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    粉末冶金工藝基本知識

    2017/3/31

      粉末冶金工藝及材料 粉末冶金是制取金屬粉末并通過成形和燒結等工藝將金屬粉末或與非金屬粉末的混合物制成制品的加工方法,既可制取用普通熔煉方法難以制取的特殊材料,又可制造各種精密的機械零件,省工省料。但其模具和金屬粉末成本較高,批量小或制品尺寸過大時不宜采用。

      粉末冶金材料和工藝與傳統材料工藝相比,具有以下特點: 1.粉末冶金工藝是在低于基體金屬的熔點下進行的,因此可以獲得熔點、密度相差懸殊的多種金屬、金屬與陶瓷、金屬與塑料等多相不均質的特殊功能復合材料和制品。

      2.提高材料性能。用特殊方法制取的細小金屬或合金粉末,凝固速度極快、晶粒細小均勻,保證了材料的組織均勻,性能穩定,以及良好的冷、熱加工性能,且粉末顆粒不受合金元素和含量的限制,可提高強化相含量,從而發展新的材料體系。

      3.利用各種成形工藝,可以將粉末原料直接成形為少余量、無余量的.坯或凈形零件,大量減少機加工量。提高材料利用率,降低成本。 粉末冶金的品種繁多,主要有:鎢等難熔金屬及合金制品;用Co、Ni等作粘結劑的碳化鎢(WC)、碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)等硬質合金,用于制造切削刀具和耐磨刀具中的鉆頭、車刀、銑刀,還可制造模具等;Cu合金、不銹鋼及Ni等多孔材料,用于制造燒結含油軸承、燒結金屬過濾器及紡織環等。隨著粉末冶金生產技術的發展,粉末冶金及其制品將在更加廣泛的應用。 1 粉末冶金基礎知識 ⒈1 粉末的化學成分及性能 尺寸小于1mm的離散顆粒的集合體通常稱為粉末,其計量單位一般是以微米(μm)或納米(nm)。 1.粉末的化學成分 常用的金屬粉末有鐵、銅、鋁等及其合金的粉末,要求其雜質和氣體含量不超過1%~2%,否則會影響制品的質量。

      2.粉末的物理性能 ⑴ 粒度及粒度分布 粉料中能分開并獨立存在的小實體為單顆粒。實際的粉末往往是團聚了的顆粒,即二次顆粒。圖7.1.1描繪了由若干一次顆粒聚集成二次顆粒的情形。實際的粉末顆粒體中不同尺寸所占的百分比即為粒度分布。

     、 顆粒形狀 即粉末顆粒的外觀幾何形狀。常見的有球狀、柱狀、針狀、板狀和片狀等,可以通過顯微鏡的觀察確定。

     、 比表面積 即單位質量粉末的總表面積,可通過實際測定。比表面積大小影響著粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。 3.粉末的工藝性能 粉末的工藝性能包括流動性、填充特性、壓縮性及成形性等。 ⑴ 填充特性 指在沒有外界條件下,粉末自由堆積時的松緊程度。常以松裝密度或堆積密度表示。

      粉末的填充特性與顆粒的大小、形狀及表面性質有關。 ⑵ 流動性 指粉末的流動能力,常用50克粉末從標準漏斗流出所需的時間表示。流動性受顆粒粘附作用的影響。 ⑶ 壓縮性 表示粉末在壓制過程中被壓緊的能力,用規定的單位壓力下所達到的壓坯密度表示,在標準模具中,規定的潤滑條件下測定。影響粉末壓縮性的因素有顆粒的塑性或顯微硬度,塑性金屬粉末比硬、脆材料的壓縮性好;顆粒的形狀和結構也影響粉末的壓縮性。 ⑷ 成形性 指粉末壓制后,壓坯保持既定形狀的能力,用粉末能夠成形的小單位壓制壓力表示,或用壓坯的強度來衡量。成形性受顆粒形狀和結構的影響。

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