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一文帶你全面了解粉末冶金制造工藝

2023-08-12 15:00 來源： 0

　　粉末冶金是一項(xiàng)新興技術(shù)，但也是一項(xiàng)古老技術(shù)。根據(jù)考古學(xué)資料，遠(yuǎn)在紀(jì)元前3000年左右，埃及人就在一種風(fēng)箱中用碳還原氧化鐵得到海綿鐵，經(jīng)高溫鍛造制成致密塊，再錘打成鐵的器件。3世紀(jì)時(shí)，印度的鐵匠用此方法制造了“德里柱”，重達(dá)6.5t。19世紀(jì)初，相繼在俄羅斯和英國出現(xiàn)將鉑粉經(jīng)冷壓、燒結(jié)，再進(jìn)行熱鍛得致密鉑，并加工成鉑制品的工藝。19世紀(jì)50年代出現(xiàn)了鉑的熔煉法后，粉末冶金工藝便停止應(yīng)用，但它對(duì)現(xiàn)代粉末冶金工藝打下了良好的基礎(chǔ)。直到1909年庫利奇的電燈鎢絲問世后，粉末冶金才得到了迅速發(fā)展。我國的粉末冶金工業(yè)從1958年以來發(fā)展迅速，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防和科技領(lǐng)域，它都發(fā)揮了重要的作用，做出了積極貢獻(xiàn)。

　　什么是粉末冶金?

　　粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方，均屬于粉末燒結(jié)技術(shù)，因此，一系列粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。運(yùn)用粉末冶金技術(shù)可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導(dǎo)桿、刀具等，是一種少無切削工藝。由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，它已成為解決新材料問題的鑰匙，在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。

　　粉末冶金工藝基本工序流程

　　第1步：原料制備成金屬粉末

　　通過氧化物還原和機(jī)械法將原料制備成金屬粉末的一個(gè)步驟。

　　第2步：制成坯粉

　　根據(jù)不同的產(chǎn)品要求，用濕式或者干式、半干式按照一定的等比例對(duì)粉末進(jìn)行混合均勻，制成坯粉，粉末的比例一定要控制好。

　　第3步：模具的成形

　　將混合好的坯粉裝入粉末冶金相應(yīng)的成型模具中，通過加壓成型或無壓成型成想要的形狀。

　　第4步：粉末冶金模型產(chǎn)品的燒結(jié)

　　成型好的模型通過多元燒結(jié)或者單元燒結(jié)進(jìn)行燒結(jié)，就能形成所要求的最終零件產(chǎn)品的物理機(jī)械性能，粉末冶金燒結(jié)工序是整個(gè)工藝中最重要的一個(gè)步驟，也是產(chǎn)品性能好壞的決定性工序。

　　第5步：燒結(jié)后續(xù)細(xì)節(jié)處理

　　對(duì)于產(chǎn)品精度要求很高的產(chǎn)品通過燒結(jié)工序后還需要進(jìn)行后續(xù)的精整、浸油、電鍍、或者是少量的機(jī)加工、熱處理等等細(xì)節(jié)的處理，讓產(chǎn)品的穩(wěn)定性和硬度更好。

　　粉末冶金材料

　　①粉末冶金減摩材料。又稱燒結(jié)減摩材料。通過在材料孔隙中浸潤滑油或在材料成分中加減摩劑或固體潤滑劑制得。材料表面間的摩擦系數(shù)小，在有限潤滑油條件下，使用壽命長、可靠性高;在干摩擦條件下，依靠自身或表層含有的潤滑劑，即具有自潤滑效果。廣泛用于制造軸承、支承襯套或作端面密封等。

　?、诜勰┮苯鸲嗫撞牧?。又稱多孔燒結(jié)材料。由球狀或不規(guī)則形狀的金屬或合金粉末經(jīng)成型、燒結(jié)制成。材料內(nèi)部孔道縱橫交錯(cuò)、互相貫通，一般有30%～60%的體積孔隙度，孔徑1～100微米。透過性能和導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能好，耐高溫、低溫，抗熱震，抗介質(zhì)腐蝕。用于制造過濾器、多孔電極、滅火裝置、防凍裝置等。

　?、鄯勰┮苯鸾Y(jié)構(gòu)材料。又稱燒結(jié)結(jié)構(gòu)材料。能承受拉伸、壓縮、扭曲等載荷，并能在摩擦磨損條件下工作。由于材料內(nèi)部有殘余孔隙存在，其延展性和沖擊值比化學(xué)成分相同的鑄鍛件低，從而使其應(yīng)用范圍受限。

　?、芊勰┮苯鹉Σ敛牧?。又稱燒結(jié)摩擦材料。由基體金屬(銅、鐵或其他合金)、潤滑組元(鉛、石墨、二硫化鉬等)、摩擦組元(二氧化硅、石棉等)3部分組成。其摩擦系數(shù)高，能很快吸收動(dòng)能，制動(dòng)、傳動(dòng)速度快、磨損小;強(qiáng)度高，耐高溫，導(dǎo)熱性好;抗咬合性好，耐腐蝕，受油脂、潮濕影響小。主要用于制造離合器和制動(dòng)器。

　　⑤粉末冶金工模具材料。包括硬質(zhì)合金、粉末冶金高速鋼等。后者組織均勻，晶粒細(xì)小，沒有偏析，比熔鑄高速鋼韌性和耐磨性好，熱處理變形小，使用壽命長?？捎糜谥圃烨邢鞯毒摺⒛＞吆土慵呐骷?。

　?、薹勰┮苯痣姶挪牧?。包括電工材料和磁性材料。電工材料中，用作電能頭材料的有金、銀、鉑等貴金屬的粉末冶金材料和以銀、銅為基體添加鎢、鎳、鐵、碳化鎢、石墨等制成的粉末冶金材料;用作電極的有鎢銅、鎢鎳銅等粉末冶金材料;用作電刷的有金屬-石墨粉末冶金材料;用作電熱合金和熱電偶的有鉬、鉭、鎢等粉末冶金材料。

　　磁性材料分為軟磁材料和硬磁材料。軟磁材料有磁性粉末、磁粉芯、軟磁鐵氧體、矩磁鐵氧體、壓磁鐵氧體、微波鐵氧體、正鐵氧體和粉末硅鋼等;硬磁材料有硬磁鐵氧體、稀土鈷硬磁、磁記錄材料、微粉硬磁、磁性塑料等。用于制造各種轉(zhuǎn)換、傳遞、儲(chǔ)存能量和信息的磁性器件。

　?、叻勰┮苯鸶邷夭牧?。包括粉末冶金高溫合金、難熔金屬和合金、金屬陶瓷、彌散強(qiáng)化和纖維強(qiáng)化材料等。用于制造高溫下使用的渦輪盤、噴嘴、葉片及其他耐高溫零部件。