粉末冶金课件.ppt

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1、粉 末 冶 金材料2 粉末冶金成型工艺简介3 粉末冶金制品结构工艺性1 概 述1 粉末冶金成型 1 概 述一、粉末冶金成型工艺 是一门研究制造各种金属材料粉末和以粉末为原料通过成型、烧结和必要的后续处理制取金属材料和制品的科学技术。2产品345集束箭弹小箭集束箭弹小箭钨基合金箭头 钨基合金箭头 铁基合金尾翼 铁基合金尾翼67891011二 特 点1.具有优异的组织结构和性能2.表现出显著的技术经济效益；3.能生产许多用其它方法所不能生产的材料和制品（如：许多难熔材料）；1 1 概 述粉末冶金成型12 4.是制造各种机器零件重要而又经济的成型技 术；（能够获得具有最终尺寸和形状的零件，实现了少无

2、切削加工）5.普通粉末冶金制品的强度比相应锻件或铸件要低（2030）%；（制品内部有孔隙）二 特 点13二 特 点6.成型过程中粉末的流动性不如液态金属（对产品的结构形状有限制）7.制品一般 10kg（因为成型应力高）8.压模成本高，粉末成本高。9.只是用于成批或大量生产 1 1 概 述粉末冶金成型14三、工艺过程1原料粉末制备；2粉末物料在专用压模中加压成型，得到 一定形状和尺寸的压坯；3烧结 压坯在低于基体金属熔点的温度下加热，使制品获得最终的物理机械性能。4.后处理 1 1 概 述粉末冶金成型15粉末冶金工艺图16四、制品种类1难熔金属及其合金（钨、钛等）2组元彼此不熔合、熔点十分悬殊的

3、烧结合金(电触头)3难熔金属及其碳化物的粉末制品（硬质合金）4金属与陶瓷材料的粉末制品（金属陶瓷）5含油轴承和摩擦零件以及其它孔性制品6.机械零件。1 1 概 述粉末冶金成型17五、应用 板、带、棒、管、丝等各种型材 齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件 重量仅百分之几克的小制品 近两吨重大型坯料（用热等静压法）1 1 概 述成批或大量生产粉末冶金成型182 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型烧结后的处理压制成型 烧 结粉末冶金成品粉料制备粉末冶金成型19一粉料制备（粉末冶金原料）2 粉末冶金成型工艺简介 粉末冶金原材料（粉末）制取方法选择：取 决 于 该 材 料 的 特 殊 性 能 及 制 取

4、方 法 的 成本 种类纯金属非金属化合物粉末冶金成型纯金属合金化合物复合金属粉末 20 分类机械法机械法 2 粉末冶金成型工艺简介1、粉末的制造方法 将原材料机械地粉碎而化学成分基本上不发生变化 借助化学的或物理的作用，改变原材料的化学成分或聚集状态。物理化学法物理化学法粉末冶金成型211、粉末的制造方法（1）雾化法 高压气体，在气流 的机械力和急冷作用下，液态金属被雾化，冷凝成细小粒状的金属粉末的一种方法。22（1）雾化法 特点：生 产 效 率 高，成 本 低，易 于 制 造 高 纯 度粉末；合 金 粉 末 易 产 生 成 分 偏 析 以 及 难 以 制 得小于300目的细粉。应用 制 造F

5、e、Pb、Sn、Zn、Al、青 铜、黄铜等低熔点金属与合金粉末；18-8 不 锈 钢、低 合 金 钢、镍 合 金 等粉末。粉末冶金成型23(2)机械粉碎法 是靠压碎、击碎和磨削等作用，将块状金属或合金机械地粉碎成粉末。24(2)机械粉碎法 特点：既是一种独立制粉方法，又 常 作 为 某 些 制 粉 方 法 不 可 缺 少 的补充工序。应用 比 较 适 用 于 脆 性 材 料（虽 然 所 有 的金属和合金都可以被机械地粉碎）粉末冶金成型25（4）还原法（常用化学方法）从 固 态 金 属 氧化 物 或 金 属 化 合 物中 还 原 制 取 金 属 粉末，是 最 常 用 的 生产方法之一。特点：该法

6、简单，费用低 应用 目前铁粉大部分 由还原法生产。粉末冶金成型（3）蒸汽冷凝法 即 将 金 属 蒸 汽 冷凝而制取金属粉末26（4）电解法 从 金 属 盐 水 溶 液 中 电解沉积金属粉末。特点：电解末高纯度，高密度，高压缩性；生 产 率 低，成 本 高(高 于 还 原 法 和 雾 化法）。应用 纯铜粉大多用该法制造。电解铁粉仅在特殊性能要求时才用。*说明 金属粉末的各种性能均与制粉方法密切相关。粉末冶金成型272 粉末性能1）几何尺寸2）物理性能3）机械性能4）化学性能5）特殊性能2 粉末冶金成型工艺简介 颗粒形状 粒度 粒度分布及比表面 颗粒密度 颗粒内空隙 显微镜组织 硬度 加工硬化性

7、塑性变形能 表面状态 表面张力等 松装密度 振实密度 流动性 压制性 成型性 纯度 氢中失重等 电磁性能 摩擦特性 导热性 耐热性 抗氧化性 耐腐蚀性等粉末冶金成型283 粉末的预处理与混合（11）粉末的预处理）粉末的预处理2 粉末冶金成型工艺简介（22）粉末混合）粉末混合 目 的 使 性 能 不 同 的 组 元 形 成 均 匀 的 混 合 物，以利于压制和烧结时状态均匀一致。混合 混合 两种以上化学组元相混合（相同化学组成的粉末的混合叫做合并。）粉末冶金成型29 为什么预处理？a 即 使 在 同 一 条 件 下 制 造 的 同 一 粉 末，其 纯 度 和 粒度分 布也是有差别的；b 原 料

8、粉 末 在 运 输 和 储 存 中 会 产 生 大 量 锈 块 或 凝 结成块状，要筛出这些块状物；c 对 颗 粒 度 分 布 有 要 求 时，需 将 粉 末 过 筛 按 所 要 求的粒度分布进行混合。说 明 混 合 好 的 粉 末 常 需 要 过 筛，除 去 较 大 的 夹 杂 和 润 滑 剂 的块状凝聚物；混好的粉末尽可能及时使用。30二粉末成型 粉末成型方法：粉末成型方法：普通模压法 特殊成型方法2 粉末冶金成型工艺简介 压坯 将处理过的粉末经过成型工序，得到具有既定形状与强度的粉末体，叫做压坯。粉末冶金成型 普通模压法 将金属粉末或混合粉末装在压模内，通过压机使其成型。特殊成型方法 指

9、各种非模压成型311 模压法成型2 粉末冶金成型工艺简介 是 指 在 常 温 下粉 料 在 封 闭 的钢 模 中（指 钢性 模），按 规定 的 单 位 压 力，将 粉 料 制 成 压坯的方法。成型过程粉末冶金成型二粉末成型32 称粉称粉 压制压制 a a单向压制 单向压制 b b双向压制 双向压制 C C浮动压制 浮动压制 d.d.引下法 引下法 保压保压 脱模脱模 回弹或弹性后效 压坯从模腔中脱出后，会产生弹性恢复而尺寸胀大的现象 用回弹率表示，即线性相对伸长的百分率，其大小与模具尺寸计算有直接关系。33 称 粉 就 是称 量 成 型 一个 压 坯 所 需的 粉 末 的 重量或容量。压压制制

10、 按 一 定 的单 位 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。保压目的保压目的 提高压坯密度保压选择保压选择 小 型 压 坯 不 采 用保压 大 型 致 密 压 坯 可适当考虑保压脱脱模模 压 坯 从模 具 型 腔 中脱出过程。342 特殊成型方法（非钢模成型法）2 粉末冶金成型工艺简介分类分类（按工作原理和特点分为）等静压成型连续成型无压成型注射成型高能成型等粉末冶金成型二粉末成型35（1）等静压成型（2）金属粉末轧制（3）粉浆浇注 2 粉末冶金成型工艺简介2特殊成型方法（非钢模成型法）等静压成型 借助于高压泵的作用把流体介质（气体

11、或液体）压入耐高压的钢质密封容器内，高压流体的静压力直接作用在弹性模套内的粉末上；粉末体在同一时间内在各个方向上均衡地受压而获得密度分布均衡和强度较高的压坯。特点 压坯任意断面上个点的密度大体上相同 分类 冷静压，热静压粉末冶金成型36 粉浆浇注 金属粉末在不施加外压力的情况下而实现成型的过程。成型过程 将成型材料首先与水或其它液体调成悬浮液浆，并注入能够吸收液体的石膏模内；然后再从石膏模中取出干涸的坯块，并进行最后烘干。金属粉末轧制 将金属粉末通过一个特制的漏斗喂入转动的轧辊缝中，即可轧出具有一定厚度的长度连续的、并且强度适宜的板带坯料，这些坯料经烧结，又经轧制加工及热处理等工序，就可制成有

12、一定孔隙度的，或致密的粉末冶金板带材。37三烧结1烧结 2影响烧结的因素3设备4烧结对产品质量的 影响2 粉末冶金成型工艺简介 烧结 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。粉末冶金成型38 产生“过烧”废品 烧结温度过高或时间过长，使压坯歪曲和变形，其晶粒也大；产生“欠烧”废品 烧 结 温 度 过 低 或 时 间 过 短，产 品 结 合 强 度 等 性 能 达 不 到 要求；设备按加热方式分 燃料加热 电加热 据作业的连续性分 间歇式烧结炉坩埚炉箱式炉 高频或中频感应炉 连续式烧结炉影响烧结的因素 烧结温度 烧结时间 大气环境39四后处理 金属粉末压坯经烧结后的处理1提高制件的物理及力学性能 复压、复烧、浸油、热锻与热复压、热处理及化学热处理2 粉末冶金成型工艺简介粉末冶金成型2改善制件表面的耐腐蚀性 水蒸气处理、磷化处理、电镀3提高制件形状与尺寸精度 精整、机械加工403 粉末冶金制品的结构工艺性粉末冶金成型3 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、避免模具和压坯出现局部薄壁；三、锥面和斜面需有一小段平直带；四、需要有脱模锥角或圆角；五、适应压制方向的需要 总的原则 总的原则 零件结构应尽量简单，方便压制、脱模；利于粉末均匀填充，压坯致密且密度均匀；有利于简化压模结构，提高使用寿命。41