了解粉末冶金工藝

咱們和貴州粉末小編一起來(lái)了解一下：

一、什么是粉末冶金？

粉末冶金技術(shù)包括一系列生產(chǎn)技術(shù)，這些技術(shù)可以處理粉末形式的原料以制造各種類(lèi)型的組件。這些生產(chǎn)技術(shù)通常涉及以下所有或大多數(shù)過(guò)程步驟：

1，粉末生產(chǎn)

幾乎所有用于PM結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)的鐵粉都是使用海綿鐵工藝或水霧化工藝制造的。用于其他粉末冶金應(yīng)用的有色金屬粉末可以通過(guò)多種方法生產(chǎn)。

這通常可能涉及引入元素粉末形式的合金添加劑或加入加壓潤(rùn)滑劑。

3，將混合粉末制成壓塊

主要的固結(jié)過(guò)程涉及壓入剛性工具箱，該工具箱包括模具，沖頭，可能還包括心軸或芯棒。但是，在細(xì)分市場(chǎng)應(yīng)用程序中還使用了其他幾種合并過(guò)程。

4，燒結(jié)坯以增強(qiáng)完整性和強(qiáng)度

該處理步驟包括通常在保護(hù)性氣氛中將材料加熱至低于主要成分的熔點(diǎn)的溫度。在某些情況下，次要成分會(huì)在燒結(jié)溫度下形成液相；這種情況稱(chēng)為液相燒結(jié)。固相和液相燒結(jié)所涉及的機(jī)理將在下一部分中簡(jiǎn)要討論。

5，二次作業(yè)

將精加工工藝應(yīng)用于燒結(jié)零件。在粉末冶金行業(yè)中，此類(lèi)過(guò)程通常稱(chēng)為“二次操作”。

二、為什么選擇粉末冶金？

粉末冶金是一項(xiàng)技術(shù)，涉及花費(fèi)大量時(shí)間和精力將原材料轉(zhuǎn)換為所需的粉末形式，然后花費(fèi)更多時(shí)間和精力將材料再次“粘”在一起以產(chǎn)生或多或少的固體物體。

在用這些術(shù)語(yǔ)描述技術(shù)時(shí)，因此提出一個(gè)問(wèn)題“為什么要付出所有這些努力？”并不是沒(méi)有道理的。

事實(shí)上，有很多充分的理由可以選擇粉末冶金作為產(chǎn)品制造的途徑。從廣義上講，這些原因分為兩類(lèi)：

1，成本效益

粉末冶金是制造零件的許多可能選擇中成本效益的

2，產(chǎn)品的獨(dú)特性

某些特性（例如，化學(xué)成分的組合，對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的控制，對(duì)孔隙率的控制等）可以通過(guò)從粉末原料開(kāi)始來(lái)創(chuàng)建，這在常規(guī)加工中非常困難，有時(shí)甚至是不可能的。

成本效益

到目前為止，產(chǎn)品成本效益是選擇粉末冶金的主要原因，并且是結(jié)構(gòu)（或機(jī)械）零件行業(yè)的主要驅(qū)動(dòng)力。與其他生產(chǎn)技術(shù)相比，粉末冶金以其較低的能耗，較高的材料利用率和較少的工藝步驟而贏得了成本競(jìng)爭(zhēng)。

所有這些因素又取決于粉末冶金減少或什至完全消除常規(guī)生產(chǎn)中將要應(yīng)用的機(jī)加工操作的能力。

為了消除加工操作，粉末冶金依靠其直接形成復(fù)雜的幾何形狀并在燒結(jié)產(chǎn)品中保持嚴(yán)格的尺寸公差控制的能力。

粉末冶金的成本效益通常還要求以大批量生產(chǎn)特定產(chǎn)品。如果產(chǎn)量要求太低，將沒(méi)有機(jī)會(huì)在足夠數(shù)量的零件上攤銷(xiāo)（長(zhǎng)效）成形模具的成本，也沒(méi)有機(jī)會(huì)避免在工具轉(zhuǎn)換/設(shè)置操作中浪費(fèi)大量潛在的生產(chǎn)時(shí)間。

粉末冶金的選擇產(chǎn)量當(dāng)然取決于通過(guò)不同途徑形成形狀的難易程度，但通常至少要成千上萬(wàn)個(gè)零件每年。

獨(dú)特性

粉末冶金可以通過(guò)多種不同方式提品獨(dú)特性：

1.處理原本不可能混合的材料組合

粉末冶金允許以緊密混合的形式加工通常被認(rèn)為是不混溶的材料組合。此類(lèi)粉末冶金應(yīng)用的公認(rèn)實(shí)例包括：

用于制動(dòng)襯片和離合器襯片的摩擦材料，其中一些非金屬材料可賦予耐磨性或控制摩擦水平，這些材料嵌入銅基或鐵基基體中。

硬質(zhì)合金或硬質(zhì)合金，用于切削工具，成型工具或易損件。它們包括與金屬相結(jié)合的硬質(zhì)相，只有通過(guò)在高于粘合劑熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行液相燒結(jié)才能產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)。與鈷結(jié)合的碳化鎢是這種材料的主要示例，但也可以使用包括一系列其他碳化物，氮化物，碳氮化物或氧化物的其他硬質(zhì)合金，并且可以將鈷以外的其他金屬用作粘合劑（Ni，Ni-Cr，鎳鈷等）

金剛石切削工具材料，其中細(xì)小的金剛石砂礫均勻地分散在金屬基體中。同樣，在這些材料的加工中采用液相燒結(jié)。

電接觸材料，例如銅/鎢，銀/氧化鎘。

2.加工熔點(diǎn)很高的材料

粉末冶金技術(shù)可以處理熔點(diǎn)很高的材料，包括難熔金屬，例如鎢，鉬和鉭。這種金屬很難通過(guò)熔化和鑄造來(lái)生產(chǎn)，并且在鑄造狀態(tài)下通常非常脆。鎢坯的生產(chǎn)是粉末冶金的早期應(yīng)用領(lǐng)域之一，隨后用于拉制白熾燈的電線。

3.孔隙率受控的產(chǎn)品

粉末冶金技術(shù)可以制造結(jié)構(gòu)孔隙率可控的產(chǎn)品。燒結(jié)過(guò)濾元件就是這種應(yīng)用的例子。另一個(gè)主要的例子是保油或自潤(rùn)滑軸承，這是粉末冶金歷史的應(yīng)用之一，在該應(yīng)用中，燒結(jié)結(jié)構(gòu)中相互連接的孔隙率用于容納油層。

4.具有的產(chǎn)品

在某些特定的應(yīng)用中，與常規(guī)的鑄造或鍛造工藝相反，粉末冶金工藝通常可以通過(guò)對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的控制來(lái)產(chǎn)生卓越的性能。此類(lèi)應(yīng)用程序中的好例子是：

磁性材料

幾乎所有的硬磁鐵和大約30％的軟磁鐵都是從粉末原料加工而成的。

高速鋼

與鍛造產(chǎn)品相比，粉末冶金加工材料具有更，更可控的顯微組織，具有的韌性和切削性能。

鎳基或鈷基高溫合金

鎳基或鈷基高溫合金用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用，其中粉末冶金工藝可以提供常規(guī)上無(wú)法達(dá)到的成分范圍和微結(jié)構(gòu)控制，因此可以提高工作溫度和性能。

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