粉末冶金工艺和铸造工艺的异同课件

粉末冶金工艺和铸造工艺的异同粉末冶金工艺和铸造工艺的异同ThesimilaritiesanddifferencesofpowdermetallurgyandcastingprocessPage 2粉末冶金粉末冶金 粉末冶金概念：粉末冶金是一门研究制造各种金属粉末并以该粉末为原料，通过压制成形、烧结和必要的后续处理来制取金属材料和制品的科学技术。是一种少或无切削加工的批量生产方法，可以在较低的成本下，制得形状叫复杂，结构强度叫高的结构件；是在较低成本下批量生产轴承类自润滑零件的主要方法。Page 3Page 3粉末冶金的应用Page 44粉末冶金的历史 粉末冶金技术可追溯到远古。早在纪元前，人们就在原始的炉子里用碳还原铁矿，得到海绵铁块，再进行捶打，制成各种器件。19世纪初叶，用粉末冶金法制得海绵铂粉，经冷压，再在铂熔点温度的三分之二左右进行加热处理，然后进一步锻打成各种铂制品，后来，随着冶金炉技术的发展，经典的粉末冶金工艺逐渐被熔铸法取代。直到1909年库力奇的电灯钨丝问世后，粉末冶金技术才得到迅速发展。Page 55现代粉末技术发展的三个重要标志第 一 个标志是20世纪初由于电气技术的迅速发展，迫切地寻找各种新的电光源材料。1880年爱迪生发明电灯采用的碳四光源有严重缺陷，直至用粉末冶金工艺才解决了钨丝的制造技术，使电灯真正给人类带来了光明，从而使粉末冶金的传统工艺重新获得了新生。随后，许多难熔金属材料如钨、铂、钮、钥生产，粉末冶金工艺成为唯一的方法。第二个标志是21世纪30年代，采用粉末冶金工艺制造多孔含油轴承获得成功，接着采用廉价的铁粉制成铁基含油轴承，并迅速在汽车工业、纺织工业等方面得到广泛应用。第三个标志是粉末冶金新工艺，新材料在近二三十年来不断向高水平新领域方面拓展，热等静压、粉末锻压等新工艺出现，金属陶瓷、弥散强化材料、粉末高速钢等 新型材料相继问世。Page 66Page 77优选粉末冶金的基本原则：优选粉末冶金的基本原则：1、自润滑性零件：含油轴承类零件，件小量大2、同一品种大批量的各种结构件：形状复杂，不加工和少加工Page 88什么样形状的零件可以用粉末冶金加工？什么样形状的零件可以用粉末冶金加工？首先要弄清楚粉末材料是如何被成型的：每个台阶对应一个模冲，模冲可以简单理解为能单独运动并施加压力的模具冲头Page 99什么样形状的零件可以用粉末冶金加工？什么样形状的零件可以用粉末冶金加工？然后根据粉末成型压机的构造、模架、模具的结构，将粉末零件分为6种基本类型：Page 1010粉末冶金典型的工艺过程：粉末冶金典型的工艺过程：1、原料粉末制取。原料粉末制取。现有的制粉方法大体可分为两现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。其中机械法又可分为：类：机械法和物理化学法。其中机械法又可分为：机械粉碎和雾化法；物理化学法又分为：电化腐机械粉碎和雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、还原法、化合法、还原蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。其中应用最为广泛法、液相沉积法以及电解法。其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。的是还原法、雾化法和电解法。u2 2、将将粉末压制成型为所需形状的坯块粉末压制成型为所需形状的坯块。成型的。成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型，还有挤压成型、爆炸成型等。成型，还有挤压成型、爆炸成型等。Page 1111u3 3、坯块的烧结坯块的烧结。烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理力学成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理力学性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。对于单元性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。对于单元系和多元系的烧结，若烧结温度比所用的金属及合金的系和多元系的烧结，若烧结温度比所用的金属及合金的熔点低，则称之为固相烧结；若烧结温度一般比其中难熔点低，则称之为固相烧结；若烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低，而高于易熔成分的熔点，则称为液相熔成分的熔点低，而高于易熔成分的熔点，则称为液相烧结。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法烧结。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法烧结等特殊的烧结工艺。烧结等特殊的烧结工艺。Page 1212u4 4、产品的后序处理产品的后序处理。烧结后的处理，可以根据产品。烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。如精整、浸油、机加工、要求的不同，采取多种方式。如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造热处理及电镀。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。果。Page 1313粉末冶金机械零件传统工艺过程：粉末冶金机械零件传统工艺过程：Page 1414粉末性能粉末所有性能的总称。它包括：粉末的几何性能(粒度、比表面、孔径和形状等)；粉末的化学性能(化学成分、纯度、氧含量和酸不溶物等)；粉体的力学特性(松装密度、流动性、成形性、压缩性、堆积角和剪切角等)；粉末的物理性能和表面特性(真密度、光泽、吸波性、表面活性、电位和磁性等)。粉末性能往往在很大程度上决定了粉末冶金产品的性能。Page 1515(1)粒度。它影响粉末的加工成形、烧结时收缩和产品的最终性能。某些粉末冶金制品的性能几乎和粒度直接相关，例如，过滤材料的过滤精度在经验上可由原始粉末颗粒的平均粒度除以10求得；硬质合金产品的性能与wc相的晶粒有很大关系，要得到较细晶粒度的硬质合金，惟有采用较细粒度的wc原料才有可能。生产实践中使用的粉末，其粒度范围从几百个纳米到几百个微米。粒度越小，活性越大，表面就越容易氧化和吸水。当小到几百个纳米时，粉末的储存和输运很不容易，而且当小到一定程度时量子效应开始起作用，其物理性能会发生巨大变化，如铁磁性粉会变成超顺磁性粉，熔点也随着粒度减小而降低。Page 1616(2)粉末的颗粒形状。它取决于制粉方法，如电解法制得的粉末，颗粒呈树枝状；还原法制得的铁粉颗粒呈海绵片状；气体雾化法制得的基本上是球状粉。此外，有些粉末呈卵状、盘状、针状、洋葱头状等。粉末颗粒的形状会影响到粉末的流动性和松装密度，由于颗粒间机械啮合，不规则粉的压坯强度也大，特别是树枝状粉其压制坯强度最大。但对于多孔材料，采用球状粉最好。Page 1717（3）力学特性粉末的力学性能即粉末的工艺性能，它是粉末冶金成形工艺中的重要工艺参数。粉末的松装密度是压制时用容积法称量的依据；粉末的流动性决定着粉末对压模的充填速度和压机的生产能力；粉末的压缩性决定压制过程的难易和施加压力的高低；而粉末的成形性则决定坯的强度。Page 1818（4）化学性能主要取决于原材料的化学纯度及制粉方法。较高的氧含量会降低压制性能、压坯强度和烧结制品的力学性能，因此粉末冶金大部分技术条件中对此都有一定规定。例如，粉末的允许氧含量为0.2%1.5%，这相当于氧化物含量为1%10%。Page 1919粉末的制备粉末的制备 金属粉末的制取方法可分成两大类：机械法和物理化学法。机械法是将原材料磨碎成粉而不改变原材料的化学成分的方法。如将金属切削成粉末颗粒；把金属研磨成粉末；液态金属的制粒和雾化。物理化学法是在制取粉末过程中，使原材料受到化学或物理的作用，而使其化学成分和集聚状态发生变化的工艺过程。还原金属氧化物、电解水溶液或熔盐、热离解羰基化合物、冷凝金属蒸汽、晶间腐蚀和电腐蚀法等。物理化学制粉法是以还原和离解等化学反应为基础的。工业上普遍采用的有：氧化物还原法、电解法、热离解法、球磨法、涡旋研磨法、雾化法。Page 2020成形方法成形方法 成形是粉末冶金工艺的重要步骤。成形的目的是制得具有一定形状、尺寸、密度和强度的压坯。粉末冶金常用的成形方法如下所示。模压成形是最基本方法。松松装装烧烧结结粉粉浆浆浇浇注注模模压压成成形形热热压压成成形形等等静静压压成成形形轧轧制制成成形形离离心心成成形形挤挤压压成成形形爆爆炸炸成成形形成形成形无压成形无压成形加压成形加压成形Page 2121压制成形1.粉末预处理 预处理包括：粉末退火，筛分，混合，制粒，加润滑剂等。粉末的预先退火可使氧化物还原，降低碳和其他杂质的含量，提高粉末的纯度；同时，还能消除粉末的加工硬化、稳定粉末的晶体结构。筛分的目的在于把颗粒大小不同的原始粉末进行分级。混合一般是指将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀的过程。混合可采用机械法和化学法。制粒是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序，以此来改善粉末的流动性。Page 2222压模压制是将置于压模内的松散粉末施加一定的压力后，成为具有一定尺寸、形状和一定密度、强度的压坯，如图5-2是压模示意图。粉末的压缩过程一般采用压坯密度成形压力曲线来表示，如图5-3所示。压坯密度变化分为三个阶段。一是滑动阶段：在压力作用下粉末颗粒发生相对位移，填充孔隙，压坯密度随压力增加而急剧增加；二是粉末体出现压缩阻力，即使再加压其孔隙度不能再减少，密度不随压力增高而明显变化；三是当压力超过粉末颗粒的临界压力时，粉末颗粒开始变形，从而使其密度又随压力增高而增加。模压示意图压坯密度与成型压力之间关系Page 2323压坯密度分布不均匀：用石墨粉作隔层的单向压制实验，得到如图5-4所示的压坯形状，各层的厚度和形状均发生了变化，由图5-5可知在任何垂直面上，上层密度比下层密度大；在水平面上，接近上模冲的断面的密度分布是两边大，中间小；而远离上模冲的截面的密度分别是中间大，两边小。因为粉末体在压模内受力后向各个方向流动，于是引起垂直于压模壁的侧压力。侧压力引起摩擦力，会使压坯在高度方向存在明显的压力降。a)压制前 b)压制后用石墨粉作隔层的单向压坯Page 2424为了改善压坯密度的不均匀性，一般采取以下措施：1）减小摩擦力：模具内壁上涂抹润滑油或采用内壁更光洁的模具；2）采用双向压制以改善压坯密度分布的不均匀性，3）模具设计时尽量降低高径比。粉末的压制一般在普通机械式压力机或液压机上进行。常用的压力机吨位一般为5005000kN。Page 2525烧结烧结 烧结是将压坯按一定的规范加热到规定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。烧结机理：粉末的表面能大，结构缺陷多，处于活性状态的原子也多，它们力图把本身的能量降低。将压坯加热到高温，为粉末原子所储存的能量释放创造了条件，由此引起粉末物质的迁移，使粉末体的接触面积增大，导致孔隙减少，密度增高，强度增加，形成了烧结。固相烧结：烧结发生在低于其组成成分熔点的温度，如普通铁基粉末冶金轴承烧结。液相烧结：烧结发生在两种组成成分熔点之间。如硬质合金与金属陶瓷制品的烧结。液相烧结时，在液相表面张力的作用下，颗粒相互靠紧，故烧结速度快、制品强度高。Page 2626 烧结时的影响因素：烧结温度、烧结时间和大气环境，粉末材料、颗粒尺寸及形状、表面特性以及压制压力等。常用粉末冶金制品的烧结温度与烧结气氛见表5-1。烧结温度过高或时间过长，都会使压坯歪曲和变形，其晶粒亦大，产生所谓“过烧”的废品；如烧结温度过低或时间过短，则产品的结合强度等性能达不到要求，产生所谓“欠烧”的废品。常用粉末冶金制品的烧结温度与烧结气氛 粉冶材料粉冶材料铁基制品铁基制品铜基制品铜基制品硬质合金硬质合金不锈钢不锈钢磁性材料磁性材料(F(Fe e-N-Ni i-C C0 0)钨、铝、钨、铝、钒钒烧结温烧结温度度10501050 20002000700700 9009001350 1350 1550155012501250120012001700 1700 33003300烧结气氛烧结气氛发生炉煤发生炉煤气，分解气，分解氨氨分解氨，分解氨，发生炉煤发生炉煤气气真空、氢真空、氢氢氢氢、真空氢、真空氢氢Page 2727后处理后处理 后处理的方法按其目的不同，有以下几种：1）为提高制件的物理及力学性能，方法有：复压、复烧、浸油、热锻与热复压、热处理及化学热处理。2）为改善制件表面的耐腐蚀性，方法有：水蒸气处理、磷化处理、电镀等。3）为提高制件的形状与尺寸精度，方法有：精整、机械加工等。4）熔渗处理，它是将低熔点金属或合金渗入到多孔烧结制作的孔隙中去，以增加烧结件的密度、强度、塑性或冲击韧度。Page 2828粉末冶金技术的新发展粉末冶金技术的新发展粉末制备粉末制备1.快速冷凝技术快速冷凝技术2.2.机械合金化机械合金化 3.3.自蔓延高温合成自蔓延高温合成 SHSSHS4.4.气体雾化制粉气体雾化制粉成形成形1.1.粉末注射成形粉末注射成形2.2.喷射沉积喷射沉积3.3.大气压力固结大气压力固结 Page 29294.4.温压技术温压技术5.5.流动温压工艺流动温压工艺烧结烧结1.电场活化烧结电场活化烧结2.等离子体活化烧结等离子体活化烧结3.微波烧结微波烧结4.低温烧结低温烧结Page 3030 粉末冶金工艺的优缺点粉末冶金工艺的优缺点u 1 1、绝大多数难熔金属及其化合物、氧化物弥散、绝大多数难熔金属及其化合物、氧化物弥散强化合金、多孔材料、陶瓷材料和硬质合金等只能强化合金、多孔材料、陶瓷材料和硬质合金等只能用粉末冶金方法来制造。用粉末冶金方法来制造。u 2 2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要后续的机械加工，故能大坯，而不需要或很少需要后续的机械加工，故能大大节约金属用量，降低产品成本。用粉末冶金方法大节约金属用量，降低产品成本。用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有制造产品时，金属的损耗只有1-5%1-5%，而用一般熔铸，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到方法生产时，金属的损耗可能会达到80%80%。优点：优点：Page 3131u 3 3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不怕氧化，也而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不怕氧化，也不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。u 4 4、粉末冶金能保证材料成分配比的正确性和均匀、粉末冶金能保证材料成分配比的正确性和均匀性。性。u 5 5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是齿轮等加工费用高的产品，用粉末冶金法制造特别是齿轮等加工费用高的产品，用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。能大大降低生产成本。Page 3232缺点：1、在没有批量的情况下要考虑、在没有批量的情况下要考虑零件的零件的大小大小.2、模具费用相对来说要高出铸造模具。、模具费用相对来说要高出铸造模具。Page 3333粉末冶金材料和制品的发展方向粉末冶金材料和制品的发展方向1 1、具有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高、具有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高质量的结构零部件发展。质量的结构零部件发展。2 2、制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密、制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密的高性能硬质合金。的高性能硬质合金。3 3、用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊、用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊合金。合金。4 4、制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金。、制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金。5 5、加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。、加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇注到铸型中，经冷却凝固、清理体并浇注到铸型中，经冷却凝固、清理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。的工艺过程。图图1 1 司母戊大方鼎司母戊大方鼎 875875公斤公斤 图图2 2 越王勾践剑越王勾践剑 图图3 3 永乐大钟永乐大钟铸造铸造Page 35铸造的历史发展铸造的历史发展铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展，铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。铸造技术的发展也很迅速，特别是19世纪末和20世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法，如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等，在20世纪下半叶得到完善和实用化。由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化等要求的提高，铸造技术向着精密化、大型化、高质量、自动化和清洁化的方向发展，例如我国这几年在精密铸造技术、连续铸造技术、特种铸造技术、铸造自动化和铸造成型模拟技术等方面发展迅速.常见铸造件常见铸造件铸造特点：铸造特点：1 1、铸造原材料来源广、生产成本低，与铸造原材料来源广、生产成本低，与其它成形工艺相比，铸造具有明显的优势。其它成形工艺相比，铸造具有明显的优势。2 2、铸造是金属液态成形，因此可生产形、铸造是金属液态成形，因此可生产形状十分复杂，尤其是具有复杂内腔的各种状十分复杂，尤其是具有复杂内腔的各种尺寸规格的毛坯或零件。尺寸规格的毛坯或零件。3 3、铸件的大小、重量及生产批量不受限、铸件的大小、重量及生产批量不受限制，比较灵活。制，比较灵活。4 4、生产成本低，节省资源，材料的利用、生产成本低，节省资源，材料的利用率高，故应用十分广泛。率高，故应用十分广泛。5 5、铸件的力学性能不如相同化学成分的、铸件的力学性能不如相同化学成分的锻件好。锻件好。6 6、由于铸造生产工序多、投料多，控制、由于铸造生产工序多、投料多，控制不好时，铸件质量不够稳定，废品率也相不好时，铸件质量不够稳定，废品率也相对较高。对较高。7 7、劳动条件也较差。、劳动条件也较差。由大球及套筒铸件的制造过程引出的概念由大球及套筒铸件的制造过程引出的概念 图图1 1000mm钢球体钢球体图图2 形状不完备的球形状不完备的球砂箱砂箱耐火材料耐火材料图图3 形状完备但取不出来的球体形状完备但取不出来的球体图图4 分型面分型面分型面分型面图图5 分型面分型面图图6 造型造型图图7 造型时分型面与造型时分型面与分模面平齐一致分模面平齐一致图图8 造型时分型面与造型时分型面与分模面平齐一致分模面平齐一致分模面图图9 球形空腔球形空腔图图10 在球形空腔上置浇道在球形空腔上置浇道图图11 更平稳的浇注系统更平稳的浇注系统铸造种类铸造种类 ：砂型铸造砂型铸造 ：用型砂紧实成型进行铸造的方法：用型砂紧实成型进行铸造的方法 特种铸造特种铸造 ：熔模铸造、金属型铸造、：熔模铸造、金属型铸造、低压铸造、差压低压铸造、差压铸造、离心铸造、消失模铸造、压力铸造、陶瓷型铸造、铸造、离心铸造、消失模铸造、压力铸造、陶瓷型铸造、石膏型铸造、连续铸造等方法石膏型铸造、连续铸造等方法 熔化：熔化：熔化前要打炉。一般材料使用坩埚为碱性坩埚，熔化前要打炉。一般材料使用坩埚为碱性坩埚，主要材料为镁砂。碱性坩埚对金属液有一定的好主要材料为镁砂。碱性坩埚对金属液有一定的好处，能够稳定合金成份，并控制合金液中的有害处，能够稳定合金成份，并控制合金液中的有害元素硫、磷的含量。酸性坩埚一般进行铸铁类的元素硫、磷的含量。酸性坩埚一般进行铸铁类的熔炼，主要材料为石英砂。在熔炼过程有增硅现熔炼，主要材料为石英砂。在熔炼过程有增硅现象，不能降低硫、磷含量。象，不能降低硫、磷含量。金属型铸造金属型铸造 金属型铸造是指将液体金属在重力作用下浇入金属金属型铸造是指将液体金属在重力作用下浇入金属铸型，以获得铸件的一种方法。铸型用金属制成，铸型，以获得铸件的一种方法。铸型用金属制成，可以反复使用几百次到几千可以反复使用几百次到几千次。次。离心铸造离心铸造 离心铸造是指将熔融金属浇入旋转的铸型中，离心铸造是指将熔融金属浇入旋转的铸型中，使液体金属在离心力作用下充填铸型并凝固使液体金属在离心力作用下充填铸型并凝固成形的一种铸造方法。成形的一种铸造方法。消失模铸造消失模铸造采用聚苯乙烯发泡塑料模样代替普通模样，造好采用聚苯乙烯发泡塑料模样代替普通模样，造好型后不取出模样就浇入金属液，在金属液的作用型后不取出模样就浇入金属液，在金属液的作用下，塑料模样燃烧、气化、消失，金属液取代原下，塑料模样燃烧、气化、消失，金属液取代原来塑料模所占据的空间位置，冷却凝固后获得所来塑料模所占据的空间位置，冷却凝固后获得所需铸件的铸造方法。需铸件的铸造方法。差压铸造差压铸造差压铸造又称反压铸造、压差铸造。实质是使液体金属差压铸造又称反压铸造、压差铸造。实质是使液体金属在压差作用下，充填到预先有一定压力的型腔内，进行在压差作用下，充填到预先有一定压力的型腔内，进行结晶、凝固而获得零件毛坯的一种工艺方法。实现方式结晶、凝固而获得零件毛坯的一种工艺方法。实现方式通常是在低压铸造的基础上，铸型外罩个密封罩，同时通常是在低压铸造的基础上，铸型外罩个密封罩，同时向坩埚和罩内通入压缩空气，但坩埚内的压力略高，使向坩埚和罩内通入压缩空气，但坩埚内的压力略高，使坩埚内的金属液在压力差的作用下经升液管充填铸型，坩埚内的金属液在压力差的作用下经升液管充填铸型，并在压力下结晶。它是低压铸造与压力下结晶两种铸造并在压力下结晶。它是低压铸造与压力下结晶两种铸造方法的结合。方法的结合。铸造优缺点铸造优缺点 优点：优点：1 1）可以生产出形状复杂，特别是具有复杂内腔的零件毛）可以生产出形状复杂，特别是具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、床身、机架等。坯，如各种箱体、床身、机架等。2 2）铸造生产的适应性广，工艺灵活性大。工业上常用的）铸造生产的适应性广，工艺灵活性大。工业上常用的金属材料均可用来进行铸造，铸件的重量可由几克到几百金属材料均可用来进行铸造，铸件的重量可由几克到几百吨，壁厚可由吨，壁厚可由0.5mm0.5mm到到1m1m左右。左右。3 3）铸造用原材料大都来源广泛，价格低廉，并可直接利）铸造用原材料大都来源广泛，价格低廉，并可直接利用废机件，故铸件成本较低。用废机件，故铸件成本较低。缺点：缺点：1 1）铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、）铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷，因此，铸件的力学性能，特别是冲击韧度气孔等缺陷，因此，铸件的力学性能，特别是冲击韧度低于同种材料的锻件。低于同种材料的锻件。2 2）铸件质量不够稳定。）铸件质量不够稳定。铸造发展趋势：铸造发展趋势：1 1、铸造工艺的迅速发展；、铸造工艺的迅速发展；2 2、铸造设备推陈出新；、铸造设备推陈出新；3 3、铸造的环境也得到了很大的改善；、铸造的环境也得到了很大的改善；4 4、对铸件的要求提高，铸件有更好的综合性能，、对铸件的要求提高，铸件有更好的综合性能，更高的精度，更少的余量和更光洁的表面。更高的精度，更少的余量和更光洁的表面。5 5、我国铸造行业：厂点多、产量大、门类齐全，、我国铸造行业：厂点多、产量大、门类齐全，但与美、日、德、法等铸造还有相当大的差距。但与美、日、德、法等铸造还有相当大的差距。他们都是一种材料的成型技术，区别在于他们都是一种材料的成型技术，区别在于类似类似铸铁和陶瓷的铸铁和陶瓷的区区别。铸造是别。铸造是利用材料从液态到固态的相变进行成型；粉末冶金是利用固体颗粒之间的利用材料从液态到固态的相变进行成型；粉末冶金是利用固体颗粒之间的低熔点物质融合达到成型的低熔点物质融合达到成型的。铸造铸造有完全熔化金属，粉末冶金没有（只有部分物资熔化）有完全熔化金属，粉末冶金没有（只有部分物资熔化）。铸铸造造的模具比粉末冶金模具大很多，造价也是它的几倍到十几倍的模具比粉末冶金模具大很多，造价也是它的几倍到十几倍。粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。艺技术。铸造实质是使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型铸造实质是使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型(压铸模具压铸模具)型腔，型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。两者的区别就是成型的金属状态不同，及材料充满型腔后温度控制方式不两者的区别就是成型的金属状态不同，及材料充满型腔后温度控制方式不同。同。粉末冶金和铸造粉末冶金和铸造对比对比粉末冶金粉末冶金具有针对性，即绝大多数难溶金属及其化粉末冶金粉末冶金具有针对性，即绝大多数难溶金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。粉末冶金材料的利用率高、生产效率高。因为压坯往往压制粉末冶金材料的利用率高、生产效率高。因为压坯往往压制成零件的最终尺寸，而不需要或很少需要随后的机械加工。成零件的最终尺寸，而不需要或很少需要随后的机械加工。通常用粉末冶金的方法生产制品时，金属的损耗只有通常用粉末冶金的方法生产制品时，金属的损耗只有1 15 5，而用一般熔铸方法时，损耗可能达到，而用一般熔铸方法时，损耗可能达到8080。粉末冶金有可能制取高纯度的材料。因为粉末冶金工艺与熔铸法粉末冶金有可能制取高纯度的材料。因为粉末冶金工艺与熔铸法不同，在材料生产过程中，不会带给材料任何污垢。同时，粉末不同，在材料生产过程中，不会带给材料任何污垢。同时，粉末冶金工艺本身较简单，易操作。冶金工艺本身较简单，易操作。Page 61工艺的对比粉末冶金基本工序粉末冶金基本工序第一步为原料粉末的制取和准备，粉末可以是纯金属或合金、非金属、金属金属的化合物以及其他各种化合物。第二步是将第一步制得的粉末根据实际条件的需要，使用特定的成形方法制成所需形状坯块。成形方式有简单的压制、等静压制、轧制、挤压、爆炸成形等。最后一步是坯块的烧结。烧结在物料主组元熔点以下的温度进行，以使材料和制品具有最终的物理、化学和力学性能。铸造工艺工序铸造工艺工序铸造主要工艺过程包括：金属熔炼、模型制造、浇注凝固和脱模清理等。粉末冶金与金属液态成型的区别粉末冶金与金属液态成型的区别 Powder metallurgy Powder metallurgy：P.M;Fusion metallurgy P.M;Fusion metallurgy：F.MF.Mu产品成分、结构不同产品成分、结构不同 P.MP.M最终产品成分未变，只是粉末固结在一起；最终产品成分未变，只是粉末固结在一起；F.MF.M最终产品组织结构发生变化，例：开始是两种金属，最最终产品组织结构发生变化，例：开始是两种金属，最后是合金。后是合金。u产品性能不同产品性能不同 P.MP.M可生产特殊性能产品，例：高熔点金属、多孔材料、摩擦可生产特殊性能产品，例：高熔点金属、多孔材料、摩擦材料、材料、磁性或电性能材料；磁性或电性能材料；F.MF.M只能生产普通产品。只能生产普通产品。u生产工艺对比生产工艺对比 P.MP.M工艺工艺 a.a.传统方法：金属传统方法：金属化学法、物理法、机械法化学法、物理法、机械法不同形状、粒度的粉不同形状、粒度的粉末末混合混合压制压制烧结烧结制品制品后处理后处理 b.b.先进技术：热固结先进技术：热固结压制和烧结同时进行（热压、热挤压、热压制和烧结同时进行（热压、热挤压、热等静压、锻压等）等静压、锻压等）F.MF.M工艺工艺 金属金属熔炼成锭熔炼成锭轧制、拉伸、挤压、锻压、机加工轧制、拉伸、挤压、锻压、机加工线材、棒材、线材、棒材、型材等不同形状、不同性能的产品型材等不同形状、不同性能的产品