《粉末冶金》PPT课件.ppt

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1、粉 末 冶 金材料2 2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型工艺简介3 粉末冶金制品结构工艺性粉末冶金制品结构工艺性1 概概 述述 粉末冶金成型粉末冶金成型 1 1 概概 述述一、粉末冶金成型工艺一、粉末冶金成型工艺 是一门研究制造各种金属材料是一门研究制造各种金属材料粉粉末末和以粉末为原料通过和以粉末为原料通过成型成型、烧结烧结和和必要的必要的后续处理后续处理制取金属材料和制品制取金属材料和制品的科学技术。的科学技术。产品集束箭弹小箭集束箭弹小箭集束箭弹小箭集束箭弹小箭钨基合金箭头钨基合金箭头钨基合金箭头钨基合金箭头铁基合金尾翼铁基合金尾翼铁基合金尾翼铁基合金尾翼二 特 点1.具有优异的组织结

2、构和性能具有优异的组织结构和性能2.2.表现出显著的技术经济效益；表现出显著的技术经济效益；3.3.能能生生产产许许多多用用其其它它方方法法所所不不能能生生产产的的材料和制品（如：许多难熔材料）；材料和制品（如：许多难熔材料）；1 1 概概 述述粉粉末末冶冶金金成成型型4.是制造各种机器零件重要而又经济的成型技 术；（能够获得具有最终尺寸和形状的零件，实现了少无切削加工）5.5.普通粉末冶金制品的强度比相应锻件或铸普通粉末冶金制品的强度比相应锻件或铸件要低（件要低（20302030）%；（制品内部有孔隙）（制品内部有孔隙）二 特 点二 特 点6.6.成成型型过过程程中中粉粉末末的的流流动动性性

3、不不如如液液态态金金属属（对产品的结构形状有限制）（对产品的结构形状有限制）7.7.制品一般制品一般 10kg 10kg（因为成型应力高）（因为成型应力高）8.8.压模成本高，粉末成本高。压模成本高，粉末成本高。9.9.只是用于成批或大量生产只是用于成批或大量生产 1 1 概概 述述粉粉末末冶冶金金成成型型三、工艺过程1原料原料粉末制备粉末制备；2 2粉末物料在专用压模中粉末物料在专用压模中加压成型加压成型，得到，得到 一定形状和尺寸的压坯；一定形状和尺寸的压坯；3 3烧烧结结 压压坯坯在在低低于于基基体体金金属属熔熔点点的的温温度度下下加加热，使制品获得最终的物理机械性能。热，使制品获得最终

4、的物理机械性能。4.4.后处理后处理 1 1 概概 述述粉粉末末冶冶金金成成型型粉末冶金工艺图四、制品种类1难熔金属及其合金（钨、钛等）难熔金属及其合金（钨、钛等）2 2组组元元彼彼此此不不熔熔合合、熔熔点点十十分分悬悬殊殊的的烧烧结结合合金金(电触头电触头)3 3难熔金属及其碳化物的粉末制品（硬质合金）难熔金属及其碳化物的粉末制品（硬质合金）4 4金属与陶瓷材料的粉末制品（金属陶瓷）金属与陶瓷材料的粉末制品（金属陶瓷）5 5含油轴承和摩擦零件以及其它孔性制品含油轴承和摩擦零件以及其它孔性制品6.6.机械零件。机械零件。1 1 概概 述述粉粉末末冶冶金金成成型型五、应用板、带、棒、管、丝等各种

5、型材板、带、棒、管、丝等各种型材齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件重量仅百分之几克的小制品重量仅百分之几克的小制品近两吨重大型坯料（用热等静压法）近两吨重大型坯料（用热等静压法）1 1 概概 述述成批或成批或大量生产大量生产粉粉末末冶冶金金成成型型2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型粉末冶金成型烧结后的处理压制成型烧 结粉末冶金成品粉料制备粉粉末末冶冶金金成成型型一粉料制备（粉末冶金原料）2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型工艺简介 粉末冶金原材料（粉末）制取方法选择：制取方法选择：取决于该材料的特殊性能及制取方法的成本 种类种类纯金属非金属化合物粉粉末末冶冶

6、金金成成型型纯金属合金化合物复合金属粉末 分类机械法机械法 2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型工艺简介1、粉末的制造方法、粉末的制造方法 将原材料机械将原材料机械地粉碎而化学成分地粉碎而化学成分基本上不发生变化基本上不发生变化 借助化学的或物理的作用，改变原材料的化学成分或聚集状态。物理化学法物理化学法粉粉末末冶冶金金成成型型1、粉末的制造方法（1）雾化法 高压气体，在气流 的机械力和急冷作用下，液态金属被雾化，冷凝成细小粒状的金属粉末的一种方法。（1）雾化法特点特点：生生产产效效率率高高，成成本本低低，易易于于制制造造高高纯纯度度粉末；粉末；合合金金粉粉末末易易产产生生成成分分偏偏析析以以

7、及及难难以以制制得得小于小于300目的细粉。目的细粉。应用应用 制造Fe 、Pb、Sn、Zn、Al、青铜、黄铜等低熔点金属与合金粉末；18-8不锈钢、低合金钢、镍合金等粉末。粉粉末末冶冶金金成成型型(2)机械粉碎法 是靠压碎、击碎和磨削等作用，将块状金属或合金机械地粉碎成粉末。(2)机械粉碎法特点特点：既是一种独立制粉方法，既是一种独立制粉方法，又又常常作作为为某某些些制制粉粉方方法法不不可可缺缺少少的的补充工序补充工序。应用应用 比比较较适适用用于于脆脆性性材材料料（虽虽然然所所有有的的金属和合金都可以被机械地粉碎）金属和合金都可以被机械地粉碎）粉粉末末冶冶金金成成型型（4）还原法（常用化学

8、方法）从从固固态态金金属属氧氧化化物物或或金金属属化化合合物物中中还还原原制制取取金金属属粉粉末末，是是最最常常用用的的生生产方法之一。产方法之一。特点特点：该法简单，费用低应用应用 目前铁粉大部分 由还原法生产。粉粉末末冶冶金金成成型型（3）蒸汽冷凝法）蒸汽冷凝法 即将金属蒸汽冷凝而制取金属粉末（4）电解法 从金属盐水溶液中电解沉积金属粉末。特点特点：电解末高纯度，高密度，高压缩性；电解末高纯度，高密度，高压缩性；生生产产率率低低，成成本本高高(高高于于还还原原法法和和雾雾化化法）。法）。应用应用 纯铜粉大多用该法制造。纯铜粉大多用该法制造。电解铁粉仅在特殊性能要求时才用。电解铁粉仅在特殊性

9、能要求时才用。*说明说明 金属粉末的各种性能均与制粉方法密切相关。金属粉末的各种性能均与制粉方法密切相关。粉粉末末冶冶金金成成型型2 粉末性能1）几何尺寸2）物理性能3）机械性能4）化学性能5）特殊性能2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型工艺简介 颗粒形状 粒度 粒度分布及比表面颗粒密度颗粒内空隙显微镜组织硬度加工硬化性塑性变形能表面状态表面张力等松装密度振实密度流动性压制性成型性纯度氢中失重等电磁性能摩擦特性导热性耐热性抗氧化性耐腐蚀性等粉粉末末冶冶金金成成型型3粉末的预处理与混合（1 1 1 1）粉末的预处理）粉末的预处理）粉末的预处理）粉末的预处理2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型工艺

10、简介（2 2）粉末混合）粉末混合）粉末混合）粉末混合目目 的的使性能不同的组元形成均匀的混合物，以利于压制和烧结时状态均匀一致。混合混合混合混合两种以上化学组元相混合（相同化学组成的粉末的混合叫做合并。）粉粉末末冶冶金金成成型型 为什么预处理？a即使在同一条件下制造的同一粉末，其纯度和粒度分 布也是有差别的；b原料粉末在运输和储存中会产生大量锈块或凝结成块状，要筛出这些块状物；c对颗粒度分布有要求时，需将粉末过筛按所要求的粒度分布进行混合。说说 明明 混混合合好好的的粉粉末末常常需需要要过过筛筛，除除去去较较大大的的夹夹杂杂和和润润滑滑剂剂的的块状凝聚物；块状凝聚物；混好的粉末尽可能及时使用。

11、混好的粉末尽可能及时使用。二粉末成型粉末成型方法：粉末成型方法：粉末成型方法：粉末成型方法：普通模压法特殊成型方法2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型工艺简介 压坯 将处理过的粉末经过成型工序，得到具有既定形状与强度的粉末体，叫做压坯。粉粉末末冶冶金金成成型型 普通模压法 将金属粉末或混合粉末装在压模内，通过压机使其成型。特殊成型方法 指各种非模压成型1模压法成型2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型工艺简介是指在常温下粉料在封闭的钢模中（指钢性模），按规定的单位压力，将粉料制成压坯的方法。成型过程粉粉末末冶冶金金成成型型二粉末成型二粉末成型称粉称粉压制压制 a a单向压制单向压制 b b双向压

12、制双向压制 C C浮动压制浮动压制 d.d.引下法引下法 保压保压脱模脱模 回弹或弹性后效回弹或弹性后效 压坯从模腔中脱出后，会产生弹性恢复而尺寸胀大的现象用回弹率表示，即线性相对伸长的百分率，其大小与模具尺寸计算有直接关系。称粉 就是称量成型一个压坯所需的粉末的重量或容量。压压压压制制制制 按一定的单位压力，将装在型腔中的粉料，集聚成达到一定密度，形状和尺寸要求。保压目的保压目的保压目的保压目的提高压坯密度保压选择保压选择保压选择保压选择小型压坯不采用保压大型致密压坯可适当考虑保压脱脱脱脱模模模模 压坯从模具型腔中脱出过程。2特殊成型方法（非钢模成型法）2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型工

13、艺简介分类分类分类分类（按工作原理和特点分为）等静压成型连续成型无压成型注射成型高能成型等粉粉末末冶冶金金成成型型二粉末成型二粉末成型（1）等静压成型（2）金属粉末轧制（3）粉浆浇注 2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型工艺简介2特殊成型方法特殊成型方法（非钢模成型法）等静压成型等静压成型 借助于高压泵的作用把流体介质（气体或液体）压入耐高压的钢质密封容器内，高压流体的静压力直接作用在弹性模套内的粉末上；粉末体在同一时间内在各个方向上均衡地受压而获得密度分布均衡和强度较高的压坯。特点 压坯任意断面上个点的密度大体上相同分类 冷静压，热静压粉粉末末冶冶金金成成型型 粉浆浇注粉浆浇注 金属粉末在不

14、施加外压力的情况下而实现成型的过程。成型过程成型过程 将成型材料首先与水或其它液体调成悬浮液浆，并注入能够吸收液体的石膏模内；然后再从石膏模中取出干涸的坯块，并进行最后烘干。金属粉末轧制金属粉末轧制 将金属粉末通过一个特制的漏斗喂入转动的轧辊缝中，即可轧出具有一定厚度的长度连续的、并且强度适宜的板带坯料，这些坯料经烧结，又经轧制加工及热处理等工序，就可制成有一定孔隙度的，或致密的粉末冶金板带材。三烧结1 1烧结烧结 2 2影响烧结的因素影响烧结的因素3 3设备设备4 4烧烧结结对对产产品品质质量量的的 影响影响2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型工艺简介 烧结烧结 将压坯按一定的规范加热到规定

15、温度并保温一段时间，使压坯获得一定的物理及力学性能的工序。粉粉末末冶冶金金成成型型产生“过烧”废品烧结温度过高或时间过长，使压坯歪曲和变形，其晶粒也烧结温度过高或时间过长，使压坯歪曲和变形，其晶粒也大；大；产生产生“欠烧欠烧”废品废品烧烧结结温温度度过过低低或或时时间间过过短短，产产品品结结合合强强度度等等性性能能达达不不到到要要求求；设备设备按加热方式分 燃料加热 电加热据作业的连续性分间歇式烧结炉坩埚炉箱式炉高频或中频感应炉连续式烧结炉影响烧结的因素影响烧结的因素烧结温度 烧结时间 大气环境四后处理 金属粉末压坯经烧结后的处理1提高制件的物理及力学性能提高制件的物理及力学性能 复压、复烧、

16、浸油、热锻与热复压、复压、复烧、浸油、热锻与热复压、热处理及化学热处理热处理及化学热处理2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型工艺简介粉粉末末冶冶金金成成型型2改善制件表面的耐腐蚀性改善制件表面的耐腐蚀性 水蒸气处理、磷化处理、电镀水蒸气处理、磷化处理、电镀3提高制件形状与尺寸精度提高制件形状与尺寸精度 精整、机械加工精整、机械加工3 3 粉末冶金制品的结构工艺性粉末冶金制品的结构工艺性粉粉末末冶冶金金成成型型3 粉末冶金制品的结构工艺性一、避免模具出现脆弱的尖角；避免模具出现脆弱的尖角；二、避免模具和压坯出现局部薄壁；二、避免模具和压坯出现局部薄壁；三、锥面和斜面需有一小段平直带；三、锥面和斜面需有一小段平直带；四、需要有脱模锥角或圆角；四、需要有脱模锥角或圆角；五、适应压制方向的需要五、适应压制方向的需要 总的原则总的原则总的原则总的原则 零件结构应尽量简单，方便压制、脱零件结构应尽量简单，方便压制、脱模；模；利于粉末均匀填充，压坯致密且密度均匀；利于粉末均匀填充，压坯致密且密度均匀；有利于简化压模结构，提高使用寿命。有利于简化压模结构，提高使用寿命。