粉末冶金成形.doc

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1、第四章?粉末冶金成形粉末冶金是采用成形和燒結等工序將金屬粉末，或金屬與非金屬粉末的混合物，制成金屬制品的工藝技術。由于粉末冶金的生產工藝與陶瓷的生產工藝在形式上類似，此工藝方法又被稱為金屬陶瓷法。粉末冶金工藝的基本工序是：（1）原料粉末的制取和準備。粉末可以是純金屬或它的合金、非金屬、金屬與非金屬的化合物以及其它各種化合物等；（2）將金屬粉末及各種添加劑均勻混合后制成所需形狀的坯塊；（3）將坯塊在物料主要組元熔點以下的溫度進行燒結，使制品具有最終的物理、化學和力學性能。粉末冶金工藝過程如圖4-1所示。圖4-1?近代粉末冶金技術的發(fā)展有三個重要標志：一是克服了難熔金屬（如鎢、鉬

2、等）熔鑄過程中的困難，如電燈鎢絲和硬質合金的出現(xiàn)；二是多孔含油軸承的研制成功，繼之是粉末冶金機械零件的發(fā)展，發(fā)揮了粉末冶金少、無切削的特點；三是向新材料、新工藝發(fā)展。粉末冶金方法與液態(tài)成形方法相比，其優(yōu)點主要是：（1）可避免或者減少偏析、機加工量大等缺點。用粉末冶金法生產零件制品時，金屬的總損耗只有1%~5%。（2）材料某些獨特的性能或者顯微組織也只能用粉末冶金方法來實現(xiàn)。例如，多孔材料、氧化物彌散強化合金、硬質合金等。另外，這種方法也有可能用來制取高純度的材料而不給材料帶來污染。（3）一些活性金屬、高熔點金屬制品用其它工藝成形是十分困難的。這些材料在普通工藝過程中，隨著溫度

3、的升高，材料的顯微組織及結構受到明顯的損害，而粉末冶金工藝卻可避免。由于粉末成形所需用的模具加工制作比較困難，較為昂貴，因此粉末冶金方法的經濟效益往往只有在大規(guī)模生產時才能表現(xiàn)出來。粉末冶金工藝的不足之處是粉末成本較高，制品的大小和形狀受到限制，燒結件的抗沖擊性較差等。但是，隨著粉末冶金技術的發(fā)展，新工藝不斷出現(xiàn)與完善，這些不足正被逐步克服。應用：從普通機械制造到精密儀器，從五金工具到大型機械，從電子工業(yè)到電機制造，從采礦到化工，從民用工業(yè)到軍事工業(yè)，從一般技術到尖端高科技，幾乎沒有一個工業(yè)部門不在使用著粉末冶金材料或制品。金屬粉末和粉末冶金制品、材料在工業(yè)部門的應用舉例見表

4、4-1。表4-1?金屬粉末和粉末冶金材料、制品的應用工業(yè)部門金屬粉末和粉末冶金材料、制品應用舉例機械加工汽車、拖拉機、機床制造電機制造精密儀器電氣和電子工業(yè)計算機工業(yè)化學、石油工業(yè)軍???工航???空航天和火箭原子能工程硬質合金，金屬陶瓷，粉末高速鋼機械零件，摩擦材料，多孔含油軸承，過濾器多孔含油軸承，銅—石墨電刷儀表零件，軟磁材料，硬磁材料電觸頭材料，電真空電極材料，磁性材料記憶元件過濾器，防腐零件，催化劑穿甲彈頭，軍械零件，高比重合金摩擦片，過濾器，防凍用多孔材料，粉末超合金發(fā)汗材料，難熔金屬及合金，纖維強化材料核燃料元件，反應堆結構材料，控制材料用粉末冶金法大量生產機械

5、零件時，生產效率高、能耗低、材料省、價格低廉。其經濟效益對比見表4-2。表4-2?用粉末冶金法制造機械零件與儀表零件的經濟效益對比零件名稱1噸零件的金屬消耗量/t相對勞動量1000個零件的相對成本機械加工粉末冶金機械加工粉末冶金機械加工粉末冶金油泵齒輪鈦制堅固螺母黃銅制軸承保持架飛機導線用鋁合金固定夾1.80~1.901.85~1.951.75~1.851.85~1.951.05~1.101.10~1.121.15~1.131.05~1.091.01.01.01.00.300.500.450.351.01.01.01.00.500.500.350.40