1.铁基粉末冶金硬度一般为多少?

2.粉末冶金是什么材质

3.粉末冶金材料的应用领域有哪些?

4.铁粉(金属矿产品)详细资料大全

5.粉末冶金工艺过程是怎么样的?

6.现在粉末冶金发展怎样

7.粉末冶金的优缺点

铁基粉末冶金硬度一般为多少?

机械粉末冶金价格多少_机械粉末冶金价格

铁基粉末冶金硬度一般为HB90。

铁基粉末是通过调整18-8型或Cr13型不锈钢的Ni、Cr含量,并添加B、Si元素而成的。铁基合金粉末的喷涂层硬度、致密性、结合强度等于镍基合金粉末涂层大体相当,因此在不少场合下可代替镍基合金粉末,但涂层的韧性低于镍基合金粉末涂层。铁基合金粉末涂层具有良好的耐磨性。

扩展资料:

特点

粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能,而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品,如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等,是一种少无切削工艺。

(1)粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚,消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用。

(2)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料,这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。

(3)可以容易地实现多种类型的复合,充分发挥各组元材料各自的特性,是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。

(4)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品,如新型多孔生物材料,多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。

(5)可以实现近净形成和自动化批量生产,从而,可以有效地降低生产的和能源消耗。

(6)可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料,是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。

我们常见的机加工刀具,五金磨具,很多就是粉末冶金技术制造的。

百度百科-粉末冶金

粉末冶金是什么材质

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方,均属于粉末烧结技术。由于粉末冶金技术的优点,它已成为解决新材料问题的钥匙,在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

粉末冶金包括制粉和制品。其中制粉主要是冶金过程,和字面吻合。而粉末冶金制品则常远远超出材料和冶金的范畴,往往是跨多学科(材料和冶金,机械和力学等)的技术。尤其现代金属粉末3D打印,集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,使得粉末冶金制品技术成为跨更多学科的现代综合技术。

粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能,而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品,如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等,是一种少无切削工艺。

粉末冶金材料的应用领域有哪些?

粉末冶金材料在现代工业中的应用越来越广泛,特别是汽车工业、生活用品、机械设备等的应用中,粉末冶金材料已经占有很大的比重。它们在取代低密度、低硬度和强度的铸铁材料方面已经具有明显优势,在高硬度、高精度和强度的精密复杂零件的应用中也在逐渐推广,这要归功于粉末冶金技术的快速发展。全致密钢的热处理工艺已经取得了成功,但是粉末冶金材料的热处理,由于粉末冶金材料的物理性能差异和热处理工艺的差异,还存在着一些缺陷。各铸造冶炼企业在粉末冶金材料的技术研究中,热锻、粉末注射成型、热等静压、液相烧结、组合烧结等热处理和后续处理工艺,在?粉末冶金材料的物理性能与力学性能缺陷的改善中,取得了一定效果,提高了粉末冶金材料的强度和耐磨性,将大大扩展粉末冶金的应用范围。

铁粉(金属矿产品)详细资料大全

铁粉(iron dust) 尺寸小于1mm的铁的颗粒集合体。颜色:黑色。是粉末冶金的主要原料。按粒度,习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。粒度为150~500μm范围内的颗粒组成的铁粉为粗粉,粒度在44~150μm为中等粉,10~44μm的为细粉,0.5~10μm的为极细粉,小于0.5μm的为超细粉。

一般将能通过325目标准筛即粒度小于44μm的粉末称为亚筛粉,若要进行更高精度的筛分则只能用气流分级设备,但对于一些易氧化的铁粉则只能用JZDF氮气保护分级机来做。铁粉主要包括还原铁粉和雾化铁粉,它们由于不同的生产方式而得名。

基本介绍 中文名 :铁粉 英文名 :iron dust 别称 :还原铁粉 化学式 :Fe 分子量 :55.845(计算时取56) CAS登录号 :7439-89-6? EINECS登录号 :231-096-4 熔点 :1537℃ 沸点 :2862℃ 水溶性 :不溶 密度 :7.845g/cm3 外观 :常温状态是银白色固体或灰黑色粉末 套用 :铸铁锭、装备制造等 危险性描述 :低 危险品运输编号 :UN 3089 4.1/PG 3 基本信息,医药铁粉,生产,铁粉制取方法,铁粉系列,套用,在食品中的套用,在工业上的套用, 基本信息 铁(Fe)原子序数26,相对原子质量55.85,银灰色,密度7.8g/cm 3 ,熔点1535℃,晶体结构为体心立方结构。铁由于其性质非常接近钴,价格相对钴来讲是非常便宜的,而且来源非常广泛。金属铁粉呈铁灰色,在金刚石工具中,近年来,铁基结合剂的运用发展迅速,主要是因为铁基结合剂不仅满足要求,而且具有其他结合剂无法比拟的经济性。铁粉在配方中具有双重作用,一是与金刚石形成渗碳体型碳化物;二是与其他元素合金化强化胎体。铁基结合剂的力学性能高于铜基和铝基结合剂,与金刚石的润湿性也优于铜基和铝基结合剂。铁与金刚石的附着功比钻高,铁基结合剂金刚石工具通过合理的选择胎体配方,加上恰当的烧结工艺,其胎体性能达到钴基胎体的性能指标,还可以保持金刚石有较小的强度损失,提高对金刚石的把持力。 纯的金属铁是银白色的,铁粉是黑色的,这是个光学问题,因为铁粉的表面积小,没有固定的几何形状,而铁块的晶体结构呈几何形状,因而铁块吸收一部分可见光,将另一部分可见光镜面反射了出来,显出白色;铁粉没吸收完的光却被漫反射,能够进入人眼的可见光少,所以是黑色的。 医药铁粉 考证出自《本草纲目拾遗》。 ⒈《开宝本草》:造作(铁)粉,飞炼有法,文多不载,人多取杂铣作屑飞之,令体重,真钢则不尔。 《本草拾遗》 ⒉《东医宝鉴》:以铁华粉作火飞者为铁粉。来源为钢铁飞炼的粉末;或系生铁打碎成粉,用水漂出的细粉。 化学成分由钢铁飞炼而成者,主要含四氧化三铁;由生铁打碎而成者,主要含金属铁,及少量的C、P、Si等杂质。 炮制《本草求真》:(铁粉)煅赤,醋沃七次用。 性味①《开宝本草》:味咸,平,无毒。②《本草求真》:气辛,性平。 归经《本草求真》:入肝。 功用主治-铁粉的功效平肝,镇心。治惊痫,发狂,脚气冲心,疔疮。《开宝本草》:安心神,坚骨髓,润肌肤。 用法与用量内服:煎汤,0.5~1两;或入散剂。外用:调敷。 宜忌①《医学入门》:畏磁石、石炭。②《本草求真》:畏皂荚。 选方①治惊痫发热:铁粉,水调少许服之。(《圣惠方》) ②治小儿身体壮热,急惊搐搦,涎潮壅塞,闷乱不醒:朱砂一钱(别研),铁粉二钱(别研),腻粉半钱(别研)。上药同研令匀。半岁儿每服一字,一岁儿服半钱,煎薄荷汤调下,不拘时候。(《杨氏家藏方》朱砂铁粉散) ③治伤寒阳毒,狂言妄语乱走,毒气在脏:铁粉二两,龙胆草一两(为末)。磨刀水调服一钱,小儿五分。(《全幼心鉴》) ④治头痛鼻塞,头目不利:铁粉一两,龙脑半分。上药细研令匀。每于食后。以新汲水调下半钱。(《圣惠方》) ⑤治疔疮:铁粉一两,蔓青根三两。捣如泥封之,日二换。(《集玄方》) ⑥治风热脱肛:铁粉研,同白蔹末敷上,按入。(《仁斋直指方》) 名家论述①《本事方》:铁粉,非但化涎镇心,至如摧抑肝邪特异,若多恚怒,肝邪太盛,铁粉能制伏之。②《本草求真》:铁粉,所云定惊疗狂,亦止就铁重坠之意起见,岂真救本求源之治哉。暂用则可,久用鲜效,且诸草药切忌。 生产 自20世纪30年代初铁粉开始用于粉末冶金工业以来,曾涌现许多铁粉生产方法。由于技术和经济上的各种理由,其中不少方法从未超出实验或中试阶段,例如用热氢还原氯化亚铁的化学冶金法;另一些方法,诸如涡旋机械粉碎法(Hametag Process)、水溶液电解法、流化床氢还原法、旋转盘雾化液态钢法(D.P.G.Process)、空气雾化液态生铁法(R.Z.Process)及转化天然气和固体碳的联合还原法等,经历了相对短时间的工业套用,而后因出现其他更有竞争性的方法而不再用于铁粉的工业生产。至于用羰基法生产的铁粉(见羰基制粉法),因其颗粒微细,加以价格昂贵,不适用于烧结机械零件和电焊条;但其纯度高、颗粒结构特殊,显示出优异性能。 还原铁粉 现今主宰铁粉市场的铁粉生产工艺是:属于铁氧化物还原工艺的赫格纳斯法和派隆法、低碳钢液的水雾化法、属于高纯生铁喷丸的球磨和脱碳工艺的QMP法。其中赫格纳斯法和水雾化法的铁粉生产量具有压倒优势。 赫格纳斯法(Hoganas Process) 是瑞典Hoganas公司开发的固体碳一氢二步还原工艺。先将铁精矿粉与低硫焦炭屑-石灰石粉(用以脱硫)混合还原剂间层式装填在SiC质还原容器内,通过隧道窑加热至约1200℃,使矿粉还原成海绵铁。海绵铁经破碎成小于0.175mm(-80目)或小于0.14mm(-100目)后,铺加于钢带式还原炉内,在800~900℃下以分解氨进行还原退火。退火后的烧结粉块加以锤破,即可得到优质海绵铁粉。 派隆法(Pyron Process)将低碳沸腾钢的轧钢铁鳞破碎至小于0.147mm后,置于多炉床焙烧炉内在980℃下氧化成Fe 2 O 3 。然后将Fe 2 O 3 粉喂送至带式炉内,在温度不超过1050℃下通以氢气使之还原成铁粉。 低碳钢液水雾化法 低碳废钢通过熔化造渣除去或减少磷、矽和其他杂质元素后,通过漏嘴流入雾化器中,同时喷入高压(约8.3MPa)水流击碎金属流而成液滴,液滴落入底下的水槽冷却而凝固成粉。粉末经磁选、脱水和干燥后,送入带式炉,在800~1000℃下以分解氨气予以还原退火处理,即得纯度高的水雾化铁粉。 QMP法 为加拿大Quebec Metal Powder公司所开发。将高纯的熔融生铁水(含碳量约为3.3%~3.8%)注入漏包,从漏嘴流下的铁水被水平喷射的高压水流击碎成粒(约3.2mm)后,落入一吸入空气的水冷容器中,使之部分氧化。经干燥的铁粒用球磨法加以粉碎,然后将过筛至小于0.147mm的粉末送入有分解氨气保护的带式炉内,在800~1040℃下利用自身所含的氧进行脱碳退火,再用分解氨气体另行还原退火,即可得粉末冶金用铁粉。 铁粉制取方法 粉末的制造方法通常分为两大类,即物理化学法和机械粉碎法,工业上套用较多的有还原法、雾化法和电解法,铁粉的制备方法和一般特征。 铁矿还原法,一般特征:粉末颗粒为不规则状,松装密度较低,杂质含量较高,压缩性稍差。主要用途:结构零件、焊条、金属切割。价格便宜。 铁鳞还原法,一般特征:粉末颗粒为不规则状,中等松装密度,纯度高,压缩性好、压坯强度较高、烧结性较好。主要用途:结构零件、焊条、金属切割。价格便宜。 雾化法,一般特征:粉末颗粒接近球状,松装密度高,流动性好,压坯强度较高。主要用途:高密度结构零件,粉末锻造零件,过滤器,焊条。价格较贵。 电解法,一般特征:粉末颗粒为树枝状或片状。松装密度高、纯度好、压制性好。主要用途:高密度结构零件。 羰基法,一般特征:粉末颗粒呈球状,非常细,纯度很高。主要用途:电子材料。价格很昂贵。 铁粉系列 钢铁粉 钢铁粉的用途 钢铁粉是国民经济,特别是机械制造工业不可缺少的一类金属原料。钢铁粉主要用于粉末冶金工、电焊条生产、火焰切割与清理、磁力场、静电复印、电力工业、食品工业、医药、化工等行业。 (1)用于粉末冶金制造机械零件-机械零件一般是经铸、锻、冲压、焊接等工序加工成形的产品。这些加工方法的共同特点为材料利用率低、成本高,公害和劳动环境卫生方面的问题日益明显化。相比之下,用粉末冶金法制造机械零件具有节省材料与工时,易于自动化,容易组织大量生产,可使劳动环境大为改善。 用粉末冶金制造机械零件的好处是:可将几个零件一体化设计、制造,大量生产时重复性好,零件表面光洁度好,可制造形状复杂的零件,无需切削加工,具有节材、节时等优点。由于金属粉黏度高、制造的零件具有润滑性,可得到所需要的使用性能,并可把不同材料互相熔合的不同特点结合起来,制造具有特殊性能的材料与制品。 (2)用于电焊条的生产。钢铁粉主要以三种形式用于电焊条生产与焊接,第一种是在焊条药皮中加入50%以上钢铁粉(现在最多达75%),以增高焊条的收敷率与熔敷率,这种焊条通常称为钢铁粉焊条。第二种是在焊条药皮中加入10%~30%钢铁粉,以改善焊条的焊接工艺性能,钢铁粉用于电焊条生产与焊接的第三种形式是作填充剂,如用钢铁粉作填充“焊粒”,填充于刨口内,配合以自动焊丝、焊剂和衬垫,用于焊接厚板的单面焊缝比一般埋弧自动焊的效果好。 钢铁粉焊条的优点:钢铁粉和焊芯同时熔人焊缝金属,增大熔合比,节省焊条质量,收敷率高,可提高焊接效率,可节省电力20%左右,并可用依棒焊接,减轻焊工的体力劳动强度。 (3)用于火焰切割与清理。用氢氧焰和乙炔焰切割耐火材料时,将钢铁粉加入火焰中,可提高火焰温度,这时生成的熔融氧化铁还起助熔剂作用。切割不锈钢时钢铁粉与难熔氧化物相结合,可将难熔氧化物冲掉,暴露出新鲜金属表面,火焰清理的功能原理是:掺有铁粉的火焰作用似“扫帚”一样,在钢坯加工前,用其清理钢坯表面的氧化皮与夹杂物。 (4)用于制造各种重要电器用的磁性材料,这是钢铁粉套用的重要方向。 国内外生产钢铁粉的工艺技术 用废钢、铁屑生产钢铁粉是一种合理利用的方法,钢铁粉生产已有五十多年的历史,近二十几年来,各国对钢铁粉的生产工艺、性能等进行了大量的研究,研制厂许多生产方法,且取得了成熟工艺。 生产钢铁粉的传统方法可归纳如下: (1)雾化法:先将钢铁件熔炼成液,再利用高压气体(空气、惰性气体)或高压液体(通常是水),以高流速作用于高温液流,或借旋转圆盘离心力的作用迅速地将其雾化成粉末,该法已在我国广泛用。 它的优点是:在熔炼过程巾易加入各种合金元素,套用范围广泛,可制取具有各种化学成分的合金粉末。雾化粉末的非金属夹杂物较少,纯度较高,易于制高强度、高纯度、高性能粉末冶金制品。它的缺点足:对钢、铁屑的烧损率大,一般为10%~20%,金属收得率低,生产成本高。 (2)氧化还原法。氧化还原法是一种通过化学反应生产高纯钢、铁粉的方法。这个方法由加拿大彼斯矿冶公司(Peace R.Mining Smelting Ltd)研究并投人生产,其反应步骤为: 1)于大气压下将废钢、铁屑溶解于95℃的盐酸中,化学反应为:

Fe+2HCI——→FeCI 2 +H 2 2)将沉渣(SiO 2 、Al 2 O 3 、Mn( OH) 2 等)滤出,使纯溶液结晶,生成FeCl 2 ·nH 2 O; 3)干燥和制成FeCl 2 块; 4)在温度为600—800℃和压力10.13kPa的热氢中进行还原,化学反应式为:

FeCI 2 +H 2 ——→Fe +2HCI 这样可制得纯度为99. 4%—99. 80%的铁粉,同时生产HCI。 该方法是制造高纯钢铁粉比较经济的方法,其生产过程能够实现连续化、自动化,而且有副产品氯化亚铁。影响其推广的主要原因是工艺复杂、设备投资大,钢、铁屑中的合金元素未被利用,因此,在我国没有实现工业化。 (3)羰基法。该法是利用金属与CO作用时能形成羰基化合物: Me+nCO——→Me(CO) n 而羰基化合物在一定条件下又能离解,形成细的金属粉末,反应如下:

Me(CO) n ——→Me+nCO 该法能生产出高纯、超细的钢铁粉。这种钢铁粉性能好,售价高。但在合成反应时,要求200kPa的条件,设备造价与要求都很高,所以,不适应生产普通冶金粉末。 (4)涡流研磨法。这个方法是1990年德国研究出来的,称哈麦塔克(Hametag)法,它是利用高速涡流中金属颗粒互相撞击来进行粉碎的。制造的磁性材料纯粉在氢中脱碳退火,具有良好的压缩性与烧结性,该法设备简单,便宜。原料可利用废钢、铁屑。但电力消耗大,制造1kg铁粉耗电2.5~3kW·h。生产效率较低,生产率为7-10kg/h,这种方法制造粉末不经济,目前一般都不用。 套用 在食品中的套用 在食品等的包装袋中放置小袋铁粉或在塑胶袋中添加铁粉。利用铁易氧化的原理,把它的吸氧功能套用于食品保鲜防腐方面具有十分显著的效果。 铁粉及亚铁盐既是食品抗氧化剂,同时也是食品营养强化剂。铁缺乏是人类最常见的营养缺乏现象。作为一种食用天然矿物质,铁对于人类的生长、发育和日常工作至关重要。有关调查表明,美国目前约有12%的年龄为20~49岁的妇女缺乏铁,5%的人患有贫血病。贫血病会伤害人的认知能力和免疫功能。为了解决铁缺乏问题,食品生产商通常在面粉、玉米、大米、早餐麦片等食品中添加铁粉。但是,世界各国对目前食品中添加的各种铁粉的营养性生物利用率情况研究甚少。 铁粉在乳粉中普遍添加,亚铁盐广泛在酱油、食醋及果汁饮料中添加,效果很好,既可以抗氧化,又可以补铁,预防缺铁性贫血。 在工业上的套用 铁粉主要用下生产粉末冶金机械零件,其主要物理性能是松装密度、流动性、成形性、颗粒形状等,这些性能主要受铁粉生产方法和其化学成分的影响。 (一)铰粉在粉末冶金结构零件制造中的套用 用粉末冶金方法制造机械零件具有节省材料与工时,易于自动化,容易组织大批量生产等优点,从而引起了普遍重视,得到了迅速发展。铁基粉末冶金机械零件在我国汽车、机车、家用电器、电动工具、办公机械、农业机械、工具机、仪器仪表、纺织机械、冶金机械等工业部门已广泛套用,并取得了良好的技术经济效益。据不完全统计,2003年我国铁粉产量已超过10万吨,说明铁粉在机械制造业已成为一类重要的金属原料。 (二)铁粉在电焊条生产、火焰切割等方面的套用 焊条用铁粉,在整个铁粉套用中,占有一定比例(瑞典占37%),一般在焊条的药皮中加入10%~30%的铁粉可改善焊条的焊接工艺性能。 火焰切割与清理是铁粉套用的另一个重要方面。美国在这方面每年要使用约7000吨铁粉。用氢氧焰或乙炔焰切割耐火材料(如混凝土)时,将铁粉加入火焰中,可增高火焰温度,还能起助溶剂作用。

粉末冶金工艺过程是怎么样的?

粉末冶金工艺是一种新型的净近成型技术,通过融化、加热、注射、压制金属粉末进行所需的模具成型,对于一些难加工、难熔金属、高合金化等特殊材料,传统的加工方法难以胜任,而粉末冶金就成了主要的加工生产方法,特别在高精度齿轮和汽车零配件中得到大量的应用,接下来就给大家讲讲粉末冶金工艺基本工序流程是怎样的,让大家对于粉末冶金有更深的认识和理解。

一:粉末冶金工艺基本工序流程

第1步:原料制备成金属粉末

通过氧化物还原和机械法将原料制备成金属粉末的一个步骤。

第2步:制成坯粉

根据不同的产品要求,用湿式或者干式、半干式按照一定的等比例对粉末进行混合均匀,制成坯粉,粉末的比例一定要控制好。

第3步:模具的成形

将混合好的坯粉装入粉末冶金相应的成型模具中,通过加压成型或无压成型成想要的形状。

第4步:粉末冶金模型产品的烧结

成型好的模型通过多元烧结或者单元烧结进行烧结,就能形成所要求的最终零件产品的物理机械性能,粉末冶金烧结工序是整个工艺中最重要的一个步骤,也是产品性能好坏的决定性工序。

第5步:烧结后续细节处理

对于产品精度要求很高的产品通过烧结工序后还需要进行后续的精整、浸油、电镀、或者是少量的机加工、热处理等等细节的处理,让产品的稳定性和硬度更好。

二:粉末冶金工艺应用在哪些领域?

1:汽车领域

汽车领域的齿轮、发动机转子、汽车尾门、汽车雨刮等位置的粉末冶金工艺零配件。

2:数码电子家电领域

智能手机、笔记本电脑、智能穿戴、家电等零配件的粉末冶金工艺应用。

3:五金工具领域

锁具、锁舌、电动工具、五金工具零配件都有用粉末冶金成型技工艺。

4:通讯领域

基站通讯的齿轮箱、天线等零配件都有用粉末冶金工艺。

5:医疗器械领域

医疗器械对于零配件的要求比较高,粉末冶金净近成型技术就非常符合医疗器械零配件的应用,精度更高,生产出来的产品更干净卫生。

现在粉末冶金发展怎样

我国近十年来粉末冶金技术发展概况:

粉末冶金是一项集材料制备与零件成形于一体,节能、节材、高效、最终成形、少污染的先进制造技术,在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用,已经进入当代材料科学的发展前沿。目前粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、低成本方向发展

近十年来粉末冶金零件的成形新技术:一、温压技术 温压技术是粉末冶金领域近几年发展起来的一项新技术,可生产出高密度、高强度,具有非常广泛的应用前景。所谓温压技术就是用特

制的粉末加温、粉末输送和模具加热系统,将加有特殊润滑剂的预合金粉末和模具等加热至130~150℃,并将温度波动控制在±2.5℃以内,然后和传统粉末冶金工艺一样进行压制、烧结而制得粉末冶金零件的技术。其技术关键:一是温压粉末制备,二是温压系统。与传统工艺相比,温压成形的压坯密度约有0.15~0.30g/cm3的增幅,其密度可达7.45g/cm3。在相同的压制压力下,温压材料的屈服强度比传统工艺平均高11%,极限拉伸强度平均高13.5%,冲击韧性可提高33%。另外,温压零件的生坯强度高,可达2O~30MPa,比传统方法提高50—100%,不仅降低生坯搬运过程中的破损率而且能对生坯进行机加工,表面光洁度好。此外,温压工艺的压制压力低和脱模力小,同时零件性能均一,产品精度高,材料利用率高。温压工艺还有一个特点是工艺简单,成本低廉。研究表明,如一次压制、烧结的普通粉末冶金工艺的成本为1.0,则粉末锻造的相对成

本为2.0,复压复烧的相对成本为1.5,渗铜的相对成本为1.4,而温压技术的相对成本为1.25。目前,用温压技术生产的粉末冶金零件已达200多种,零件重量在5—1200g。例如,德国SinterstahlGmbH公司用温压技术生产复杂的摩擦传动用同步齿环,在美国新奥尔兰举行的PM2TEC2001国际会议上获奖。该零件的齿部密度超过7.3g/cm,环体密度超过7.1g/cm,生坯强度达到28MPa。用了扩散合金化的烧结硬压粉末,最低抗拉强度为850MPa。由于使用了温压技术和用粉末冶金零件,使得综合成本降低了38%。

二、流动温压技术

流动温压粉末冶金技术(Warm Flow Compaction,简称WFC)是在粉末压制、温压成形工艺的基础上,结合了金属粉末注射成形工艺的优点而提出来的一种新型粉末冶金零部件近净成形技术。其关键技术是提高混合粉末的流动性。它通过提高了混合粉末的流动性、填充能力和成形性,从而可以在8O~130~C温度下,在传统压机上精密成形具有复杂几何外形的零件,如带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔等零件,而不需要其后的二次机加工。WFC技术既克服了传统粉末冶金在成形复杂几何形状方面的不足,又避免了金属注射成形技术的高成本,是一项极具潜力的新技术,具有非常广阔的应用前景。WFC技术作为一种新型的粉末冶金零部件近净成形技术,其主要特点如下:(1)可成形具有复杂几何形状的零件;(2)压坯密度高、密度均匀;(3)对材料的适应性较好;(4)工艺简单,成本低。目前,WFC技术在国外还处于研究的初始阶段,其关键制造技术及其致密化机理研究尚未见报道。传统粉末零件成形时,为了减少粉末颗粒之问和粉末颗粒与模壁之间的摩擦,在粉末混合料中需添加一定量的润滑剂,但混进的润滑剂因密度低不利于获得高密度的粉末冶金零件;而且润滑剂的烧结会染环境,甚至会降低烧结炉的寿命和产品的性能。模壁润滑技术的应用则很好地解决了这一难题。近年来,用模壁润滑取代粉末润滑技术已成为粉末成形研究和开发的又一热点。

目前,实现模壁润滑的主要途径有两个:一是利用下模冲复位时与阴模及芯杆之间的配合间隙所产生的毛细作用,将液相润滑剂带到阴模及芯杆表面。二是用喷枪将带有静电的固态润滑剂粉末喷射到压模的型腔表面上,即在装粉靴的前部装一个附加的润滑剂靴装置。成形开始时,润滑剂靴推开压坯,压缩空气将带有静电的润滑剂从靴内喷射到模腔内,因为润滑剂粉末所带的极性与阴模相反,粉末在电场牵引下撞击并粘附在模壁上,然后装靴粉装粉,进行常规压制成形。用模壁润滑技术明显提高粉末材料的生坯密度,密度可达到7.4g/cm3,且模壁润滑与粉间润滑相比,铁粉的生坯强度可分别提高128—217%。日本丰田汽车中心研究人员利用温压、模壁润滑与高压制压力使铁基粉末压坯几乎达到全致密。

四、高速压制技术

高速压制技术(Hjgh Velocity Compaction,简称HVC)是瑞典的Hoaganas公司在2001年6月推介的一种新技术。高速压制生产零件的过程和传统的压制过程工序相同。混合粉末加进送料斗中,粉末通过送粉靴自动填充模腔压制成形,之后零件被顶出并转入烧结工序。所不同的是高速压制的压制速度比传统压制高500—1000倍,压机锤头速度高达2—30m/s,液压驱动的锤头重达5—1200Kg,粉末在0.02s之内通过高能量冲击进行压制,压制时产生强烈的冲击波。通过附加间隔0.3s的多重冲击能达到更高的密度。HVC技术具有高密度、高性能、低成本、高生产率和可成形大零件的特点。

该技术适用于制备阀门、简单齿轮、气门导筒、主轴承盖、轮毂、齿轮、法兰、轴套宇轴承套圈和凸轮凸角机构等产品。目前正在继续研究生产更复杂的多级部件。

五、动磁压制技术

动力磁性压制技术(dynamic magnetic cornpaction,简称DMC)是1995年美国开始研究的一种新型的高性能粉末最终成形压制技术。DMC是用脉冲调制电磁场施加的压力来固结粉末。与传统的粉末冶金压制工艺一样,动力磁性压制也是两维压制工艺,但却是径向压制而不是轴向压制。当粉末装入~个导电的容器(护套)内,置于高场强的中心腔中,线圈通入高电流脉冲,线圈中形成磁场,护套内因而产生感应电流。感应电流与施加的磁场相互作用,产生由外向内压缩护套的磁力,使粉末得到压制,整个压制过程时间不足1ms。DMC具有以下特点:(1)由于不使用模具,因而可达到更高的压制力,维修与生产成本更低;(2)在任何温度与气氛中均可施加压力,且适合所有材料,工作条件更灵活;(3)不使用润滑剂与粘结剂,有利于环境保护。目前,许多动磁压制的应用已接近工业化阶段。DMC适于制造柱形对称的终形件,薄壁管,高纵横比部件和内部形状复杂的部件。现可以生产直径×长度:12.7mm×76.2mm到127.0mm×25.4mm的部件。第一台工业型SPS装置,该技术才真正引起世人的关注。该技术集粉末成形和烧结于一体,不需要预先成形,也不需要任何添加剂和粘结剂。主要是利用外加脉冲强电流形成的电场清除粉末颗粒表面氧化物和吸附的气体,净化材料,活化粉末表面,提高粉末表面的扩散能力,再在较低机械压力下利用强电流短时加热粉体进行烧结致密。_有关研究表明,该技术由于场活化等作用在较大程度上降低了粉体的烧结温度,缩短了烧结时间,并充分利用了粉末自身发热的作用,热效率极高,加热均匀,可通过一次成形获得高精度、均质、致密、含氧量低和

晶粒组织细小的零件。

目前,SPS研究对象主要集中于陶瓷、金属陶瓷、金属间化合物、复合材料、纳米材料以及功能材料等。在制备和成形非晶合金、形状记忆合金、金刚石等材料方面也作了不少尝试,并取得了较好的结果。

七、爆炸压制技术参考文献:

爆炸压制(Explosive Compaction)又称冲击波压制,是利用化学能的一种高能成形方法。它通常将金属粉末材料置于具有一定结构的模具中施加爆炸压力,爆炸物质的化学能在极短的时间内转化为周围介质中的高压冲击波,并以脉冲波的形式作用粉末,使其获得高密度。作用时间仅为1O一100us,粉末成形为1ms左右。爆炸压制方法是一种独特的加工方法,可使松散材料达到理论密度。能将不适合传统压力加工的材料制造成零件,可使传统的不可压缩的金属陶瓷材料、低延性金属等压制成复合材料,典型的应用是将高温合金粉末用于成形飞机发动机的耐高温零件。

结束语

粉末冶金是一门重要的零件成形技术。粉末冶金新技术、新工艺的不断出现,必将促进高技术产业的快速发展,也必将带给材料工程和制造技术光明的前景。目前,我国粉末冶金行业整体技术水平低下、工艺装备落后,与国外先进技术水平相比存在较大差距。因此,大力发展粉末冶金新技术的研究,对提高我国粉末冶金产品的档次和技术水平,缩短与国外先进水平的差距具有非常重要的意义。

粉末冶金的优缺点

粉末冶金工艺的优点:绝大多数难熔金属及其化合物、合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。

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随后的机械加工,故能大大节约金属,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1-5%,而用一般熔铸方法生产时,金属的损耗可能会达到80%。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,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。

粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。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,用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。

粉末冶金工艺的基本工序是:原料粉末的制备。现有的制粉方法大体可分为两类:机械法和物理化学法。而机械法可分为:机械粉碎及雾化法;物理化学法又分为:电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。粉末成型为所需形状的坯块。成型的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成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。坯块的烧结。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机械性能。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固相烧结,烧结温度比所用的金属及合金的熔点低;对于多元系的液相烧结,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。除普通烧结外,还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。