第十七章 粉末冶金成型工艺

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第十七章粉末冶金成型工艺,第一节粉末冶金成形工艺过程,一、粉末材料的制取,粉末是粉末冶金成形工艺最基本的原料，其性能及其制造过程与粉末冶金制品的性能密切相关。粉末愈细，其比表面积愈大，则其表面能就愈大，烧结后制品的密度和力学性能也愈高，同时，成本也愈高。用于粉末冶金成形工艺的粉末材料可以是纯金属、非金属或化合物。,1,、粉末的制造方法,（,1,）还原法,还原法是用多种方法还原金属化合物的一种应用十分广泛的方法。一般是金属氧化物或矿石在高温下与还原剂反应以制造金属粉末，其中生产量最大的是铁粉。,（,2,）雾化法,雾化法是利用特别设计的喷嘴喷出的气流或水流的能量、粉碎经坩锅漏嘴流出的金属熔液流的一种方法。该方法生产效率高、成本较低和易于制得高纯度粉末。,（,3,）电解法,铁、镍、铬、铜、锌等的粉末都可用电解法制造。粉末冶金成形用的粉末主要是铁粉和铜粉。电解粉末纯度高，颗粒呈树枝状或针状，其压制性和烧结性都很好，但生产率低，成本高。电解铁粉价格高，仅用于纯度要求高的场合，或用来制造高密度零件。,（,4,）机械粉碎法,固态金属的机械粉碎法既是一种独立的制粉方法，又常作为某些制粉方法不可缺少的补充工序，因此，机械粉碎法在粉末生产中占有重要的地位。,2,、粉末的性能,3,、粉末的预处理,4,、粉末的混合,二、粉末成形,将处理过的粉末经过成形工序，得到的具有既定形状与强度的粉末体，叫做压坯。粉末成形可以用普通模压法或用特殊成形法。普通模压法是将金属粉末或混合粉末装在压模内，通过压力机使其成形。特殊成形法是指各种非模压成形法。应用最广的是普通模压法成形。,1,、普通模压法,模压法成形是指粉料在常温下在封闭的钢模中。按规定的压力（一般为,150,600MPa,），在普通机械式压力机或自动液压机上将粉末制成压坯的方法。,成形过程通常分为以下步骤,（,1,）定量装粉,定量装粉的方法分为质量法和容积法两种。,（,2,）压制,压制是按一定的压力，将装在型腔中的粉料，集聚成达到一定密度、形状和尺寸要求的压坯工序。在封闭钢模中冷压成形时，最基本的压制方式有三种，如图,17,3,所示。,（,3,）压制过程大体上有,4,步,压制压力达到规定值后应予保压，可以提高压坯的密度，但较长时间保压将降低生产率。,（,4,）脱模,2.,特殊成形法,粉末成形的传统方法是钢压模成形。但压力机的能力和压模的设计水平是影响压坯尺寸和形状的重要因素。所以传统的粉末冶金件的尺寸、质量较小，形状也较简单。,随着科学技术的发展，人们对粉末冶金材料的性能以及制品的形状和尺寸都提出了更高的要求。研究出了各种非钢模成形方法。这些成形方法和陶瓷成形工艺大致相似，可分为等静压成形、金属粉末轧制成形、粉浆浇注成形、连续成形、无压成形、注射成形、高能成形等，统称为特殊成形法。,三、烧结,在低于基体金属熔点下对金属粉末的压坯进行加热，粉末颗粒之间原子扩散、固溶、化合和熔接，致使压坯收缩并强化的过程，叫做烧结。,制粉、成形、烧结是粉末冶金最基本的、同样重要的三道工序，缺一不成为粉末冶金。,影响烧结的因素有加热速度、烧结温度、烧结时间、冷却速度和烧结气氛。,网带传送式烧结炉,1.,浸渍,2.,表面冷挤压,3.,切削加工及热处理,四、后处理,第二节粉末冶金成形的应用,一、机械零件常用的粉末冶金材料,1.,粉末冶金减摩材料,最常用的粉末冶金减摩材料是含油轴承材料，常用制造滑动轴承,。,2.,粉末冶金铁基结构材料,粉末冶金铁基结构材料是以碳钢粉末或合金钢粉末为主要原料。这类材料制造结构制品的优点是：制品精度较高，不需或只需少量的切削加工；制品还可以通过热处理强化；制品孔隙可浸渍润滑油，从而改善性能等。如转子泵的见外转子，齿轮等。,3.,粉末冶金摩擦材料,摩擦材料广泛用于制动器与离合器中的摩擦片。对摩擦材料性能要求是：较大的摩擦系数，较好的耐磨性，足够的强度，良好的磨合性、抗咬合性。,粉末冶金摩擦材料通常由强度高、导热性好、熔点高的金属组元（如铁、铜）作为基体，并加入能提高摩擦系数的摩擦组元（,Al,2,O,3,、,SiO,2,如及石棉）以及能抗咬合、提高减摩性的润滑组元（如铅、锡、石墨、,MoS,2,）。因此，它能较好地满足摩擦材料性能的要求。,二、常用的其它粉末冶金材料,硬质合金刃具、模具、量具常用碳化钨与钴粉末制成，金属陶瓷刃具常用氧化铝、氮化硼。氮化硅等与合金粉末制成，金刚石工具常用人造金刚石与合金粉末制成等，其中硬质合金应用最广泛。,粉末冶金材料还广泛用于一些具有特殊性能的元器件。,粉末冶金成形工艺也有一些局限性。,第三节粉末冶金制品的结构工艺性,一、避免模具出现脆弱的尖角,二、避免模具和压坯局部出现薄壁,作业：,8,、,9,