粉末冶金及模具设计cgud.docx

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1、毕业设计计（论文文）题目目:粉末冶冶金及模模具设计计专业业:数控应用用技术班级级:044421学号号:23姓名名:麦惠丰丰指导老师师:李华志志成都电子子机械高高等专科科学校二七七年六月月摘 要本文主要要围绕粉粉末冶金金及模具设设计开展展了以下下几方面面的研究究1、在粉粉末冶金金技术的的特点及及其在新新材料中中的作用用进行研研究，重重点介绍绍了粉末末冶金在在工业中中的重要要性及其其压制步步骤。2、在粉粉末冶金金工艺中中，根据据产品的的要求选选择金属属粉末或或非金属属粉末为为原材料料来压制制。3、在粉粉末冶金金模具设设计原理理方面，本本文重点点围绕精精整模具具设计进进行研究究，归纳纳、总结结并提出

2、出了精整整模具三三个关键键零部件件(芯棒棒、模冲冲、阴模模)。关键词：粉末冶冶金粉末末冶金模模具精整整AbsttracctThiss teext wass maain cirrcummambbiennce powwderr meetalllurrgy andd mooldiing toool ddesiign to opeen aan eexhiibittionn thhe ffolllowiing sevveraal aaspeect of ressearrch1, ccarrry oon rreseearcch iin tthe neww fuuncttionn wiithiin mmat

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6、olTThe Jinng iis wwholle目录录摘要2关键词：粉末冶冶金粉末冶冶金模具具精精整2Absttracct3目录录4第章绪绪论61.1 粉末冶冶金工艺艺及制品品简介6612粉粉末冶金金技术的的作用和和发展661.2.1 新新材料技技术的发发展趋势势和特点点71.2.2 新新材料技技术前沿沿研究领领域81.2.3 粉末冶冶金技术术的特点点及其在在新材料料研究中中的作用用91.2.4 粉粉末冶金金学科优优先发展展方向991.3 粉末冶冶金模具具技术概概况1001.3.1主要要内容111第二章 粉末末冶金基基础知识识122.1 粉末的的化学成成分及性性能1222.1.1粉末末的化学学

7、成分1122.1.2粉末末的物理理性能1122.1.3粉末末的工艺艺性能1122.2 粉末冶冶金的机机理1332.2.1压制制的机理理132.2.2等静静压制1132.2.3粉末末轧制1142.2.4粉浆浆浇注1142.2.5挤压压成形1142.2.6松装装烧结成成形1442.2.7烧结结的机理理152.3粉粉末冶金金工艺1152.3.1粉粉末制备备152.3.2粉末末的预处处理1552.3.4成形形162.4烧烧结1772.4.1烧结结的方法法172.4.2影响响粉末制制品烧结结质量的的因素1172.5后后处理1182.5.1复压压182.5.2浸渍渍182.5.3热处处理1882.5.4表

8、面面处理1192.6粉粉末冶金金零件结结构的工工艺性1192.7粉粉末冶金金材料1192.7.1硬质质合金2202.7.2粉末末高速钢钢212.7.3铁和和铁合金金的粉末末冶金2212.7.4摩擦擦材料和和减摩材材料222第三章粉粉末冶金金模具设设计原理理243.1粉粉末冶金金概述2243.1.1粉末末冶金及及其制品品243.1.2粉末末冶金的的生产流流程2553.2粉粉末冶金金模具设设计2553.2.1形状状和精整整方式分分类2553.2.2精整整余量设设计与精精整压力力计算2273.2.3精整整模具零零件结构构设计3313.2.4精整整模具主主要零件件设计和和尺寸计计算3223.2.5精整

9、整模架338第四章总总结400致谢谢41参考文献献42第章 绪 论1.1 粉末冶冶金工艺艺及制品品简介粉末冶金金是制取取金属粉粉末并通通过成形形和烧结结等工艺艺将金属属粉末或或与非金金属粉末末的混合合物制成成制品的的加工方方法，既既可制取取用普通通熔炼方方法难以以制取的的特殊材材料，又又可制造造各种精精密的机机械零件件，省工工省料。但但其模具具和金属属粉末成成本较高高，批量量小或制制品尺寸寸过大时时不宜采采用。粉粉末冶金金材料和和工艺与与传统材材料工艺艺相比，具具有以下下特点：1粉末末冶金工工艺是在在低于基基体金属属的熔点点下进行行的，因因此可以以获得熔熔点、密密度相差差悬殊的的多种金金属、金

10、金属与陶陶瓷、金金属与塑塑料等多多相不均均质的特特殊功能能复合材材料和制制品。2提高高材料性性能。用用特殊方方法制取取的细小小金属或或合金粉粉末，凝凝固速度度极快、晶晶粒细小小均匀，保保证了材材料的组组织均匀匀，性能能稳定，以以及良好好的冷、热热加工性性能，且且粉末颗颗粒不受受合金元元素和含含量的限限制，可可提高强强化相含含量，从从而发展展新的材材料体系系。3利用用各种成成形工艺艺，可以以将粉末末原料直直接成形形为少余余量、无无余量的的毛坯或或净形零零件，大大量减少少机加工工量。提提高材料料利用率率，降低低成本。粉末冶金金的品种种繁多，主主要有：钨等难难熔金属属及合金金制品；用Coo、Nii等

11、作粘粘结剂的的碳化钨钨（WCC）、碳碳化钛（TTiC）、碳碳化钽（TTaC）等等硬质合合金，用用于制造造切削刀刀具和耐耐磨刀具具中的钻钻头、车车刀、铣铣刀，还还可制造造模具等等；Cuu合金、不不锈钢及及Ni等等多孔材材料，用用于制造造烧结含含油轴承承、烧结结金属过过滤器及及纺织环环等。随随着粉末末冶金生生产技术术的发展展，粉末末冶金及及其制品品将在更更加广泛泛的应用用。12粉粉末冶金金技术的的作用和和发展材料是人人类用以以制成用用于生活活和生产产的物品品、器件件、构件件、机器器及其它它产品的的物质，是是人类赖赖以生存存和发展展的物质质基础。所所谓新材材料，指指的是那那些新出出现或正正在发展展中

12、的具具有传统统材料所所具备的的优异性性能的材材料。从从人类科科技发展展史中可可以看到到，近代代世界已已经历了了两次工工业革命命都是以以新材料料的发现现和应用用为先导导的。钢钢铁工业业的发展展，为118世纪纪以蒸汽汽机的发发明和应应用为代代表的第第一次世世界革命命奠定了了物质基基础。本本世纪中中叶以来来，以电电子技术术，特别别是微电电子技术术的发明明和应用用为代表表的第二二次世界界革命，硅硅单晶材材料则起起着先导导和核心心作用，加加之随后后的激光光材料和和光导纤纤维的问问世，使使人类社社会进入入了“信信息时代代”，因因此，可可以预料料，谁掌掌握了新新材料，谁谁就掌握握了211世纪高高新技术术竞争

13、的的主动权权！ 1.2.1新材材料技术术的发展展趋势和和特点纵观国际际新材料料研究发发展的现现状，西西方主要要工业发发达国家家正集中中人力、物物力，寻寻求突破破，美国国、欧共共体、日日本和韩韩国等在在他们的的最新国国家科技技计划中中，都把把新材料料及其制制备技术术列为国国家关键键技术之之一加以以重点支支持，非非常强调调新材料料对发展展国民经经济、保保卫国家家安全、增增进人民民健康和和提高人人民生活活质量等等方面的的突出作作用。 我国对新新材料及及其制备备技术历历来非常常重视，一一直作为为一个重重要的领领域被列列入我国国自19956年年以来的的历次国国家科技技发展规规划之中中。在我我国8663高

14、技技术中，新新技术材材料又是是七大重重点领域域之一。经经过400余年的的努力，已已在许多多方面取取得显著著进展，一一大批新新材料已已成功地地应用于于国防和和民用工工业领域域，有些些新材料料的研究究居国际际领先水水平，为为我国新新材料及及其制备备技术在在21世世纪初的的持续发发展奠定定了较好好的基础础。 新材料及及其制备备技术的的研究将将对世界界经济发发展产生生重大影影响，其其发展趋趋主要体体现在： （1）功功能材料料向多功功能化、集集成化、小小型化和和智能化化方向发发展； （2）结结构材料料向高性性能化、复复合化、功功能化和和低成本本化方向向发展； （3）薄薄膜和低低维材料料研帛发发展迅速速，

15、生物物医用材材料异军军突起；（4）新新材料制制品的精精加工技技术和近近净形成成形技术术受到高高度重视视； （5）材材料及其其制品与与生态环环境的协协调性倍倍受重视视，以满满足社会会可持续续发展的的要求； （6）材材料的制制备及评评价表征征技术日日受重视视，材料料制备与与评价表表征新技技术、新新装备不不断涌现现； （7）材材料在不不同层次次（微观观、介观观和宏观观）上的的设计发发展迅速速，已成成为发展展新材料料的重要要基础。 综上所述述，当今今新材料料及其制制备技术术的发展展趋势具具有以下下几个特特点：（1）新新材料技技术是现现代工业业和高技技术发展展中的共共性关键键技术，材材料科学学技术已已成

16、为当当代和下下世纪初初最重要要的、发发展最快快的科学学技术之之一。信信息、能能源、农农业和先先进制造造等技术术领域的的发展都都离不开开新材料料及其制制备技术术的发展展； （2）综综合利用用现代先先进科学学技术成成就，多多学科交交叉，知知识密集集，导臻臻新材料料及其制制备技术术的投资资强度大大、更新新换代快快，经济济效益和和社会效效益巨大大； （3）新新材料的的制备和和质量的的提高更更加依赖赖于新技技术、新新工艺的的发展和和精确的的检测控控制技术术的应用用。对制制备技术术的重视视与投入入直线上上升，极极大地加加速了基基础材料料的发展展和传统统产业的的改造。 （4）对对材料基基础性、先先导性的的认

17、识已已形成共共识。材材料的研研帛和发发展既要要与器件件的研帛帛密切配配合，又又要注意意到自身身的系统统性和超超前性，这这样才有有利于材材料实现现跨跃发发展。1.22.2新新材料技技术前沿沿研究领领域进入200世纪990年代代以来，材材料科学学技术的的发展异异常迅速速。材料料科学与与生命科科学、信信息科学学、认知知科学、环环境科学学等共同同构成了了当代科科学技术术的前沿沿。展望望21世世纪，基基于物理理、化学学、数学学等自然然科学与与电子、化工、冶金等工程技术最新成就的材料科学技术前沿主要如下：微电子材材料 主主要是大大真径（4400mmm）硅硅单晶及及片材技技术，大大直径（2200mmm）硅硅

18、片外延延技术，1150mmmGaaAs和和1000mmIInP晶晶片及其其以它们们为基的的IIIIV族族半导体体超晶格格、量子子阱异质质结构材材料制备备技术，GGeSii合金和和宽禁带带半导体体材料等等。 新型光子子材料 主要是是大直径径、高光光学质量量人工晶晶体制备备技术和和有机、无机新型非线性光学晶体探索，大功离半导体激光光纤模块及全固态（可调谐）激光技术，有机、无机超高亮度红、绿、兰之基色材料及应用技术，新型红外、兰、紫半导体激光材料以及新型光探测和光存储材料等。 稀土功能能材料 主要是是高纯稀稀土材料料的制备备技术，超超高磁能能稀土永永磁材料料大规模模生产先先进技术术，高性性能稀土土储

19、氢材材料及相相关技术术。 生物医用用材料 高可靠靠性植入入人体内内的生物物活性材材料合成成关键技技术，生生物相容容材料，如如组织器器字替代代材料，人人造血液液，人造造皮和透透析膜技技术，以以及生物物新材料料制品性性能、质质量的在在线监测测和评价价技术。 先进复复合材料料 主要要是复合合材料低低成本制制备技术术，复合合材料的的界面控控制与优优化技术术，不同同尺度不不同结构构异质材材料复合合新技术术。 新型金属属材料 主要是是交通运运输用轻轻质高强强材料，能能源动力力用高温温耐蚀材材料，新新型有序序金属间间化合物物的脆性性控制与与韧化技技术以及及高可靠靠性生产产制造技技术。 先进陶瓷瓷材料 主要是

20、是信息功功能陶瓷瓷的多功功能化及及系统集集成技术术，高性性能陶瓷瓷薄膜、异异质薄膜膜的制备备、集成成与微加加工技术术，结构构陶瓷及及其复合合材料的的补强、韧韧化技术术，先进进陶瓷的的低成本本、高可可靠性、批批量化制制备技术术。 高高温超导导材料 主要是是高温超超导体材材料（准准单晶和和织构材材料）批批量生产产技术，可可实用化化高温超超导薄膜膜及异质质结构薄薄膜制备备、集成成和微加加工技术术研究开开发等。 环境材料料 主要要是材料料的环境境协调性性评价技技术，材材料的延延寿、再再生与综综合利用用新技术术，降低低材料生生产资源源和能源源消耗新新技术。 纳米材料料及技术术 主要要是纳米米材料制制备与

21、应应用关键键技术，固固态量了了器件的的制备及及纳米加加工技术术。 智能材料料 主要要是智能能材料与与智能系系统的设设计、制制备及应应用技术术。 材料的制制备与评评价技术术 主要要是材料料精密制制备、近近净形成成形技术术与智能能加工技技术，材材料表面面改性技技术的低低成本化化途径与与批量生生产技术术，材料料微观结结构的模模型化技技术、智智能化控控制及动动实时监监测分析析技术，不不同层次次的设计计、性能能预测和和评价表表征新技技术。 1.2.3 粉末冶冶金技术术的特点点及其在在新材料料研究中中的作用用粉末冶金金是制取取金属或或用金属属粉末（或或金属粉粉末与非非金属粉粉末的混混合物）作作为原料料，经

22、过过成形和和烧结，制制造金属属材料、复复合以及及各种类类型制品品的工艺艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。 （1）粉粉末冶金金技术可可以最大大限度地地减少合合金成分分偏聚，消消除粗大大、不均均匀的铸铸造组织织。在制制备高性性能稀土土永磁材材料、稀稀土储氢氢材料、稀稀土发光光材料、稀稀土催化化剂、高高温超导导材料、新新型金属属材料（如如Al-Li合合金、耐耐热All合金、超超合金、粉粉末耐蚀蚀不锈钢钢、粉末末高速钢钢、金属属间化合合物高温温结构材材料等

23、）具具有重要要的作用用。（2）可可以制备备非晶、微微晶、准准晶、纳纳米晶和和超饱和和固溶体体等一系系列高性性能非平平衡材料料，这些些材料具具有优异异的电学学、磁学学、光学学和力学学性能。 （3）可可以容易易地实现现多种类类型的复复合，充充分发挥挥各组元元材料各各自的特特性，是是一种低低成本生生产高性性能金属属基和陶陶瓷复合合材料的的工艺技技术。 （4）可可以生产产普通熔熔炼法无无法生产产的具有有特殊结结构和性性能的材材料和制制品，如如新型多多孔生物物材料，多多孔分离离膜材料料、高性性能结构构陶瓷和和功能陶陶瓷材料料等。 （5）可可以实现现净近形形成形和和自动化化批量生生产，从从而，可可以有效效

24、地降低低生产的的资源和和能源消消耗。 （6）可可以充分分利用矿矿石、尾尾矿、炼炼钢污泥泥、轧钢钢铁鳞、回回收废旧旧金属作作原料，是是一种可可有效进进行材料料再生和和综合利利用的新新技术。1.2.4粉末冶冶金学科科优先发发展方向向（1）发发展粉末末制取新新技术、新新工艺及及其过程程理论。重重点是超超细粉末末和纳米米粉的制制备技术术，快速速冷凝制制备非晶晶、准晶晶和微晶晶粉末技技术，机机械合金金化技术术，自蔓蔓延高温温合成技技术，粉粉末粒度度、结构构、形貌貌、成分分控制技技术。总总的趋势势是向超超细、超超纯、粉粉末特性性可控方方向发展展。 （22）建立立以“净净近形成成形”技技术为中中心的各各种新

25、型型固结技技术及其其过程模模过程理理论，如如粉末注注射成形形、挤压压成形、喷喷射成形形、温压压成形、粉粉末锻造造等。 （3）建建立以“全全致密化化”为主主要目标标的新型型固结技技术及其其过程模模拟技术术。如热热等静压压、拟热热等静压压、烧结结热等等静压、微微波烧结结、高能能成形等等。 （4）粉粉末冶金金材料设设计、表表征和评评价新技技术。粉粉末冶金金材料的的孔隙特特性、界界面问题题及强韧韧化机理理的研究究。1.3粉粉末冶金金模具技技术概况况在现代科科学技术术发展史史中，粉粉末冶金金技术的的发展具具有十分分重要的的作用。粉粉末冶金金已经被被公认是是一门制制造各种种机械零零件的重重要而经经济的成成

26、形技术术，它具具有获得得最终尺尺寸和形形状的零零件，不不需要或或仅需要要很少机机械加工工的特性性。粉末末冶金零零件是粉粉末冶金金工业的的主导产产品，是是重要的的机械基基础件。作作为一种种高效、优优质、精精密、低低耗、节节能制造造机械零零件的先先进技术术，粉末末冶金适适合于大大批量生生产各种种机械零零件，特特别是用用一般方方法难以以加工的的形状复复杂的零零件，因因而具有有极大的的竞争力力。随着着经济全全球化和和科学技技术的迅迅猛发展展，粉末末冶金(Powwderr Meetalllurrgy，简简称P/M)技技术也得得到了前前所未有有的发展展，我国国粉末冶冶金行业业己发展展成为一一个具有有相当生

27、生产规模模的新兴兴行业。“八五”以来，我国粉末冶金制品的总产值己增长了3倍多，产量增长也超过2倍。1998年粉末冶金行业38家骨干企业共完成粉末冶金零件产量24463t，工业总产值80 987 .8万元，产品销售收入66983 .9万元，利润总额1 607.2万元，基本上满足了国家重点产品在汽车、摩托车、农机、家电等行业的配套需求，在国民经济中的地位和作用有了较大的提高。模具工业业是国民民经济的的基础产产业，模模具工业业的发展展水平标标志着一一个国家家的工业业水平和和产品的的开发能能力。无无论是在在汽车工工业中新新车型的的开发与与批量生生产，还还是机电电及家电电和轻工工业产品品等都与与模具制制

28、造技术术业息息息相关。对对于粉末末冶金行行业也毫毫不例外外，模具具是发展展粉末冶冶金机械械零件的的关键之之一，制制品的尺尺寸精度度与成形形或精整整模具尺尺寸精度度密切相相关，特特别是异异形复杂杂、几何何尺寸精精度高的的零件，其其精度主主要靠模模具保证证。成形形或精整整模具精精度依赖赖于模具具的加工工精度和和设计参参数选用用的准确确性，大大批量生生产时还还与模具具的耐磨磨性有关关。就目目前有限限的资料料来分析析，在PP/M模模具工艺艺技术方方面，国国内外先先进水平平的P/M模具具技术发发展到今今天，己己可做出出精度达达IT66级，使使用寿命命长达110万件件/套以以上的高高品质模模具。PP/M模

29、模具今后后的研究究方向仍仍然是在在模具材材料、加加工精度度、模具具寿命、模模具CAAD/CCAM/CAEE、快速速响应制制造技术术等方面面，以期期对粉末末冶金产产品的快快速开发发与生产产以及快快速响应应市场需需求，并并提高产产品品质质和降低低生产成成本。1.3.1主要要内容研究粉末末冶金工工艺特点点:其主主要包括括采用怎怎样的粉粉末冶金金压制和和精整的的分类方方法；研讨并并精确选选择成型型压力和和精整压压力的计计算公式式；压坯密密度分布布研究和和精整余余量设计计等。研究粉末末冶金模模具结构构和工艺艺特点：其主要要包括压压模和精精整模结结构设计计；模架的的形式与与归类并并建立相相应的数数据库文文

30、件：模具主主要零件件的尺寸寸计算和和材料的的选择并并建立相相应基于于特征造造型和参参数化造造型的数数据库文文件。第二章 粉末末冶金基基础知识识2.1 粉末的的化学成成分及性性能尺寸小于于1mmm的离散散颗粒的的集合体体通常称称为粉末末，其计计量单位位一般是是以微米米（mm）或纳纳米（nnm）。2.1.1粉末末的化学学成分常用的金金属粉末末有铁、铜铜、铝等等及其合合金的粉粉末，要要求其杂杂质和气气体含量量不超过过1%2%，否否则会影影响制品品的质量量。2.1.2粉末末的物理理性能粒度度及粒度度分布粉料中能能分开并并独立存存在的最最小实体体为单颗颗粒。实实际的粉粉末往往往是团聚聚了的颗颗粒，即即二

31、次颗颗粒。图图7.11.1描描绘了由由若干一一次颗粒粒聚集成成二次颗颗粒的情情形。实实际的粉粉末颗粒粒体中不不同尺寸寸所占的的百分比比即为粒粒度分布布。颗粒粒形状即粉末颗颗粒的外外观几何何形状。常常见的有有球状、柱柱状、针针状、板板状和片片状等，可可以通过过显微镜镜的观察察确定。比表表面积即单位质质量粉末末的总表表面积，可可通过实实际测定定。比表表面积大大小影响响着粉末末的表面面能、表表面吸附附及凝聚聚等表面面特性。2.1.3粉末末的工艺艺性能粉末的的工艺性性能包括括流动性性、填充充特性、压压缩性及及成形性性等。填充充特性指在没有有外界条条件下，粉粉末自由由堆积时时的松紧紧程度。常常以松装装密

32、度或或堆积密密度表示示。粉末末的填充充特性与与颗粒的的大小、形形状及表表面性质质有关。流动动性指粉末的的流动能能力，常常用500克粉末末从标准准漏斗流流出所需需的时间间表示。流流动性受受颗粒粘粘附作用用的影响响。压缩缩性表示粉末末在压制制过程中中被压紧紧的能力力，用规规定的单单位压力力下所达达到的压压坯密度度表示，在在标准模模具中,规定的的润滑条条件下测测定。影影响粉末末压缩性性的因素素有颗粒粒的塑性性或显微微硬度，塑塑性金属属粉末比比硬、脆脆材料的的压缩性性好；颗颗粒的形形状和结结构也影影响粉末末的压缩缩性。成形形性指指粉末压压制后，压压坯保持持既定形形状的能能力，用用粉末能能够成形形的最小

33、小单位压压制压力力表示，或或用压坯坯的强度度来衡量量。成形形性受颗颗粒形状状和结构构的影响响。2.2 粉末冶冶金的机机理2.2.1压制制的机理理压制制就是在在外力作作用下，将将模具或或其它容容器中的的粉末紧紧密压实实成预定定形状和和尺寸压压坯的工工艺过程程。粉末末装入阴阴模,通通过上下下模冲对对其施压压。在压压缩过程程中，随随着粉末末的移动动和变形形，较大大的空隙隙被填充充，颗粒粒表面的的氧化膜膜破碎，颗颗粒间接接触面积积增大，使使原子间间产生吸吸引力且且颗粒间间的机械械楔合作作用增强强，从而而形成具具有一定定密度和和强度的的压坯。2.2.2等静静压制压力直接接作用在在粉末体体或弹性性模套上上

34、，使粉粉末体在在同一时时间内各各个方向向上均衡衡受压而而获得密密度分布布均匀和和强度较较高的压压坯的过过程。按按其特性性分为冷冷等静压压制和热热等静压压制两大大类。冷等等静压制制即在室温温下等静静压制，液液体为压压力传递递媒介。将将粉末体体装入弹弹性模具具内，置置于钢体体密封容容器内，用用高压泵泵将液体体压入容容器，利利用液体体均匀传传递压力力的特性性，使弹弹性模具具内的粉粉末体均均匀受压压。因此此，冷等等静压制制压坯密密度高，较较均匀，力力学性能能较好，尺尺寸大且且形状复复杂，已已用于棒棒材、管管材和大大型制品品的生产产。热等等静压制制把粉末压压坯或装装入特制制容器内内的粉末末体置入入热等静

35、静压机高高压容器器中，施施以高温温和高压压，使这这些粉末末体被压压制和烧烧结成致致密的零零件或材材料的过过程。在在高温下下的等静静压制，可可以激活活扩散和和蠕变现现象的发发生，促促进粉末末的原子子扩散和和再结晶晶及以极极缓慢的的速率进进行塑性性变形，气气体为压压力传递递媒介。粉粉末体在在等静压压高压容容器内同同一时间间经受高高温和高高压的联联合作用用，强化化了压制制与烧结结过程，制制品的压压制压力力和烧结结温度均均低于冷冷等静压压制，制制品的致致密度和和强度高高，且均均匀一致致，晶粒粒细小，力力学性能能高，消消除了材材料内部部颗粒间间的缺陷陷和孔隙隙，形状状和尺寸寸不受限限制。但但热等静静压机

36、价价格高，投投资大。热热等静压压制已用用于粉末末高速钢钢、难熔熔金属、高高温合金金和金属属陶瓷等等制品的的生产。2.2.3粉末末轧制将粉末末通过漏漏斗喂入入一对旋旋转轧辊辊之间使使其压实实成连续续带坯的的方法。将将金属粉粉末通过过一个特特制的漏漏斗喂入入转动的的轧辊缝缝中，可可轧出具具有一定定厚度、长长度连续续、强度度适宜的的板带坯坯料。这这些坯体体经预烧烧结、烧烧结，再再轧制加加工及热热处理等等工序，就就可制成成具有一一定孔隙隙度的、致致密的粉粉末冶金金板带材材。粉末末轧制制制品的密密度比较较高，制制品的长长度原则则上不受受限制，轧轧制制品品的厚度度和宽度度会受到到轧辊的的限制；成材率率高为

37、880%90%，熔铸铸轧制的的仅为660%或或更低。粉粉末轧制制适用于于生产多多孔材料料、摩擦擦材料、复复合材料料和硬质质合金等等的板材材及带材材。2.2.4粉浆浆浇注是金属属粉末在在不施加加外力的的情况下下成形的的，即将将粉末加加水或其其它液体体及悬浮浮剂调制制成粉浆浆，再注注入石膏膏模内，利利用石膏膏模吸取取水分使使之干燥燥后成形形。常用用的悬浮浮剂有聚聚乙烯醇醇、甘油油、藻肮肮酸钠等等，作用用是防止止成形颗颗粒聚集集，改善善润湿条条件。为为保证形形成稳定定的胶态态悬浮液液，颗粒粒尺寸不不大于55m10m，粉粉末在悬悬浮液中中的质量量含量为为40%700%。粉粉浆成形形工艺参参见本书书6.

38、22.2。2.22.5挤挤压成形形将置于挤挤压筒内内的粉末末、压坯坯或烧结结体通过过规定的的模孔压压出。按按照挤压压条件不不同，分分为冷挤挤压和热热挤压。冷冷挤压是是把金属属粉末与与一定量量的有机机粘结剂剂混合在在较低温温度下（40200）挤压成坯块；粉末热挤压是指金属粉末压坯或粉末装入包套内加热到较高温度下压挤，热挤压法能够制取形状复杂、性能优良的制品和材料。挤压成形设备简单，生产率高，可获得长度方向密度均匀的制品。挤压成形形能挤压压出壁很很薄直经经很小的的微形小小管，如如厚度仅仅0.001mmm，直径径1mmm的粉末末冶金制制品；可可挤压形形状复杂杂、物理理力学性性能优良良的致密密粉末材材

39、料，如如烧结铝铝合金及及高温合合金。挤挤压制品品的横向向密度均均匀，生生产连续续性高，因因此，多多用于截截面较简简单的条条、棒和和螺旋形形条、棒棒（如麻麻花钻等等）。2.22.6松松装烧结结成形粉末未经经压制而而直接进进行烧结结，如将将粉末装装入模具具中振实实，再连连同模具具一起入入炉烧结结成形，用用于多孔孔材料的的生产；或将粉粉末均匀匀松装于于芯板上上，再连连同芯板板一起入入炉烧结结成形，再再经复压压或轧制制达到所所需密度度，用于于制动摩摩擦片及及双金属属材料的的生产。将置于挤挤压筒内内的粉末末、压坯坯或烧结结体通过过规定的的模孔压压出。按按照挤压压条件不不同，分分为冷挤挤压和热热挤压。冷冷

40、挤压是是把金属属粉末与与一定量量的有机机粘结剂剂混合在在较低温温度下（40200）挤压成坯块；粉末热挤压是指金属粉末压坯或粉末装入包套内加热到较高温度下压挤，热挤压法能够制取形状复杂、性能优良的制品和材料。挤压成形设备简单，生产率高，可获得长度方向密度均匀的制品。22.2.7烧结结的机理理烧结结是粉末末或压坯坯在低于于其主要要组分熔熔点温度度以下的的热处理理过程，目目的是通通过颗粒粒间的冶冶金结合合以提高高其强度度。随着着温度升升高，粉粉末或压压坯中产产生一系系列的物物理、化化学变化化：水和和有机物物的蒸发发或挥发发、吸附附气体的的排除、应应力消除除以及粉粉末颗粒粒表面氧氧化物的的还原等等，接

41、着着粉末表表层原子子间的相相互扩散散和塑性性流动。随随着颗粒粒间接触触面的增增大，会会产生再再结晶和和晶粒长长大，有有时出现现固相的的熔化和和重结晶晶。以上上各过程程常常会会相互重重叠，相相互影响响，使烧烧结过程程变得十十分复杂杂。2.3粉粉末冶金金工艺2.3.1粉末末制备金属属粉末的的制备方方法分为为两大类类：机械械法和物物理化学学法。还还有新研研制的机机械合金金化法，汞汞齐法、蒸蒸发法、超超声粉碎碎法等超超微粉末末制造技技术。制制备方法法决定着着粉末的的颗粒大大小、形形状、松松装密度度、化学学成分、压压制性、烧烧结性等等。2.33.2粉粉末的预预处理粉末的预预处理包包括粉末末退火、分分级、

42、混混合、制制粒、加加润滑剂剂等。1.退退火粉末的的预先退退火可以以使氧化化物还原原，降低低碳和其其它杂质质的含量量，提高高粉末的的纯度；同时，还还能消除除粉末的的加工硬硬化、稳稳定粉末末的晶体体结构。退退火温度度根据金金属粉末末的种类类而不同同，通常常为金属属熔点的的0.550.6K。通通常，电电解铜粉粉的退火火温度约约为3000，电电解铁粉粉或电解解镍粉的的约为7700，不能能超过9900。退火火一般用用还原性性气氛，有有时也用用真空或或惰性气气氛。2.分级级将粉末末按粒度度大小分分成若干干级的过过程。分分级使配配料时易易于控制制粉末的的粒度和和粒度分分布，以以适应成成形工艺艺要求，常常用标

43、准准筛网筛筛分进行行分级。3.混合合指将两两种或两两种以上上不同成成分的粉粉末均匀匀化的过过程。混混合基本本上有两两种方法法：机械械法和化化学法，广广泛应用用的是机机械法，将将粉末或或混合料料机械的的掺和均均匀而不不发生化化学反应应。机械械法混料料又可分分为干混混和湿混混，铁基基等制品品生产中中广泛采采用干混混；制备备硬质合合金混合合料则常常使用湿湿混。湿湿混时常常用的液液体介质质为酒精精、汽油油、丙酮酮、水等等。化学学法混料料是将金金属或化化合物粉粉末与添添加金属属的盐溶溶液均匀匀混合；或者是是各组元元全部以以某种盐盐的溶液液形式混混合，然然后经沉沉淀、干干燥和还还原等处处理而得得到均匀匀分

44、布的的混合物物。常需加入入的添加加剂，用用于提高高压坯强强度或防防止粉末末成分偏偏析的增增塑剂（汽汽油、橡橡胶溶液液、石蜡蜡等），用用于减少少颗粒间间及压坯坯与模壁壁间摩擦擦的润滑滑剂（硬硬质酸锌锌、二硫硫化钼等等）。4.制粒粒将小颗粒粒的粉末末制成大大颗粒或或团粒的的工序，常常用来改改善粉末末的流动动性。常常用的制制粒设备备有振动动筛、滚滚筒制粒粒机、圆圆盘制粒粒机等。2.33.4成成形成形是将将粉末转转变成具具有所需需形状的的凝聚体体的过程程。常用用的成形形方法有有模压、轧轧制、挤挤压、等等静压、松松装烧结结成形、粉粉浆浇注注和爆炸炸成形等等。1.模压压即粉末料料在压模模内压制制。室温温压

45、制时时一般需需要约11吨/厘厘米2以以上的压压力，压压制压力力过大时时，影响响加压工工具；并并且有时时坯体发发生层状状裂纹、伤伤痕和缺缺陷等。压压制压力力的最大大限度为为1215吨吨厘米米2。超超过极限限强度后后，粉末末颗粒发发生粉碎碎性破坏坏。常用的模模压方法法有单向向压制、双双向压制制、浮动动模压制制等。单向向压制即固定阴阴模中的的粉末在在一个运运动模冲冲和一个个固定模模冲之间间进行压压制的方方法。单单向压制制模具简简单，操操作方便便，生产产效率高高，但压压制时受受摩擦力力的影响响，制品品密度不不均匀，适适宜压制制高度或或厚度较较小的制制品。双向向压制阴模中中粉末在在相向运运动的模模冲之间

46、间进行压压制的方方法。双双向压制制比较适适宜高度度或厚度度较大的的制品。双双向压制制压坯的的密度较较单向压压制均匀匀，但双双向同时时加压时时，压坯坯厚度的的中间部部分密度度较低。浮动动压制浮动阴模模中的粉粉末在一一个运动动模冲和和一个固固定模冲冲之间进进行压制制，阴模模由弹簧簧支承，处处于浮动动状态，开开始加压压时，由由于粉末末与阴模模壁间摩摩擦力小小于弹簧簧支承力力，只有有上模冲冲向下移移动；随随着压力力增大，当当二者的的摩擦力力大于弹弹簧支承承力时，阴阴模与上上模冲一一起下行行，与下下模冲间间产生相相对移动动，使单单向压制制转变为为压坯的的双向受受压，而而且压坯坯双向不不同时受受压，这这样

47、压坯坯的密度度更均匀匀。2.4烧烧结2.4.1烧结结的方法法不同的产产品、不不同的性性能烧结结方法不不一样。按原料料组成不不同分类类。可以以将烧结结分为单单元系烧烧结、多多元系固固相烧结结及多元元系液相相烧结。单单元系烧烧结是纯纯金属（如如难熔金金属和纯纯铁软磁磁材料）或或化合物物(All2O33、B44C、BBeO、MMoSii2等)熔点以以下的温温度进行行固相烧烧结。多多元系固固相烧结结是由两两种或两两种以上上的组元元构成的的烧结体体系，在在其中低低熔成分分的熔点点温度以以下进行行的固相相烧结。粉粉末烧结结合金多多属于这这一类。如如Cu-Ni、FFe-NNi、CCu-AAu、WW-Moo、Agg-Auu、FFe-CCu、WW-Ni