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1、第5章粉末冶金成形粉末冶金材料：用粉末冶金方法制造的材料常用的粉末冶金材料(P36)硬質(zhì)合金：以高硬度、難熔的金屬碳化物（WC、TiC等）粉末為硬質(zhì)點(diǎn)，加入Co、Mo或Ni等作為粘結(jié)劑。用于：刃具、冷作模具、量具和不受沖擊和振動的高耐磨零件。(2)燒結(jié)減摩材料：鐵+石墨、青銅+石墨工作時(shí)要求減少摩擦的材料：含油軸承含油軸承特別適宜：不能經(jīng)常加油的場合。(3)燒結(jié)摩擦材料：基體鐵、銅+摩擦組元石棉、AL2O3+潤滑劑石墨（MoS2）能滿足摩擦材料的性能要求用于：機(jī)器上的制動帶和離合器片等。(4)燒結(jié)鋼：以碳鋼或合金鋼粉末為主并用粉末冶金法制成的材料用于：制造電鉆齒輪
2、和油泵齒輪等粉末冶金是制取金屬粉末并通過成形和燒結(jié)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。特點(diǎn)既可以制取用普通熔煉方法難以制取的特殊材料，又可以制造各種精密的機(jī)械零件省工省料模具和金屬粉末成本較高批量小時(shí)或制品尺寸過大時(shí)不宜采用粉末冶金成形5.1粉末冶金基礎(chǔ)5.1.1粉末的化學(xué)成分及性能粉末通常指尺寸小于1mm的離散顆粒的集合體，顆粒尺寸一般以微米（μm）或納米（nm）計(jì)量。1．粉末的化學(xué)成分常用的金屬粉末有鐵、銅、鋁等及其合金的粉末,雜質(zhì)和氣體的含量一般不超過1%～2%顆粒形狀球狀、粒狀、片狀和針狀…粒度單個(gè)粉末顆粒的線性尺寸,用篩分法等測
3、量粒度分布按粒度不同分為若干級，每一級粉末（按質(zhì)量、數(shù)量或體積）所占的百分比。比表面積單位質(zhì)量粉末的總表面積，可算出顆粒的平均尺寸2．粉末的物理性能3．粉末的工藝性能流動性：粉末的流動能力，用一定質(zhì)量的粉末在規(guī)定條件下從標(biāo)準(zhǔn)漏斗中流出所需的時(shí)間來表示。球形或接近球形的顆粒及較寬的粒度分布，流動性↑。松裝密度：在規(guī)定條件下粉末自由填充單位容積的重量。密度較高的粉末、球形或接近球形的顆粒、較粗的粒度或較寬的粒度分布，松裝密度↑壓縮性：在加壓條件下粉末被壓縮的程度（達(dá)到所需密度而所需的壓力/已知壓力下得到的密度值)提高壓制壓力或松裝密度、減小壓制速度或粉末 顆粒的強(qiáng)度，
4、壓縮性↑→壓坯的密度↑。成形性：粉末被壓縮成一定形狀并在后續(xù)加工中保持這種形狀的能力。在一定壓力下獲得的壓坯強(qiáng)度越高，成形性↑5.1.2粉末冶金的機(jī)理1．壓制的機(jī)理壓制是在模具或其它容器中，在外力作用下，將粉末緊實(shí)成具有預(yù)定形狀和尺寸的工藝過程。壓縮過程中，隨著粉末的移動和變形，較大的空隙被填充，顆粒表面的氧化膜被破碎，接觸面積增大，使原子間產(chǎn)生吸引力且顆粒間的機(jī)械楔合作用增強(qiáng)，從而形成具有一定密度和強(qiáng)度的壓坯。圖5-1粉末壓制過程a)裝粉b)壓制開始c)壓制結(jié)束1—下模沖2—陰模3—上模沖2．燒結(jié)的機(jī)理燒結(jié)：粉末或壓坯在低于主要組分熔點(diǎn)的溫度下的熱處理。目的：通
5、過顆粒間的冶金結(jié)合以提高其強(qiáng)度。溫度升高↑(1)水和有機(jī)物的蒸發(fā)或揮發(fā)(2)吸附氣體的排除(3)應(yīng)力的消除以及粉末顆粒表面氧化物的還原(4)粉末表層原子間的相互擴(kuò)散和塑性流動(5)顆粒間接觸面的增大，再結(jié)晶和晶粒長大固相的熔解和重結(jié)晶以上各過程往往相互重疊，相互影響5.2粉末冶金工藝金屬粉末的制取→預(yù)處理→坯料的成形→燒結(jié)→后處理5.2.1粉末的制取機(jī)械法和物理化學(xué)法兩大類1．機(jī)械法用機(jī)械力將原材料粉碎而化學(xué)成分基本不發(fā)生變化的工藝過程。球磨法：用于脆性材料及合金研磨法：用于金屬絲或小塊邊 角料霧化法：用于熔點(diǎn)較低的金屬a)高速氣流霧化b)離心霧化c)旋轉(zhuǎn)電極霧化
6、2．物理化學(xué)法借助物理或化學(xué)作用，改變物料的化學(xué)成分或聚集狀態(tài)而獲取粉末的方法。還原法：用還原劑還原金屬氧化物或鹽類，使其成為金屬粉末的方法，最常用，工藝簡便、成本較低，適用于由金屬氧化物或鹵族化合物制粉。電解法：在溶液或熔鹽中通入直流電，使金屬離子電解析出成為金屬粉末的方法?？芍频酶呒兌确勰?，但成本較高，適用于從金屬鹽類中制取粉末熱離解法：將金屬與CO、H2或Hg作用，生成化合物或汞齊（即汞合金），再加熱使其分解出CO、H2或Hg，從而制得金屬粉末的方法。用于能與CO、H2或Hg作用生成化合物或汞齊的金屬。5.2.2粉末的預(yù)處理1．分級將粉末按粒度分成若干級的過
7、程。使配料時(shí)易于控制粉末的粒度和粒度分布，以適應(yīng)成形工藝的要求。2．混合將兩種或兩種以上不同成分的粉末均勻摻合的過程,通過混合可獲得所需的組分。為提高粉料的成形性能，常需加入某些添加劑:用于提高壓坯強(qiáng)度或防止粉末成分偏析的增塑劑，用于減少顆粒間及壓坯與模壁間摩擦的潤滑劑。3．制粒為改善粉末流動性而使較細(xì)顆粒團(tuán)聚成粗粉團(tuán)粒的工藝。5.2.3成形將粉末轉(zhuǎn)變成具有所需形狀的凝聚體的過程1．模壓通過模沖加壓使剛性封閉模中的粉末密實(shí)成形單向壓制：模具簡單，操作方便，生產(chǎn)效率高，但制品密度不均勻，適于壓制高度或厚度較小的制品。雙向壓制：壓坯密度較單向壓制均勻，適于壓制高度或厚
8、度較大的制
