了解粉末冶金工藝

咱們和貴州粉末小編一起來了解一下：

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滑劑。

3，將混合粉末制成壓塊

主要的固結(jié)過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，在細分市場應(yīng)用程序中還使用了其他幾種合并過程。

4，燒結(jié)坯以增強完整性和強度

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

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，此類過程通常稱為“二次操作”。

二、為什么選擇粉末冶金？

粉末冶金是一項技術(shù)，涉及花費大量時間和精力將原材料轉(zhuǎn)換為所需的粉末形式，然后花費更多時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)語描述技術(shù)時，因此提出一個問題“為什么要付出所有這些努力？”并不是沒有道理的。

事實上，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：

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)品的獨特性

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

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)（或機械）零件行業(yè)的主要驅(qū)動力。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爭。

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，將沒有機會在足夠數(shù)量的零件上攤銷（長效）成形模具的成本，也沒有機會避免在工具轉(zhuǎn)換/設(shè)置操作中浪費大量潛在的生產(chǎn)時間。

粉末冶金的選擇產(chǎn)量當(dāng)然取決于通過不同途徑形成形狀的難易程度，但通常至少要成千上萬個零件每年。

獨特性

粉末冶金可以通過多種不同方式提品獨特性：

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為是不混溶的材料組合。此類粉末冶金應(yīng)用的公認實例包括：

用于制動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，只有通過在高于粘合劑熔點的溫度下進行液相燒結(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.加工熔點很高的材料

粉末冶金技術(shù)可以處理熔點很高的材料，包括難熔金屬，例如鎢，鉬和鉭。這種金屬很難通過熔化和鑄造來生產(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)過濾元件就是這種應(yīng)用的例子。另一個主要的例子是保油或自潤滑軸承，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對微觀結(jié)構(gòu)的控制來產(chǎn)生卓越的性能。此類應(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)動機應(yīng)用，其中粉末冶金工藝可以提供常規(guī)上無法達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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