粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金原理概述
粉末冶金原理概述
简介
粉末冶金是一种通过将金属粉末压制成型，然后通过烧结或热处理使其结合成型而获得金属制品的工艺。粉末冶金具有许多优点，包括高材料利用率、能够制造高复杂度的零件、制造成本低等。本文将对粉末冶金的原理进行概述。
原理概述
粉末冶金是通过粉末的压制和烧结过程来制造金属制品。其基本流程包括粉末制备、粉末的成型和烧结过程。
粉末制备
粉末制备是粉末冶金的第一步。金属粉末可以通过多种方法来制备，包括机械研磨、凝固法、气相法等。选择合适的粉末制备方法可以控
制粉末的粒度、形状和组成，以适应所需的材料特性和制品要求。
粉末成型
粉末成型是将金属粉末转化为所需形状的过程。常见的成型方法包
括压制、注塑、挤压等。其中，压制是最常用的成型方法之一。通过
将金属粉末放入模具中，然后施加高压使其成型。成型过程中，通过
给予粉末适当的压力和温度，使粉末颗粒之间发生塑性变形和结合。
烧结过程
烧结是粉末冶金的关键步骤之一。在烧结过程中，经过成型后的粉
末通过加热使其进行结合。在加热的同时，粉末颗粒之间发生扩散，
并形成跨粒界结合。烧结温度和时间的选择对最终材料的性能和结构有重要影响。
后续热处理
在烧结后，通常还需要对金属制品进行后续的热处理。热处理可以有选择地改变材料的性能和结构，如提高强度、改善耐腐蚀性等。常见的热处理方法包括固溶处理、时效处理、淬火等。
粉末冶金的优点
粉末冶金具有以下优点：
1.高材料利用率：由于粉末冶金可以直接利用金属粉末进行
成型，因此避免了传统加工中的材料浪费，相比传统冶金方法，粉末冶金材料利用率更高。
2.制造高复杂度零件：粉末冶金可以制造复杂度高的零件，
粉末冶金知识大全
粉末冶金知识大全
简介
粉末冶金是一种重要的制备材料的方法，它通过将金属或非金属加工成粉末，再通过压制和烧结等工艺将粉末粒子紧密结合形成所需的材料。本文将介绍粉末冶金的基本原理、工艺流程和应用领域。
1. 粉末制备
粉末冶金的第一步是制备粉末。常见的粉末制备方法包括：
•原子熔化法：通过将金属或合金加热到高温，使其熔化后迅速冷却，冷却过程中形成的微细颗粒即为粉末。
•机械研磨法：将金属块或合金块放入球磨机中与球磨介质一起磨碎，经过一定时间后得到所需的粉末。
•物理气相法：通过高温蒸发和凝聚，使金属或合金从气相转变为粉末。常见的物理气相制备方法有气体凝聚法、物理溅射法等。
2. 粉末冶金工艺
粉末冶金包括压制、烧结和后处理等多个工艺步骤。
2.1 压制
压制是将制备好的粉末以一定的压力塑造成所需形状的过程。
常见的压制方法有：
•静态压制：即将粉末放置在模具中，施加垂直于模具方向的压力，使粉末颗粒之间发生塑性变形，形成一定形状的绿体。
•动态压制：即通过提供一个快速冲击力，使粉末颗粒互相碰撞并发生变形，形成一定形状的绿体。
2.2 烧结
烧结是将压制好的绿体在一定温度下进行加热，使粉末颗粒之间发生扩散和结合，形成致密的材料。
常见的烧结方法有：
•常压烧结：将绿体放在电炉或气炉中进行加热，使粉末颗粒熔结或固相扩散结合。
•热等静压烧结：在加热的同时施加一定的压力，用于加强绿体的结合。
2.3 后处理
烧结完成后，还需要进行一些后处理步骤以提
高材料的性能。
常见的后处理方法有：
•热处理：通过控制温度和时间，在一定的条件下改变材料的组织结构，提高其硬度、强
粉末冶金
Ⅱ-4精整：
加 工 机
精 整 模
精整设备：加工机，精整模具 精整过程中需要监控的项目：轴向尺寸，径向尺寸
具
热处理有助于提高结构件的耐磨性，提高机械性能，特别是提高 疲劳强度，粉末冶金件常用的热处理有渗碳及碳氮共渗。 热处理：1.表面淬火：①奥氏体化：在非脱碳气氛中，部件加热到高 于A350℃的温度并保持在这一温度下。②淬火：由奥氏体化温度，或 由稍低一点的温度但仍高于A3的温度，将部件淬入油中，由此奥氏体 转变为硬而脆的马氏体。③回火：为消除奥氏体转变为马氏体引起的 高应力，部件在150到550℃之间的温度下进行回火，可以降低脆性， 提高韧性。 硬化层深度：自表面平均显微硬度降到550MHV地方的距离。粉末冶金 件由于显微孔隙的存在，有利于渗碳气氛的流入，导致硬化层较一般 钢件深。
化能，加速材料的致密化
设备
放电等离子烧 SPS原理是利用强脉冲电流加在粉末颗粒上 粉末原料广泛，可以用各种金
结
产生的诸多有利于快速烧结的效应（粉末 属、非金属、合金粉末；成形
（SPS) 活化、脉冲放电促进颗粒原子扩散）
压力低，烧结时间短
Ⅱ-3-4烧结气氛：
烧结气氛的作用是控制压坯与环境之间的化学反应和清除润滑剂的分解产物，具体说有三个方面：（1） 防止或减少周围环境对烧结产品的有害反应，如氧化、脱碳等，从而保证烧结顺利进行和产品质量稳定。（2） 排除有害杂质，如吸附气体、表面氧化物或内部夹杂。净化后通常可提高烧结的动力，加快烧结速度，而且 能改善烧结制品的性能。（3）维持或改变烧结材料中的有用成分，这些成分常常能与烧结金属生成合金或活 化烧结过程，例如烧结钢的碳控制、渗氮和预氧化烧结等。
粉末冶金材料概述
PM Connecting rod used in BMW engines
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粉末冶金材料概述
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粉末冶金材料概述
• OIL PUMP GEARS • SYNCHRONISATION SYSTEM
•ROCKER ARMS
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粉末冶金材料概述
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2020/11/29
粉末冶金材料概述
粉末冶金技术的特点
原料粉末
成形
烧结
金属材料、复合材料、各种类型制品
基本特点：原料、无熔化、材料生产过程
采用PM技术制备材料/产品的优点：
• 制品的致密度可控，如多孔材料、高密度材料等； • 晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析； • 近型成形，原材料利用率高>95%； • 少无切削，切削加工仅40~50%； • 材料组元可控，利于制备复合材料； • 制备难熔金属、陶瓷材料与核材料。
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粉末冶金材料概述
•粉末冶金技术与材料发展
• 公元前3000年以前，古埃及人制造铁器；公元 前2300年左右出现块炼铁技术：固相碳还原铁 矿石（800~1000C）。通过高温锻焊成各种器 件。如公元300年左右印度的Dehli Piller, 重6吨； 我国西汉（公元前113年）的刘胜墓出土的错 金书刀等。1930年Hoganas公司开始用固相还 原法生产海绵铁。
粉末冶金材料
1.3 轴承合金
轴承合金的组织是软基体上分布硬质 点，或者在硬基体上分布软质点。
若轴承合金的组织是硬基体上分布软质点时，也 可达到上述同样的目的。
1.3 轴承合金
轴承合金可分为：
锡基和铅基轴承合金 铅基轴承合金 铝基轴承合金 铜基轴承合金
1.4 其他非铁合金
钛及钛合金 镁及镁合金 锌及锌合金
1.4 其他非铁合金
1.4 其他非铁合金
钛及钛合金
钛飞船
1.4 其他非铁合金
镁及镁合金
镁的性质:
镁的密度为1.74kg/m3，只相当于铝的2/3 镁具有很高的化学活性，易在空气中形成疏松 多孔的氧化膜 镁的电极电位低，耐蚀性差 镁为密排六方晶格，强度和塑性均不高，一般 不直接作结构材料。
1.4 其他非铁合金
镁及镁合金
1.2 硬质合金
硬质合金是以碳化钨、碳化钛等高熔点、高
硬度的碳化物粉末与起黏结作用的金属钴粉末经混合、 压制成形，再烧结而制成的粉末冶金制品。也称金属 陶瓷硬质合金或烧结硬质合金。
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硬质合金具有:
✓高硬度 ✓高热硬性 ✓高耐磨性 ✓较高的抗压强度
1.2 硬质合金
应用：
主要用于制造各种刀具， 其切削速度、耐磨性及寿命都 比高速钢高。硬质合金还可用 于制造某些冷作模具、量具以 及不受冲击、振动的高耐磨零 件。
粉末冶金培训资料
粉末冶金培训资料
粉末冶金是一种高新技术领域，主要应用于材料制备和加工工业中。粉末冶金通过将金属粉末加工成零件，具有很高的灵活性和可塑性，同时还能够制备出具有复杂结构和良好性能的材料。本文将以粉
末冶金培训资料为题，介绍粉末冶金的基本概念、应用领域、工艺流
程以及优势和发展趋势等内容。
一、粉末冶金的基本概念
粉末冶金是指以金属粉末为原料，通过成型和烧结等工艺，制备出具
有一定形状和性能的金属材料或零件。相比于传统的加工方法，粉末
冶金具有多种优势，如可以制备出复杂的形状和结构、材料成分易控制、材料性能可调节、资源利用高效等。
二、粉末冶金的应用领域
粉末冶金广泛应用于各个工业领域，涉及到航空航天、汽车、电子、
机械、化工等多个领域。在航空航天领域，粉末冶金制备的高温合金
材料可以用于喷气发动机的制造，具有高温抗氧化性和高强度的特点。在汽车制造领域，粉末冶金的应用主要是制备发动机零件、变速器零
件和制动系统零件等。在电子行业，粉末冶金可以制备高导电性和高
磁导率的材料，用于制造电感器和传感器等。在机械制造领域，粉末
冶金可以制备出高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性的材料，用于制造机
械零件。
三、粉末冶金的工艺流程
粉末冶金的工艺流程主要包括原料准备、粉末成型、烧结和后处理等
步骤。首先，需要对金属粉末进行选择和准备，确保粉末的纯度和颗
粒大小等要求。然后，通过成型工艺将金属粉末变成具有一定形状的
零件。成型工艺包括压制成型、注射成型和挤压成型等。接下来，需
要对成型后的零件进行烧结处理，使金属粉末颗粒互相结合形成致密
的材料。最后，在烧结后的材料上进行后处理，如热处理、表面处理
粉末冶金原理简介课件
总结词
将粉末与液体粘结剂混合后，在注射机中加 热熔融并注射入模具中，冷却固化后脱模得 到制品。
详细描述
注射成型是一种高效、连续的成型技术，适 用于生产形状复杂、尺寸精度高、批量大的 制品。粉末与液体粘结剂混合后，在注射机 中加热熔融并注射入模具中，冷却固化后脱 模得到制品。注射成型的优点是成型速度快 、生产效率高、制品尺寸精度高。
烧结工艺参数
温度
烧结温度是影响烧结过程的重要参数 ，过高或过低的温度都会影响烧结制 品的性能。
时间
烧结时间是指粉末在高温下保持的时 间，它会影响粉末颗粒间的扩散和粘 结程度。
压力
在压制烧结中，压力是促进粉末颗粒 紧密接触和粘结的重要因素。
气氛
烧结气氛包括保护气氛、还原气氛和 真空等，它会影响烧结过程中粉末颗 粒间的反应和物质传递。
现代应用
随着新材料和新能源的发 展，粉末冶金在许多高科 技领域中发挥着越来越重 要的作用。
02
粉末制备技术
机械合金化
总结词
通过高能球磨使金属粉末在长期激烈撞击和摩擦条件下发生 合金化。
详细描述
机械合金化是一种制备金属粉末的方法，通过高能球磨使金 属粉末在长期激烈撞击和摩擦条件下发生合金化。在球磨过 程中，金属粉末在不断碰撞和摩擦的作用下，原子或分子的 扩散速度加快，最终形成合金粉。
物理性能
粉末冶金材料
粉末冶金材料
粉末冶金是一种将金属零件或非金属零件制造成型的方法。粉末冶金材料指的是由粉末颗粒制成的材料。粉末冶金材料具有独特的特点和优势，在许多领域得到广泛的应用。
首先，粉末冶金材料具有良好的材料性能。由于粉末冶金材料是通过将金属粉末或非金属粉末进行模具压制制成的，所以其晶格结构相对松散，缺陷较多，因此具有较高的强度和硬度。此外，粉末冶金材料还具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能，适用于各种恶劣的工作环境。
其次，粉末冶金材料的制造过程简单、高效。相对于传统的金属加工方法，粉末冶金材料制造过程中无需进行熔融、铸造等繁琐的工艺，而是通过将粉末进行压制和烧结，以及热处理等简单工序即可完成。这不仅大大节省了能源和材料的消耗，还能够大幅降低生产成本。
再次，粉末冶金材料具有良好的成型能力。由于颗粒之间的间隙和相互作用力，粉末冶金材料在模具压制过程中易于形成复杂的形状和细小的结构，能够生产出具有高度精度和良好一致性的零部件。因此，粉末冶金材料可广泛用于汽车、机械、电子等领域，用于制造各种精密零件。
最后，粉末冶金材料还能够实现多种材料的复合和表面工艺。通过混合不同的金属粉末，可以制备具有特殊性能的复合材料，扩展了材料的应用范围。同时，通过在粉末冶金材料的表面进行涂覆、热处理和喷涂等工艺，还能够改善材料的表面性能，
提高其耐磨、耐腐蚀和摩擦性能。
综上所述，粉末冶金材料是一种具有良好性能、制造过程简单高效、具有良好成型能力和适用于复合和表面工艺的材料。在工业生产和科学研究中，粉末冶金材料已经得到广泛应用，并在不同领域发挥着重要作用。
粉末冶金常识
粉末冶金常识
粉末冶金常识
1.什么是粉末冶金？
粉末冶金是一门制造金属粉末，并以金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）为原料，经过混合、成形和烧结，制造材料或制品的技术。它包括两部分内容，即：(1)制造金属粉末（也包括合金粉末，以下统称“金属粉末”）。
(2)用金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）作原料，经过混合、成形和烧结，制造材料（称为“粉末冶金材料”）或制品（称为“粉末冶金制品”）。
2、粉末冶金最突出的优点是什么？
粉末冶金最突出的优点有两个：
(1)能够制造目前使用其他工艺无法制造或难于制造的材料和制品，如多孔、发汗、减震、隔音等材料和制品，钨、钼、钛等难熔金属材料和制品，金属-塑料、双金属等复合材料及制品。
(2)能够直接制造出合乎或者接近成品尺寸要求的制品，从而减少或取消机械加工，其材料利用率可以高达95%以上，它还能在一些制品中以铁代铜，做到了“省材、节能”。
3、什么是“铁基”？什么是铁基粉末冶金？
铁基是指材料的组成是以铁为基体。铁基粉末冶金是指用烧结（也包括粉末锻造）方法，制造以铁为主要成分的粉末冶金材料和制品（铁基机械零件、减磨材料、摩擦材料，以及其他铁基粉末冶金材料）的工艺总称。
4、用于粉末冶金的粉末制造方法主要有哪几类？
粉末制造方法主要有物理化学法和机械粉碎法两大类。前者包括还原法、电解法和羰基法等；后者包括研磨法和雾化法。
5、用还原法制造金属粉末是怎么回事？
该法是用还原剂把金属氧化物中的氧夺取出来，从而得到金属粉末的一种方法。
6、什么叫还原剂？
还原剂是指能够夺取氧化物中氧的物质。制取金属粉末所用的还原剂，是指能够除掉金属氧化物中氧的物质。就金属氧化物而言，凡是与其中氧的亲合力大于这种金属与氧的亲合力的物质，都称其为这种金属氧化物的还原剂。
粉末冶金材料概述
粉末冶金材料概述
引言
粉末冶金材料是一类通过粉末冶金工艺制备的新型材料。粉末冶金是指通过粉末冶金工艺将金属或非金属粉末压制成型，经过烧结或其他处理方法得到所需材料的一种制备方法。粉末冶金材料因其独特的结构和性能，在许多工业和科研领域受到广泛关注。本文将对粉末冶金材料进行概述，包括其制备方法、特点和应用领域等方面。
粉末冶金材料的制备方法
粉末冶金材料的制备方法主要包括粉末制备、成型和烧结等步骤。
粉末制备
粉末制备是粉末冶金材料制备的第一步。粉末制备方法有很多种，包括物理方法和化学方法两大类。
物理方法主要包括气雾法、机械法、电解法和溅射法等。其中，气雾法是指通过气体或喷雾器产生粉末颗粒，例如高温气雾法和超声气雾法。
机械法是指通过机械力使原料产生破碎、研磨或合金化的方法，常见的机械法有球磨法和挤压法等。电解法是指通过电解原理将金属溶液电解析出粉末。溅射法是将金属或合金靶材置于真空或较低压力下，在被轰击时产生粉末颗粒。
化学方法主要包括沉积法和还原法等。沉积法是将金属盐溶液注入电化学池中，通过电解原理在电极上析出粉末。还原法是指通过还原反应将金属离子还原成金属粉末。
成型是将粉末加工成所需形状的步骤。常见的成型方法有压制、注射成型和挤压等。
压制是将粉末放入模具中，在一定压力下使其成型。注射成型是将粉末与有机绑定剂混合，通过注射机将混合物喷射到模具中，经过固化后得到成型件。挤压是将粉末放入带有孔的金属筒子中，在压力下挤出形状。
烧结是粉末冶金材料制备的最后一步，通过加热使粉末颗粒之间的结合力增强，形成致密的材料。烧结温度和时间根据材料的要求进行选择，一般在金属的熔点以下，同时需要保证烧结后的材料具有所需的物理和化学性质。
粉末冶金基础知识
粉末冶金基础知识
粉末冶金是一种经济高效的金属加工方法，广泛应用于各个领域。本文将介绍粉末冶金的基础知识，包括工艺流程、原材料、制备方法等。
一、粉末冶金的工艺流程
粉末冶金的工艺流程主要包括：原料制备、混合、压制、烧结和后处理等步骤。
1. 原料制备：原料制备是粉末冶金的第一步，通常通过冶金方法、化学合成、物理方法等方式获得金属、陶瓷或复合材料的粉末。
2. 混合：将获得的粉末进行混合，以确保成分的均匀分布。混合方法包括机械混合、干法湿法混合等。
3. 压制：将混合后的粉末装入模具，通过压制使其具有一定形状。常用的压制方法有冷压、热压和等温压制等。
4. 烧结：将压制后的成型件置于高温下进行烧结，使粉末颗粒之间发生结合。烧结方法包括常压烧结、热等静压烧结和等温烧结等。
5. 后处理：烧结后的成型件可能还需要进行加工或表面处理，例如机加工、热处理、涂层等，以达到设计要求。
二、粉末冶金的原材料
粉末冶金的原材料主要包括金属粉末、陶瓷粉末和复合粉末等。
1. 金属粉末：金属粉末是粉末冶金的主要原材料之一。金属粉末可以通过研磨、水合物法、熔融雾化等方法制备得到。
2. 陶瓷粉末：陶瓷粉末是粉末冶金中另一个重要的原材料。陶瓷粉末可以通过碳热还原法、溶胶凝胶法、机械合成法等方式制备得到。
3. 复合粉末：复合粉末是由两种或多种不同材料组成的。复合粉末可以通过混合、物理化学方法等制备得到。
三、粉末冶金的制备方法
粉末冶金的制备方法主要包括传统制备方法和先进制备方法。
1. 传统制备方法：传统制备方法包括机械合金化法、化学还原法、水合物法、熔融法等。这些方法制备成本低、成熟度高，但对材料性能控制有限。
粉末冶金的概念
粉末冶金的概念
一、粉末冶金的概念
粉末冶金（Powder Metallurgy；PM）是一种材料加工技术，它将金属粉末作为原料，通过压制、热处理等工艺步骤，加工出特定的功能形状，并可以达到特定性能的加工方法。通常，粉末冶金工艺的原料以金属为主，但也可以是非金属，如碳素或碳/硅酸盐组成的特殊粉末，或者金属与碳素、碳/硅酸盐混合而成的特殊粉末。
粉末冶金工艺的主要特点是：
1、可以制备出具有复杂形状的零件，复杂的压力型件经常用于此项工艺；
2、材料可以以节约能源的方式加工，常见的工艺步骤是压制和热处理，其中压制过程中并没有使用任何溶剂或润滑剂；
3、可以制备出较低的材料强度，特别是在微型压力零件中，这些零件可以以较低的体积加工出来，而且具有较高的强度；
4、有利于机械性能的增强；
5、可以制备出复合材料，这些材料具有良好的塑性性能以及抗磨损和抗腐蚀性能；
6、可以制备出高熔点的材料，如钨、铌、钛、银等高熔点材料。
此外，粉末冶金工艺还可以通过添加各种金属粉末，碳素粉末，碳素/硅酸盐粉末和其他材料的组合来获得复合材料，这些复合材料可以提高材料的强度，E值和抗磨损性能。在热处理过程中，粉末冶金工艺也可以提高材料的强度和耐高温性能，以及提升材料的热加工
性能。总之，粉末冶金工艺是目前非常重要的加工方法，可以获得具有多种功能功能和性能的零件。
粉末冶金材料及制备技术
粉末冶金材料及制备技术
概述
粉末冶金是一种重要的材料制备技术，利用粉末作为原料，通过烧结、热压等工艺将粉末颗粒组装成致密体或复杂形状的零件。粉末冶金材料因其独特的微观结构和优异的性能，被广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
本文将介绍粉末冶金材料的基本特点，制备工艺以及应用领域。
粉末冶金材料的特点
粉末冶金材料具有以下几个特点：
1.化学均匀性：粉末冶金材料由单一原料粉末组成，保持了原料的化学均匀性，避免了其他制备工艺中容易出现的成分偏析问题。
2.孔隙率可控：通过调整粉末的颗粒大小和形状，以及制备工艺中的烧结、热压参数，可以控制材料的孔隙率。这对于某些应用中需要具有特定孔隙结构的材料十分重要。
3.致密且均匀：粉末冶金材料的制备过程中，粉末颗粒会经历烧结或热压等工艺，使得颗粒
之间发生固化，形成致密的材料结构。同时，
由于粉末冶金材料的制备过程是固相制备，因
此几乎没有晶粒长大的问题，材料的晶界均匀
性较好。
4.组织可控：粉末冶金材料的组织可以通过调整原料粉末的物理性质、添加外加剂以及制
备工艺来进行调控。这使得粉末冶金材料可以
具备多种特殊的组织结构，如纳米晶材料、金属陶瓷复合材料等。
粉末冶金材料的制备技术
粉末冶金材料的制备技术主要包括粉末制备和粉末冶金工艺。
粉末制备
粉末冶金材料的制备首先需要粉末的制备。常见的粉末制备方法包括：
1.机械法：通过机械碾磨或球磨等机械力的作用，将原料材料研磨成粉末。
2.化学法：通过化学反应使得原料形成沉淀或气体生成，再进行沉淀或气体的分离和干燥，得到粉末。
3.物理法：包括气相凝聚法、电解法、热气法等，通过物理方法将原料转化为粉末。
粉末冶金(材料)
粉末冶金
粉末冶金简介
粉末冶金是冶金和材料科学的一个分支，是以制造金属粉末和以金属粉末（包括混入少量非金属粉末）为原料，用成形——烧结法制造材料与制品的行业。粉末冶金行业是机械工业中重要的基础零部件制造业。粉末冶金制品按金属粉基和用途的不同，大致可分为粉末冶金机械零件、摩擦材料、磁性材料、硬质合金材料等，其中粉末冶金机械零件的应用领域广、需求量大、技术含量高，是粉末冶金行业中的主导产品。
随着现代粉末冶金制造技术的发展，粉末冶金制品作为可替代常规的金属铸、锻、切削加工和结构复杂难以切削加工的机械零件，其配套应用领域不断拓宽。从普通机械制造到精密仪器，从五金工具到大型机械，从电子工业到电机制造，从民用工业到军事工业，从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影。在民用工业领域，粉末冶金制品已成为汽车、摩托车、家电、电动工具、农业机械、办公用具等行业不可或缺的配套基础零部件。
粉末冶金材料的主要类型
1、硬质合金
硬质合金是以一种或几种难熔碳化物的粉末为主要成分，加入起粘结作用的钴粉末，用粉末冶金法制得的材料。常用硬质合金按成分和性能特点分为：钨钴类、钨钴钛类、钨钛钽（铌）类。
（1）硬质合金的性能
硬度高，常温下硬度可达69-81HRC。热硬性高，可达900-1000℃。耐磨性好，其切削速度比高速工具钢高4-7倍，刀具寿命高5-80倍，可切削50HRC左右的硬质材料。抗压强度高，但抗弯强度低，韧性差。耐腐蚀性和抗氧化性良好。线膨胀系数小，但导热性差。
硬质合金材料不能用一般的切削方法加工，只能采用电加工（如电火花、线切割、电解磨削等）或砂轮磨削。因此，一般是将硬质合金制品钎焊、粘结或机械夹固在刀体或模具上使用。
粉末冶金是什么材料
粉末冶金是什么材料
粉末冶金是一种通过粉末冶金工艺制备金属、合金、陶瓷和复合材料的新型材料。它是将金属或非金属粉末通过压制、烧结等工艺形成所需产品的一种方法。粉末冶金技术具有高效节能、原料利用率高、可以制备复杂形状和高性能材料等优点，因此在航空航天、汽车、机械制造、电子等领域得到了广泛应用。
粉末冶金材料主要包括金属粉末和非金属粉末两大类。金属粉末是指通过机械
方法将金属块破碎、研磨而成的细小颗粒，而非金属粉末则是指氧化物、氮化物、碳化物等非金属材料的粉末。这些粉末经过混合、压制、烧结等工艺，可以制备出具有特定性能的材料。
粉末冶金技术的优势在于可以制备出具有特殊性能的材料。通过控制粉末的形状、尺寸、分布以及添加其他元素等方法，可以调控材料的力学性能、磁性能、耐磨性、耐腐蚀性等特性。而且，粉末冶金材料还可以制备出具有多孔结构的材料，应用于过滤、吸附等领域。
粉末冶金材料还具有良好的加工性能。由于粉末冶金材料的原料是粉末，因此
可以通过压制、注射成形、烧结等工艺制备出复杂形状的零部件，而且还可以减少加工过程中的废料，提高材料的利用率。
此外，粉末冶金材料还具有良好的均匀性。由于粉末冶金材料是由微小颗粒组
成的，因此可以实现各向同性的材料性能，而且可以实现多种材料的复合，从而得到具有多种性能的复合材料。
总的来说，粉末冶金是一种重要的材料制备技术，它可以制备出具有特殊性能
的材料，并且具有良好的加工性能和均匀性。随着科学技术的不断发展，相信粉末冶金技术将会在更多的领域得到应用，为人类的发展做出更大的贡献。
粉末冶金材料的分类及应用
粉末冶金材料的分类及应用
粉末冶金制备技术已经应用在金属材料、有色金属材料和合金以及非金属材料 You can answer the question for a1word
1.金属粉末：包括钢材粉末，铝材粉末，铜材粉末，硅钢粉末，钨钢粉末，铌钢粉末，镍基合金粉末等金属材料，用于重力冶金，无损冶金成形，热喷涂，激光熔覆等工艺。
2.有色金属粉末：以金、银、铂族金属和稀土为主的有色金属粉末，可用于珠宝行业，电子制造等行业，例如：铂粒子粉末，金粒子粉末，银粒子粉末，稀土元素粉末等。
3.合金粉末：主要由钢、铝、铜、钛等不同金属元素构成的合金粉末，用于耐热合金
的热喷涂、焊接材料的制备及航空航天、汽车等用途，如：钛基合金粉末，铝基合金粉末，高温合金粉末等。
4.非金属粉末：如氧化铝，氧化铬，硅酸盐，氮化硅，金刚石，碳纤维等，用于无损
冶金，纳米加工，锻炼成形，高温耐火，特种表面处理等领域。
1.电子行业：电子行业中经常使用的材料包括铁氧体材料，热稳定性陶瓷材料，介质
材料，接触材料等，其中有色金属粉末可以用于涂覆层的制造，耐电强度较高，耐磨性能
也很好，所以经常常用于电子设备的制造。
2.汽车行业：粉末冶金技术可以用于汽车零部件，不锈钢汽车零部件，表面光洁度高，硬度高，耐腐蚀性能好，所以可以大大减少汽车零部件的磨损和损坏，大大延长服役寿命。
3.航空航天行业：粉末冶金材料可用于燃气喷头的精加工，采用粉末冶金技术可以有
效降低重量，减少空气阻力，提升机体性能。此外，还可以制备耐高温，耐压，耐冲击和
耐腐蚀的合金部件，降低飞行风险。
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St*
*1st=0.9078
**Reflects P/M grade powders only includes stainless steels after 1996
Sourse:MPIF,JPMA,EPMA
International iron and steel powder Metal powder in
7.3kg(16lb) 7.6kg(16.7lb) 8.0kg(17.6lb)
Europe 2.5kg(5.5lb)
3.2kg(7lb) 4.1kg(9lb) 5.7kg(12.5lb) 6.1kg(13.46lb)
7.02kg(15.5lb) 7.4kg(16.3lb) 8.2kg(18lb) 8.1kg(17.8lb) 8.3kg(18.3lb) 8.7kg(19lb) 9.0kg(19.8lb)
15.6kg(34.5lb) 16.3kg(36lb) 17kg(37.5lb) 17.7kg(39lb) 18.4kg(40.5lb) 19.5kg(43lb)
Japan 3.03kg(6.7lb) 3.78kg(8.3lb) 4.3kg(9.5lb) 5.55kg(12.21lb) 6.64kg(14.6lb) 6.7kg(14.8lb) 6.52kg(14.41lb) 6.65kg(14.6lb) 7.17kg(15.8lb)
的工艺来制造。 5）非平衡材料的合成例如非晶，微晶和亚稳合金。 6）具有独特组分或不常用形状的特殊附件的工艺。
粉末冶金材料概述(1)
st*
30,000
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20,000
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0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
P/M parts content in a typical vehicle 粉末冶金材料概述(1)
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0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
300人，年销售额1.8亿元，人 均年销售额60万元； 国内一般粉末冶金厂
人均年销售2万元。
粉末冶金材料概述(1)
• 发展趋势
• 辐射领域越来越广
材料、应用
• 工艺过程的变异
粉末直接成形
• 多学科交叉点
技术手段、应用领域
• 朝特异性能、规模化、低成本方
向发展
粉末冶金材料概述(1) Return
课程结构与内容
粉末冶金材料概述(1)
• 随后出现Au(300年)、Ag、Cu、Sn (1000年)、Pt 粉及Pt块(1800年）；
• 1910年Coolidge发明电灯W丝，奠定了近代粉末 冶金的基础；
• 1914年WC、MoC粉末出现（德国）； • 1923年德国Krupp公司生产硬质合金，导致了金
属切削技术的革命； • 1956年后大量铁基、铝基零件上市； • 1969年机械合金化技术出现； • 20世纪80年代后，PM制品，如蜗轮引擎零件广
粉末冶金材料概述(1)
2020/11/29
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金技术的特点
原料粉末
成形
ห้องสมุดไป่ตู้
烧结
金属材料、复合材料、各种类型制品
基本特点：原料、无熔化、材料生产过程
采用PM技术制备材料/产品的优点：
• 制品的致密度可控，如多孔材料、高密度材料等； • 晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析； • 近型成形，原材料利用率高>95%； • 少无切削，切削加工仅40~50%； • 材料组元可控，利于制备复合材料； • 制备难熔金属、陶瓷材料与核材料。
粉末冶金材料概述(1)
• 典型的汽车用粉末冶金零部件 • Main Bearing Cap Set
• VALVE SEAT AND VALVE GUIDE
粉末冶金材料概述(1)
• CONNECTING RODS
– Connecting Rod (fracture split) Ford Motor Company has already used more than 25 million Powder Forged (PF) connecting rods ；Total cost savings of over 20%
泛应用于航空。
粉末冶金材料概述(1)
三个重要标志
• 克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难； 如：1909年钨丝、1923年硬质合金
• 粉末冶金方法生产多孔材料的成功； 如：1930年含油轴承、轴瓦
• 粉末冶金新工艺、新材料的发展； 如：粉末注射成形、金属陶瓷
Return
粉末冶金材料概述(1)
现代粉末冶金技术与发展
粉末冶金材料概述(1)
• PM Production of notch segment for truck transmission
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
• 采用PM技术制备材料/产品的缺点：
• 原料粉末价格较贵； • 模具成本高，靠产量规模降低费用； • 烧结制品残余孔隙影响性能； • 氧和杂质含量较高； • 制备高纯活性金属困难；
• 工艺过程的变异 粉末直接成形
• 多学科交叉点 技术手段、应用领域
• 特异性能、规模化、低成本
粉末冶金材料概述(1)
发展方向举例
1）铁基结构合金的高精度﹑高质量﹑大数量产品。 2）致密高性能材料，主要是理想的密度和牢固性。 3）难加工材料的制造，全密度具有统一微观结构的高性
能合金。 4）特殊合金，主要为包含有多相的组分，通过增强密度
International copper and copper base powders in 2004
粉末冶金材料概述(1)
1980 1985 1987 1990 1994 1995 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
North America 7.7kg(17lb) 8.6kg(19lb) 8.8kg(19.5lb) 10.9kg(24lb) 12.2kg(27lb) 12.7kg(28lb) 14kg(31lb) 14.9kg(33lb)
are reported
PM Connecting rod used in BMW engines
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
• OIL PUMP GEARS • SYNCHRONISATION SYSTEM
•ROCKER ARMS
粉末冶金材料概述(1)
Mechanical industry
粉末冶金材料概述(1)
技术多样性
• 粉末制备：雾化制粉、还原法、机械合金化、 气相沉积、溶胶凝胶、自蔓燃反应合成、电解
• 成形：喷射沉积、注射成形、挤压成形、粉末 锻造、粉末轧制、温压成形、冷热等静压及特 种固结技术、爆炸成形
• 烧结技术：微波烧结、反应烧结、液相烧结、 超固相线液相烧结、电火花烧结、原位成形
• 粉末冶金材料的孔隙特征 • 孔隙对粉末冶金材料性能的影响 • 提高粉末冶金材料致密度的途径 • 粉末冶金材料的强韧化 • 粉末冶金结构材料 • 高性能粉末冶金材料及其制备工艺
粉末冶金材料概述(1)
• 粉末制备技术
• 雾化制粉* • 还原法 • 机械合金化* • 气相沉积 • 溶胶凝胶* • 自蔓燃反应合成*
• 国内与国外差距
– 产品水平低
• 在产品精度方面，少数企业尺寸精度可达IS07— 8级，形位公差可达8—9级，与国外水平相比低 1—2级，但一般企业约相差2—3级。产品质量不 够稳定，产品内在重量和外观质量均有较大的差 距
– 工艺装备落后
• 多数企业仍采用性能较差的设备、能耗大、效率 低、炉温均匀性差，质量不稳定；国内还没有形 成一个专业生产粉末冶金模具、模架的企业
• 纳米材料与纳米结构?
粉末冶金材料概述(1)
• 粉末成形技术
• 喷射沉积*
• 注射成形
• 挤压成形
• 粉末锻造
• 粉末轧制*
• 温压成形*
• 冷热等静压及特种固结技术
• 爆炸成形*
粉末冶金材料概述(1)
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/29
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料概述(1)
• 2000、2005 及2010年国 内粉末冶金 零件的总需 求量,单位/吨
粉末冶金材料概述(1)
• 国外市场
– 世界粉末冶金零件总产量约为60万吨，我国 约占4%，世界上超过1万吨/年的粉末冶金厂 家约为12个。
*1 st =0.9087 mt
P/M Parts
Other Uses
North America copper and copper base powder
粉末冶金材料概述(1)
粉末冶金材料的主要应用
• 粉末冶金零件市场
汽车工业是粉末冶金零件的最大应用市粉场末冶金材料概述(1)
Automobile industry
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粉末冶金材料概述(1)
•粉末冶金技术与材料发展
• 公元前3000年以前，古埃及人制造铁器；公元 前2300年左右出现块炼铁技术：固相碳还原铁 矿石（800~1000C）。通过高温锻焊成各种器 件。如公元300年左右印度的Dehli Piller, 重6吨； 我国西汉（公元前113年）的刘胜墓出土的错 金书刀等。1930年Hoganas公司开始用固相还 原法生产海绵铁。
*1 st =0.9087 mt
P/M Parts
Other Uses
Copper and Copper base powder in North America Copper and copper-base powder in 2004 increased 11.3% and
copper powder base parts increased 7%.
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粉末冶金材料概述(1)
原料：元素粉末、合金粉末
成形：热压（ 热等静压、挤压...） 冷压（模压、冷等静压...）
烧结：真空、气氛、外场
其它制备技术：复压、精整、熔浸...
其它后续处理技术：热处理、机加工...
工艺复杂性
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粉末冶金材料概述(1)
发展趋势
• 辐射领域越来越广 材料、应用
2004 increased by 6.5% to 527,918(mt), figure Iron
powder increased 7% over 2003 to 430,119mt.
粉末冶金材料概述(1)
*st
*1st=0.9078 **reflects P/M grade powders only source:MPIF,JPMA,EPMA
粉末冶金材料概述(1)
企业技术经济效益与国外同类企业相比 差距较大
日本住友电工（株）
650人，年产粉末冶金零 件24000吨，年销售额近2 亿美元，人均年销售额 255.4万元人民币； 台湾保来得公司
530人，年销售额6210万 美元，人均年销售额97.25 万元人民币。
宁波粉末冶金厂
400人，年销售额1.2亿元，人 均年销售额30万元； 扬州保来得公司
• 技术特征： • 技术多样性;
粉末制备、成形、烧结技术多选择
• 工艺复杂性; • 手段先进性；
压机、烧结炉等设备与最新科技结合
• 性能优异性； • 零件复杂性； • 规模扩大性； • 成本低廉性。
Goto
压机：普遍采用模架系列压 机和多功能压机，可一次成 形形状十分复杂的粉末冶金 零件； 烧结方面：网带炉、步进梁 炉和推杆式炉，都配有空分 氮+分解氨+丁烷裂化保护 气装置，炉内进行碳势控制 ，露点控制由微机统一管理 ，基本实现全自动控制； 精整工艺：自动送料+定位 装置