成形時，最基本的壓制方式有三種，如圖173所示。,（3）壓制過程大體上有4步 壓制壓力達到規(guī)定值后應(yīng)予保壓，可

4、以提高壓坯的密度，但較長時間保壓將降低生產(chǎn)率。,（4）脫模,2.特殊成形法 粉末成形的傳統(tǒng)方法是鋼壓模成形。但壓力機的能力和壓模的設(shè)計水平是影響壓坯尺寸和形狀的重要因素。所以傳統(tǒng)的粉末冶金件的尺寸、質(zhì)量較小，形狀也較簡單。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對粉末冶金材料的性能以及制品的形狀和尺寸都提出了更高的要求。研究出了各種非鋼模成形方法。這些成形方法和陶瓷成形工藝大致相似，可分為等靜壓成形、金屬粉末軋制成形、粉漿澆注成形、連續(xù)成形、無壓成形、注射成形、高能成形等，統(tǒng)稱為特殊成形法。,三、燒結(jié) 在低于基體金屬熔點下對金屬粉末的壓坯進行加熱，粉末顆粒之間原子擴散、固溶、化合和熔接，致使壓坯收縮并強化的

5、過程，叫做燒結(jié)。 制粉、成形、燒結(jié)是粉末冶金最基本的、同樣重要的三道工序，缺一不成為粉末冶金。 影響燒結(jié)的因素有加熱速度、燒結(jié)溫度、燒結(jié)時間、冷卻速度和燒結(jié)氣氛。,網(wǎng)帶傳送式燒結(jié)爐,1.浸漬 2.表面冷擠壓 3.切削加工及熱處理,四、后處理,第二節(jié)粉末冶金成形的應(yīng)用,一、機械零件常用的粉末冶金材料,1.粉末冶金減摩材料 最常用的粉末冶金減摩材料是含油軸承材料，常用制造滑動軸承。,2.粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)材料 粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)材料是以碳鋼粉末或合金鋼粉末為主要原料。這類材料制造結(jié)構(gòu)制品的優(yōu)點是：制品精度較高，不需或只需少量的切削加工；制品還可以通過熱處理強化；制品孔隙可浸漬潤滑油，從而改善性能等。如

6、轉(zhuǎn)子泵的見外轉(zhuǎn)子，齒輪等。,3.粉末冶金摩擦材料 摩擦材料廣泛用于制動器與離合器中的摩擦片。對摩擦材料性能要求是：較大的摩擦系數(shù)，較好的耐磨性，足夠的強度，良好的磨合性、抗咬合性。 粉末冶金摩擦材料通常由強度高、導(dǎo)熱性好、熔點高的金屬組元（如鐵、銅）作為基體，并加入能提高摩擦系數(shù)的摩擦組元（Al2O3、SiO2如及石棉）以及能抗咬合、提高減摩性的潤滑組元（如鉛、錫、石墨、MoS2）。因此，它能較好地滿足摩擦材料性能的要求。,二、常用的其它粉末冶金材料 硬質(zhì)合金刃具、模具、量具常用碳化鎢與鈷粉末制成，金屬陶瓷刃具常用氧化鋁、氮化硼。氮化硅等與合金粉末制成，金剛石工具常用人造金剛石與合金粉末制成等，其中硬質(zhì)合金應(yīng)用最廣泛。