粉末冶金技术
粉末冶金的定义
粉末冶金的定义粉末冶金是一种通过将金属或非金属粉末进行冶炼和成形的加工方法。
粉末冶金技术广泛应用于制造业中，包括航空航天、汽车、电子、医疗器械等行业。
本文将从粉末冶金的定义、原理、工艺流程和应用领域等方面进行介绍。
粉末冶金是一种以金属或非金属粉末为原料，通过粉末的加工和烧结等工艺，制造出具有特定形状和性能的零部件的方法。
相比传统的加工方法，粉末冶金具有独特的优势。
首先，粉末冶金能够制造出复杂的形状，例如孔洞、槽口和凹凸等。
其次，粉末冶金能够制造出高精度的零件，满足不同行业对产品精度的要求。
此外，粉末冶金还能够制造出具有特殊性能的材料，例如高强度、耐磨、耐腐蚀等。
粉末冶金的基本原理是将金属或非金属原料粉末通过特定的工艺进行成型和烧结。
首先，将金属或非金属原料粉末进行混合，可以根据需要添加一定比例的添加剂。
然后，将混合后的粉末进行成型，常用的成型方法有压制、注射成型和挤压成型等。
成型后的粉末零件具有一定的强度和形状，但还不能满足使用要求，需要进行烧结。
烧结是将成型后的粉末零件在高温下进行热处理，使粉末颗粒之间发生结合，形成致密的材料。
粉末冶金的工艺流程主要包括原料制备、混合、成型、烧结和后处理等环节。
首先，需要对金属或非金属原料进行制备，通常采用机械研磨、球磨和化学还原等方法。
制备好的原料粉末需要进行混合，以保证成品的均匀性。
混合的方法有干法混合和湿法混合两种。
接下来，将混合后的粉末进行成型，可以根据需要选择不同的成型方法。
成型后的粉末零件需要进行烧结，烧结温度和时间根据原料和产品要求进行调控。
最后，对烧结后的产品进行后处理，包括热处理、表面处理和精加工等。
粉末冶金技术在众多领域中得到了广泛应用。
首先，在航空航天领域，粉末冶金技术可以制造出轻质高强度的零部件，提高航空器的性能。
其次，在汽车工业中，粉末冶金技术可以制造出高强度、耐磨的发动机零部件，提高汽车的可靠性和经济性。
此外，粉末冶金技术还可以应用于电子行业，制造出高导电性和磁导率的材料，用于电子元器件的制造。
粉末冶金
举例说明两种粉末冶金材料特点及其应用？
在固态下制 取粉末的方法包括
4.粉末冶金的优点
（3）粉末冶金能生产用普通熔炼法无法 生产的具有特殊性能的材料。
a、能控制制品的孔隙度。例如：多孔含油轴承等 b、能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果， 生产各种特殊性能的材料。 c、能生产各种复合材料。例如：金属陶瓷、硬质合 金、弥散强化材料等 绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料 只能用粉末冶金方法来制造。
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粉末冶金与铸造技术比较
粉末冶金优势：
铸造优势：
① 粉末冶金制件表面光洁度高； ① 形状不受限制； ② 制造的尺寸公差很窄，尺寸 ② 适于制造大型零件； 精确； ③ 零件生产批量小时，经济； ③ 合金化与制取复合材料的 ④ 一般说来，工、模具费用低 可能性大 ④ 组织均一（无偏聚、砂眼、 缩孔）、力学性能可靠； ⑤ 在经济上，粉末冶金工艺 能耗小。
德里柱表面上刻的碑文
德里柱最早是耆那教神庙建 筑群，27座神庙之中某间房 屋的一根柱子。 十三世纪初，神庙全部被毁， 并将拆毁后的材料，拿来兴 建宫殿与清真寺。 德里铁柱是剩余的建材，因 此被移到现址。在印度的达 哈、辛哈勒斯、克那拉克都 发现竖有相同技术的古铁柱
德里铁柱少有锈蚀的原因
4.粉末冶金的优点
（1）粉末冶金方法生产的某些材料， 与普通熔炼法相比，性能优越。
粉末冶金技术通常粉末冶金零件表面光洁、尺寸 精确，与铸造相比，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。 生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金 法。例如：钨、钼等。
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、强度等性能。
•表面处理：在材料表面形成覆盖层、涂层或改变表面形貌，以提高耐磨、耐腐蚀等性能。
3. 应用领域粉末冶金在许多领域都有着广泛的应用。
3.1 金属制品粉末冶金可以制备各种金属制品，如汽车零部件、工具等。
由于独特的结构和物理性能，粉末冶金制品具有优异的耐磨、抗拉伸和耐腐蚀等特点。
3.2 陶瓷制品通过粉末冶金技术可以制备出高纯度、高强度的陶瓷制品，如陶瓷刀具、陶瓷齿轮等。
粉末冶金技术
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二、粉末冶金成型新技术
动磁压制有可能使电机设计与制造方法产生革 命性变化,由粉末材料一次制成近终形定子与转子, 命性变化,由粉末材料一次制成近终形定子与转子, 从而获得高性能产品,大大降低生产成本。 从而获得高性能产品,大大降低生产成本。 动磁压制正用于开发高性能粘结钕铁硼磁体与 烧结钐钴磁体。 烧结钐钴磁体。由于动磁压制的粘结钕铁硼磁体密 度高,其磁能积可提高15%-20%。 度高,其磁能积可提高15%-20%。 15%
1.动磁压制技术 动磁压制技术
二、粉末冶金成型新技术 动磁压制的优点: 动磁压制的优点: • 由于不使用模具,成型时模壁摩擦减少到0，因而可 由于不使用模具,成型时模壁摩擦减少到0 达到更高的压制压力,有利于提高产品， 达到更高的压制压力,有利于提高产品，并且生产成 本低； 本低； •由于在任何温度与气氛中均可施压,并适用于所有材 由于在任何温度与气氛中均可施压, 由于在任何温度与气氛中均可施压 因而工作条件更加灵活； 料,因而工作条件更加灵活； • 由于这一工艺不使用润滑剂与粘结剂,因而成型产 由于这一工艺不使用润滑剂与粘结剂, 品中不含有杂质，性能较高，而且还有利于环保。 品中不含有杂质，性能较高，而且还有利于环保。
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一、制粉新技术 2.软磁金属复合粉制备 软磁金属复合粉制备 目前软磁复合材料已得到广泛应用。它们是在 在 纯铁粉颗粒上包覆一层氧化物或热固化树脂进行绝 缘而制成的。在低频应用中,采用粗颗粒铁粉与热固 缘而制成的 化树脂混合,获得高磁导率与低铁损的材料。高频应 用时,颗粒间需要更有效地进行绝缘,因而粒度要更 小,以进一步减少涡流损失。它可制成各向同性的软 磁复合部件,但不需要高温烧结。粉末晶粒度增大时, 磁导率增大,矫顽力降低。
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一、制粉新技术
粉末冶金概念
粉末冶金概念一、什么是粉末冶金粉末冶金是一种通过粉末冶金工艺制备金属制品的方法。
它将金属粉末进行混合、压制和烧结等一系列工艺，最终制得具有一定形状和性能的金属制品。
粉末冶金通常包括粉末的制备、粉末混合、压制、烧结等过程。
二、粉末冶金的制备过程粉末冶金的制备过程主要包括原料制备、粉末的制备和形状成型。
2.1 原料制备原料制备过程是粉末冶金的第一步。
原料通常是金属或非金属的块材料，通过一系列的物理和化学方法，使其转化为适合制备粉末的形态。
2.2 粉末的制备在粉末制备过程中，通常采用机械化方法将块材料加工成颗粒状物料。
常见的粉末制备方法有研磨、球磨和气流研磨等。
2.3 形状成型形状成型是指将粉末加工成具有一定形状的工件。
常见的形状成型方法有压制、注塑和挤压等。
在形状成型的过程中，可以通过加入不同的添加剂和改变工艺参数，来调控工件的性能。
三、粉末冶金的优势和应用领域粉末冶金具有以下的优势：1.单一制备能力：粉末冶金可以制备纯净度高、化学成分准确的金属制品。
2.可混合性：粉末冶金可以将不同成分的粉末进行混合，制备出具有特殊性能的材料。
3.无损制造：粉末冶金通过压制和烧结等过程，可以制备出具有复杂形状和良好性能的工件，且不需要进行二次加工。
4.可持续发展：粉末冶金过程中产生的废料可以进行回收再利用。
粉末冶金在许多领域都有广泛的应用，包括：1.汽车工业：粉末冶金可以制备出高强度、高耐磨的汽车零部件，如发动机曲轴和齿轮等。
2.电子工业：粉末冶金可以制备出具有高热导率和高耐腐蚀性能的电子散热器和接触材料等。
3.医疗器械：粉末冶金可以制备出无毒、无菌的医疗器械，如人工关节和牙科种植体等。
4.能源领域：粉末冶金可以制备出高温合金和热电材料等，用于核能、航天和新能源等领域。
四、粉末冶金的未来趋势粉末冶金作为一种高效、环保的金属制造技术，具有广阔的发展前景。
未来，粉末冶金可能会在以下几个方面实现进一步的发展：1.新材料的研发：随着科学技术的不断进步，新材料的研发成为粉末冶金的一个重要方向。
粉末冶金技术简介
1、能源材料
液相合成法
——沉淀法
将适当的原材料溶解后，加入其他化合物以析出沉淀， 干燥、焙烧后得到产物，该产物一般FePO4、NH4FePO4和 LiFePO4。
——水热法
混料——溶解——搅拌——干燥——清洗分离
1、能源材料 核材料 粉末冶金在核材料中主要应用于核结构材料。 常用机械合金化法制备弥散强化钢。
概述
应用： 汽车、摩托车、纺织机械、工业缝纫机、电动工 具、五金工具、电器工程机械等各种粉末冶金 （铁铜基）零件。 分类： 粉末冶金多孔材料、粉末冶金减摩材料、粉末冶 金摩擦材料、粉末冶金结构零件、粉末冶金工模 具材料、粉末冶金电磁材料和粉末冶金高温材料 等。
应用现状 粉末冶金技术在新能源材料的应用
1、能源材料 风能&太阳能材料
粉末冶金技术在风电机组中的应用包括制动片的制备和 永磁钕铁硼材料的制备。 目前常用的风电机组的机械制动材料为铜基粉末冶金摩 擦材料，一般由基体及基体强化组元、摩擦组元和润滑组元 组成，采用粉末压制烧结工艺制备而成。 粉末冶金技术在太阳能材料中的应用主要是利用气相沉 积技术制备薄膜太阳能电池，太阳能选择性吸收涂层。
2、多孔材料
多孔生物材料 为保证生物医用多孔金属材料的力学相容性和生物相容 性，必须使其具有合适的孔形貌、孔径、孔隙度及保持高纯 度，这样其制备方法就显得非常重要。目前生物医用多孔金 属材料的制备工艺仍不完备，由于粉末冶金方法可较好控制 孔的参数，所以大多数研究者都采用此法。 由粉末冶金方法制备的多孔生物材料（如多孔钛）具有 与骨组织结合良好的多孔结构和相容性。弹性模量低于40 GPa，非常接近于自然骨的强度。其孔结构和力学性能与自 然骨都非常的接近。
2、多孔材料
金属多孔材料具有密度小、比表面积大、抗冲击性能高、 通透性好等优点，具有足够的强度和韧性、耐高温和耐热震 性，可以在高低温下工作且寿命长、容易制备，因此金属多 孔材料成为当今研究的热点。 金属多孔材料被广泛应用于航空航天、原子能、交 通、石油化工、生物、机械、医疗、建筑、环保等行业中。
粉末冶金成形
通过烧结过程中的物质迁移和相变，使烧结体内部孔隙减小或消失， 提高其密度和性能。
致密化程度
与烧结温度、时间、气氛等因素有关，需根据产品要求进行控制。
03 粉末冶金成形的关键技术
粉末注射成形技术
定义
粉末注射成形是一种将金属粉末与有机粘结 剂混合，通过注射机注入模具中成形，然后 脱脂和烧结的工艺。
能源领域
粉末冶金技术在风力发电、核能等领 域中用于制造高性能的零部件。
粉末冶金成形的优缺点
材料利用率高，减少材料 浪费；
可生产出形状复杂、精度 高的制品；
优点
01
03 02
粉末冶金成形的优缺点
01
可通过控制成分和工艺参数制备高性能材料；
02
适用于大规模生产。
缺点
03
粉末冶金成形的优缺点
生产过程中易产生粉尘污染； 制品内部可能存在孔隙和缺陷； 部分材料制备成本较高。
等静压成形技术
定义
等静压成形技术是一种利用液体介质传递压力，使金属粉末在各 个方向上均匀受压而成形的工艺。
优点
可生产高精度、高密度、高性能的产品，适用于大规模生产。
应用领域
广泛应用于陶瓷、粉末冶金等领域。
04 粉末冶金成形的材料性能
材料力学性能
硬度
抗拉强度
粉末冶金制品的硬度通常较高，可达到 HRC60以上，这主要得益于其致密的结构 和合金元素的固溶强化作用。
粉末冶金制品具有较高的抗拉强度，通常 在1000MPa以上，这与其致密的结构和晶 粒细化有关。
疲劳性能
韧性
由于其良好的力学性能，粉末冶金制品在 循环载荷下表现出良好的疲劳性能。
粉末冶金制品的韧性与其成分、显微组织 和热处理状态有关，通过合理的工艺控制 可以提高其韧性。
粉末冶金成型技术
粉末冶金成型技术Ⅰ、粉末冶金成型技术1、粉末冶金成型技术（Powder Metallurgy）是一种较新的金属制造工艺，它通过将金属粉末或粉体团结成模具内所需形状，从而生产出广泛应用的金属零件。
其原理是金属粉末经高压热压成型而形成零件。
2、粉末冶金成型技术能够制造出具有较高精度、更小体积的零件，是传统金属制造技术无法达到的高精度和大精度的紧凑零件。
同时，由于具有良好的耐磨性，它还可以制造可耐高速摩擦的零件。
3、粉末冶金成型技术使用金属粉末来制造零件，因此可以制造出大规模和复杂零件。
它制造出的产品可以达到更高的均匀度、更高的精度和更强的密度，这些特点比其他技术都有优势。
II、工艺流程1、把金属粉末混合成易流动的糊状物：在粉末冶金成型过程中，首先将金属粉末混合成易流动的糊状物，然后将其成型成所需的各类结构。
2、金属流成型：将调制好的金属流放入到模具中，然后将其投射成型，采用精确的高压成型，以形成模具内期望的形状。
3、表面处理：一些金属零件可能需要再进行表面处理，比如镀铬、电镀和热处理，以满足零件性能的需求，增强其耐蚀性、耐磨性等。
4、热处理：热处理是利用复杂的热处理技术，通过改变零件的温度来改变其组织和性能，以获得期望的性能和表面光洁度。
III、优点1、体积小：由于采用精密模具来进行流体压力成型，可以制造出具有较小体积和精确尺寸的部件；2、准确精度：粉末冶金成型可以根据模具进行长宽比、曲率与折弯处理，以达到较高的精度，组装时也相对容易；3、节能降耗：比传统金属加工手段更加节省能源耗费，而且粉末冶金可以减少冶炼及清理成本，从而降低成本；4、结构复杂：粉末冶金制造的零件可以根据设计形状进行复杂的结构设计，可在一个工件上制造气隙空间及护套，从而更加省时。
IV、缺点1、成本高：粉末冶金技术的设备耗费较高，使得生产成本比其他工艺高很多；2、尺寸大小限制：模具的设计尺寸受生产设备的尺寸限制，影响着大小尺寸和深度尺寸的生产；3、生产周期长：由于加工方法比其他工艺复杂，因此所需的生产周期也变得更长；4、表面光洁度差：因为运用压力成型，而非切削加工，因此物件的表面光洁度不是非常理想。
粉末冶金成型技术
粉末冶金成型技术粉末冶金成型技术(PM)是一种新兴的金属加工技术，它使用粉末材料，经过热处理、压实、成形和加工等工艺，最终形成最终产品。
这种技术可以有效地生产复杂结构和高精度零件，被广泛应用于航天航空、汽车制造、电子信息、新材料研发等领域。
粉末冶金技术主要包括热解法(thermal decomposition)、汽化烧结法(vapour deposition sintering)和气相混合法(gas phase mixing)等。
热解法是目前最常用的一种技术，它利用热力学原理将粉末金属转化为熔融的金属液，然后将其冷却固化，最终形成最终产品。
汽化烧结法通过加热粉末材料来达到烧结的效果，最终形成的零件均匀性及结合强度较高，可应用于高强度零件的制造。
气相混合法利用点火系统在真空中燃烧粉末金属材料，使其形成金属熔融物，随后冷却固化即可形成最终零件。
粉末冶金技术具有诸多优势，如质量高、制造成本低、能够生产复杂结构复杂精度零件、有利于环境保护等。
然而由于其复杂性和技术门槛高，其产品形成损耗大，生产效率低，制造过程中不易控制精度等，使得粉末冶金技术的应用受到了一定的限制。
另外，粉末冶金技术的发展还需要更加完善的研究与管理体系。
粉末冶金技术的成功应用，需要良好的研究成果和合理的经济效益，这一技术必须结合全面的工艺改进技术、生产管理和后处理方法进行系统研究，以满足不断增长的市场需求。
综上所述，粉末冶金技术是一种潜在的应用范畴十分广泛的技术，它可广泛应用于复杂结构和精度零件的制造，极大地改变了传统的金属加工技术。
未来，粉末冶金技术将继续发展，在先进制造业及家用电器等领域获得更多的应用，成为一个重要的制造技术。
粉末冶金成型技术是一种新兴技术，它能够有效地生产复杂结构和高精度零件，它的应用范围也会随着新材料和新技术的不断发展而更新更换，并促进经济和生活进步。
未来，粉末冶金技术将迎来更大的发展，在航天航空、汽车制造、新材料研发及家用电器等领域都有广泛的应用前景。
粉末冶金工艺的基本工序
粉末冶金工艺的基本工序粉末冶金工艺的基本工序一、粉末制备1. 硫酸分解法:复合金属固态粉末以硫酸分解制备，铝钛合金等酸不溶金属催化剂也可以通过该方法制备。
2. 总离子法:溶剂可溶金属浆料通过总离子法制备成粉末，如金属木质素，金属均质盐等金属烃分子束反应，使得金属溶液形成粒子状粉末，具有该类特征形貌。
3. 冷冻干燥法:扮演著催化剂的氧化物和金属有机物助剂可以被冷冻干燥技术制备，此外，可通过冷冻干燥法和固体催化剂制备复合金属材料的粉末。
4. 高压气相沉淀法:高压气相沉淀法制备的金属粉末具有较高的浓度和均匀性，常用于制备金属表润滑材料，特别是含有较高硫含量的粉末。
二、混合成型1. 筒状热压成型:采用筒状热压成形，可以模拟加工小尺寸部件，可以得到比较规则的成形零件，它大大减少了加工工作量，减轻了加工压力。
2. 冷压成型:采用冷压成形可以得到极其精细的零件形状，这种方法的控制加工量甚至可以得到极其精细的零件表面结构，此外，由于无需添加其它热量来成形，可以有效地减小模具损伤，减少金属质量的损失。
3. 压入成型:压入成型技术通常用于制备复杂部件，大部分金属比较容易受到压力的影响，因而可以得到规则的薄壁和精细的表面细节，同时还可以实现铸件表面外形的微调。
三、烧结1. 烧结前处理:在进行烧结前，必须进行粉末的预处理，包括过滤、混合、筛分等。
2. 烧结炉:在烧结之前，先在烧结炉内将粉末进行平均分布，待烧结温度达到要求，再将烧结温度维持某个温度，并一直保持一定的时间，即可完成烧结。
3. 烧结过程:烧结过程中会产生大量的热量，热量的传递容易使得烧结物不能充分的受热，而出现部分未烧结的现象。
4. 烧结温度控制:因此，在烧结过程中对温度有较为严格的控制要求，烧结室内和外温度的精确控制可以有效地提高烧结率，保证烧结质量。
四、制备复合材料1. 试剂混合法:一般采用试剂混合法，使用试剂使粉末熔化成金属液，将两种粉末液分别滴入容器内，然后混合，固化，再烧结，形成复合材料，其优点是可以快速产生复合材料，但受试剂的影响，使得成型容易受到外界环境的影响。
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。
金属冶炼中的粉末冶金技术
粉末冶金技术还可以用于制备金属粉末，如铁粉、铝粉等。这些粉末可以用于 制造各种金属制品，如零件、工具和结构件等。
粉末冶金在金属合金化中的应用
合金化原理
粉末冶金技术通过控制原料粉末的成分和比例，可以制备出 具有特定性能的合金材料。通过调整合金元素的种类和含量 ，可以优化材料的力学性能、物理性能和化学性能。
粉末冶金技术在风力发电、核能、太阳能 等领域有广泛应用，能够制备高性能的零 部件和材料。
02
粉末冶金技术的基本 原理
粉末的制备
原材料选择
根据所需金属的性质和用途，选 择合适的原材料。
物理法
通过机械研磨、气体雾化、电解沉 积等方法将原材料细化成粉末。
化学法
通过化学反应将原材料分解为粉末 ，如氢还原法、化学气相沉积等。
合金制备方法
粉末冶金技术中的熔融混合法、机械合金化法和化学共沉淀 法等可用于制备各种合金材料，如不锈钢、镍基高温合金和 钛合金等。
粉末冶金在金属复合材料制备中的应用
金属基复合材料
粉末冶金技术可以用于制备金属基复 合材料，如铝基复合材料、钛基复合 材料和钢基复合材料等。这些复合材 料由两种或多种材料组成，具有优异 的力学性能和物理性能。
高强度与轻量化
粉末冶金技术能够制备高强度、轻量化的 金属零件，有助于提高产品的性能和降低
能耗。
可制造复杂结构零件
粉末冶金技术能够制造具有复杂内部结构 和精细特征的金属零件，满足各种工程应 用的需求。
环保友好
粉末冶金技术采用低能耗、低污染的生产 方式，减少了传统金属冶炼过程中产生的 废气、废水和废渣。
粉末冶金技术的快速发展，开始应用 于大规模生产和制备高性能材料。
粉末冶金技术的应用领域
2024年粉末冶金的烧结技术(三篇)
2024年粉末冶金的烧结技术⑴按原料组成不同分类。
可以将烧结分为单元系烧结、多元系固相烧结及多元系液相烧结。
单元系烧结是纯金属（如难熔金属和纯铁软磁材料）或化合物(Al2O3、B4C、BeO、MoSi2等)熔点以下的温度进行固相烧结。
多元系固相烧结是由两种或两种以上的组元构成的烧结体系，在其中低熔成分的熔点温度以下进行的固相烧结。
粉末烧结合金多属于这一类。
如Cu-Ni、Fe-Ni、Cu-Au、W-Mo、Ag-Au、Fe-Cu、W-Ni、Fe-C、Cu-C、Cu-W、Ag-W等。
多元系液相烧结以超过系统中低熔成分熔点的温度进行的烧结。
如W-Cu-Ni、W-Cu、WC-Co、TiC-Ni、Fe-Cu(Cu10%、Fe-Ni-Al、Cu-Pb、Cu-Sn、Fe-Cu(Cu10%)等⑵按进料方式不同分类。
分为为连续烧结和间歇烧结。
连续烧结烧结炉具有脱蜡、预烧、烧结、制冷各功能区段，烧结时烧结材料连续地或平稳、分段地完成各阶段的烧结。
连续烧结生产效率高，适用于大批量生产。
常用的进料方式有推杆式、辊道式和网带传送式等。
间歇烧结零件置于炉内静止不动，通过控温设备，对烧结炉进行需要的预热、加热及冷却循环操作，完成烧结材料的烧结过程。
间歇烧结可依据炉内烧结材料的性能确定合适的烧结制度，但生产效率低，适用于单件、小批量生产，常用的烧结炉有钟罩式炉、箱式炉等。
除上述分类方法外。
按烧结温度下是否有液相分为固相烧结和液相烧结；按烧结温度分为中温烧结和高温烧结（1100～1700℃），按烧结气氛的不同分为空气烧结，氢气保护烧结（如钼丝炉、不锈钢管和氢气炉等）和真空烧结。
另外还有超高压烧结、活化热压烧结等新的烧结技术。
2.影响粉末制品烧结质量的因素影响烧结体性能的因素很多，主要是粉末体的性状、成形条件和烧结的条件。
烧结条件的因素包括加热速度、烧结温度和时间、冷却速度、烧结气氛及烧结加压状况等。
⑴烧结温度和时间烧结温度的高低和时间的长短影响到烧结体的孔隙率、致密度、强度和硬度等。
粉末冶金技术简述.
含油轴承
含油轴承在非运转状态，润滑油 充满其孔隙，运转时，轴回转因摩 擦而发热，轴瓦热膨胀使孔隙减小 ，于是，润滑油溢出，进入轴承间 隙。当轴停止转动后，轴瓦冷却， 孔隙恢复，润滑油又被吸回孔隙。
含油轴承，即多孔质轴承 (PorousBearing)，以金属粉末为主 要原料，用粉末冶金法制作的烧结 体。利用烧结体的多孔性,使之含 浸10%~40%(体积分数)润滑油,于自 行供油状态下使用。
粉末性能(property of powder)
粉末所有性能的总称。它包括：粉末的几何性能(粒度、比表面、孔径和形状等) ；粉末的化学性能(化 学成分、纯度、氧含量和酸不溶物等)；粉体的力学特性(松装 密度、流动性、成形性、压缩性、堆积角和剪切角等)；粉末的物理性能和表面特性( 真密度、光 泽、吸波性、表面活性、电位和磁性等)。粉末性能往往在很大程度上决 定了粉末冶金产品的性能。
粉末冶金与元器件封装
集成电路封装是为芯片提供一个可靠的工作环境，保护芯片不受外 部环境影响，使电路具有稳定正常的功能。 集成电路的封装要求用于封装的材料具有一定的机械强度、良好的 电气性能能、散热性能和化学稳定性，并更具集成电路类别和使用场所 的不同，选用不同的封装结构和材料。 据统计现在目前一个集成芯片的成本和封装的成本已基本相当，而高 性能
减振器 部件
变速器部 件
汽车发动机
为了提高燃油利用率与 控制排放，汽车发动机的工 作条件变得更加严酷。使用 粉末冶金的阀座、阀导向、 VCT和链轮等，能够具备高 强度、高耐磨性和优良的耐 热性。 汽车发动机中利用粉末 冶金制造的部件有：传动系 统零部件（气门座、气门导 管和阀），可变阀门定时零 部件、控制杆等。
应用领域
多孔材料
多孔材料，顾名思义就是有很多孔的材料，是由 材料实体与孔隙构成的相互贯通或封闭的网络结构。 如果孔隙之间是相互相通的，则称为开孔；如果孔隙 与孔隙之间是完全隔开的，则称为闭孔；也有些孔隙 则是半开半闭的。 粉末冶金多孔材料，又称多孔烧结材料，由金属 或合金粉末(球状或不规则形状)，或短纤维，经成形 、烧结制成。材料内部孔道纵横交错、互相贯通，一 般有 30%~60% 的孔隙度，孔径 1~100 μm。常用的金 属或合金 有青铜、不锈钢、铁、镍、钛、钨、钼以及 难熔金属化合物等。做成的制品有坩埚状、碟状、管 状、板状、薄膜等。粉末冶金多孔材料导热、导电性 能好，透过性能好，耐高温与低温，抗热震，抗介质 腐蚀。可用于制造过滤器、多孔电极、灭火装臵、防 冻装臵等。
简述粉末冶金基本工艺
简述粉末冶金基本工艺
粉末冶金(Powder Metallurgy, PM) 是一种将固体金属的粉末混合，组装，热处理和
定形制备成型零件的工艺方式，它衍生自传统的冶金熔炼工艺，它允许快速、低成本地制
造几乎任何复杂形状和内部空间的零件。
其原理是，金属粉末是以连续性的状态，一般采
用挤出方法将粉末混合进行组装，然后再进行热处理和成型，从而形成零件的过程。
粉末冶金的制造工艺主要包括：粉末制备、粉末造型件加工、热处理、代用材料加工
和表面处理等五个步骤。
1、粉末制备：即是以金属、合金或其他材料制成的粉末。
金属常以压片、碎片、溶
解分解以及电弧熔毁等方式制成，合金常以压片或类似压片方式制成，其他材料常以研磨、滚压等方式制成；
2、粉末造型件加工：即粉末挤压、冲压模压部件；
3、热处理：热处理是PM制成零件的关键，热处理包括热回火、表面热处理、夸张处理，它可以改变零件的硬度、强度和结构；
4、代用材料加工：将润滑材料、密封材料或其他类似材料进行加工；
5、表面处理：为零件提供外表面的良好外观和作用，比如抛光加工、粉末涂覆等等。
粉末冶金技术相对传统冶金工艺的优势在于它的成本低、加工周期短、能够生产出超
过传统冶金工艺可生产之外的一些复杂形状和尺寸不等的零件，对非结晶固态金属表现出
了不错的硬度和抗腐蚀性。
它还可以有效地消除了零件之间的缝隙、拼接缝、焊接接头等
难题，从而大大减少了零件的制造成本。
粉末冶金的优缺点
粉末冶金的优缺点1. 引言粉末冶金技术是一种制备金属、合金和陶瓷制品的有效方法。
通过粉末冶金技术，我们可以将金属和非金属粉末混合、压制、烧结或热处理，以获得具有特定性能和形状的成品。
在这篇文档中，我们将讨论粉末冶金技术的一些优点和缺点。
2. 优点2.1 设计灵活性粉末冶金技术具有很高的设计灵活性。
通过调整粉末的成分和形状，可以实现几乎任何复杂形状的制造。
这种灵活性使得粉末冶金技术在制造复杂零件和近净型制造中得到广泛应用。
2.2 节约原材料粉末冶金技术可以最大限度地利用原材料，减少浪费。
由于原料是以粉末形式使用的，因此不需要额外的加工过程来削减材料。
此外，粉末冶金也可以使用废料和回收材料，降低对自然资源的依赖。
2.3 节约能源相对于传统的加工方法，粉末冶金技术通常需要较低的能量消耗。
在粉末冶金过程中，由于密度较低且不需要大量的热处理，能源消耗要比其他冶金方法低。
2.4 材料性能优异粉末冶金技术可以制备出具有良好性能的材料。
由于粉末颗粒之间存在微观间隙，所以粉末冶金制品在使用中往往具有较好的透气性和耐磨性。
此外，通过调整材料的成分和粉末的形状，还可以控制材料的力学性能和化学性能。
2.5 生产效率高粉末冶金技术用于批量生产。
通过使用适当的压制模具和工艺控制，可以实现高效率的制造。
与其他冶金方法相比，粉末冶金可以同时制造多个零件，提高生产效率。
3. 缺点3.1 设备成本高粉末冶金技术所需的设备成本较高。
制备粉末的过程需要粉碎、合金化、筛分等多个步骤，需要使用专用设备进行处理。
此外，还需要进行烧结和热处理等后续工艺，增加了设备成本。
3.2 制造难度较大粉末冶金技术相对复杂，制造过程中需要严格控制多个参数，如粉末的形状、成分、粒度分布等。
如果参数控制不当，将会影响成品的质量和性能。
3.3 高密度产品难以实现由于粉末冶金技术中存在微观间隙，制造高密度产品是一个挑战。
高密度意味着更高的力学性能和更好的耐蚀性，但制造高密度产品需要更高的压力和更复杂的工艺控制。
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粉未治金技术
金属注射成形技术（MIM）由陶瓷零件的粉末注射成形技术发展而来，是一种新型的粉末冶金近净成形技术。
MIM 技术的主要生产步骤如下：
金属粉末与粘结剂混合——制粒——注射成形——脱脂——烧结——后续处理——最终产品
该技术适用于大批量生产性能高、形状复杂的小尺寸的粉末冶金零部件。
近几十年来，MIM技术发展势头迅猛，能应用的材料体系包括：Fe-Ni合金、不锈钢、工具钢、高比重合金、硬质合金、钛合金、镍基超合金、金属间化合物、氧化铝、氧化锆等。
目前注射成形技术在国外已经有不少大规模的产业化应用，如瑞士的手表业。
而国内近年来也已经涌现出不少具有一定实力MIM产品的生产企业，如中南工大的湖南英捷，北京安泰，山东乳山金珠以及上海富驰等。
金属和陶瓷粉末材料注射成型(粉末注射成型-PIM)作为一种有竞争力的技术，已经在精密零件领域确立了其地位。
PIM的成功来自于塑料注射成型技术和粉末技术的组合，前者具有获得形状的高自由度；后者提供很宽的选择材料的可能性。
这导致了形成一个年增长率高于20%的强有力的增长中的市场。
粉末注射成型是一种接近纯塑造的加工方法，它组合了粉末技术和塑料注射成型技术的各种优势。
聚合物注射成型的主要优点是高速和自动化地生产大批量、几何形状复杂而又无需进行重要的后修饰零件的可能性。
PIM加工过程现在可以加工几乎所有可得到的、以适当的粉末形式存在的材料，包括金属、陶瓷、硬质合金、金属间化合物和复合材料。
在粉末注射成型中，金属或陶瓷粉通过与足量的聚合物和蜡(粘接剂)混合和均化形成注射成型混合物，这种原料有聚合物的流动性质，能作为粒料用通常的注射成型方法进行加工。
注射成型零件(绿色坯块)用如同塑料注射成型那样的方法成型，并采用或多或少有点复杂的注射成型模具。
为了得到成品，粘接剂通常在一个两级加工过程中，借助热效应和/或一种化学过程，被从绿色坯块中除去(称谓脱粘接剂)。
所形成的"褐色坯块"与注射成型零件有大致相同的形状和尺寸。
但由于已经除去粘接剂，所以是一个多孔结构的零件。
此零件然后在大约85%的熔点温度，在一个适当地调节好的环境中烧结。
孔通过液相的扩散、成型，和颗料增大等而封闭。
在烧结过程中零件形状完全保持，结果是用塑料成型加工法可得到的复杂的形状也能在金属和陶瓷零件上再现。
精细的原料粉和光洁的模具表面可保证PIM加工方法具有突出的表面质量。
按照用途的不同，烧结好的零件可在随后的产品后处理工序中，用搭接、研磨、机械、化学抛光、涂布等方法达到最终的、准备好供使用的状况。
注射成型是确定几何形状和尺寸的关键工序。
就像热塑性塑料情况那样，来自注料道和流道的混合料冷料可以再行造粒和回收使用，或者可采用热流道喷嘴，直接注射入零件。
零件尺寸从2 mm到5 cm PIM加工方法的典型应用是生产相对较小、密实而又形状复杂的零件，对它们的需求数量，每年在几千到几百万之间。
它的高成型自由度使早先用几个工序生产或用几个零件装备起来形成的零件可用一个单独的PIM零件代替。
有内部螺纹的、有难于加工的侧陷槽的、要求高表面质量的零件也能可靠地和自动化地进行生产。
对于PIM零件，存在有一系列设计判据。
PIM零件的典型的和经济上有吸引力的尺寸范围大约从2 mm到5 cm。
紧固元件，如眼孔、螺纹或拉钩被集成到零件上也是很典型的，零件也包括，如齿轮、滑动螺栓、滑动表面、传动夹头或结构轴等结构元件。
PIM特别适于制造有多功能特点的零件，成型自由度高，这大大扩展了传统生产工艺的适用范围，并且不需要复杂的机械修整和连接加工。
在许多生活领域中的应用PIM零件现在用于很多日常生活领域，如汽车和空间工业、化学工业、办公室设备和计算机工业，但也用于医药技术、运动设备和军事装备。
例如厨房搅拌器的驱动托架，用不锈钢制成，重量为135g，这是一个相对较重的PIM零件。
汽车点火开关盖以Fe2Ni为材料，由Radevormwald 的GKN Sinter Metals公司大批量生产。
这种零件重8.8g，烧结后牢固地镀上铬。
Dornstetten 的Klaeger公司批量生产的陶瓷杯，可省去固定把手的复杂工作程序。
其他在消费品和宝石行业的著名的应用例子是不锈钢、钛和贵金属手表零件，例如由瑞士Grenchen的ETA公司生产的这类零件。
注射成型机制造商Arburg公司采用了气体辅助技术，使中空的、重量轻的零件进入PIM加工过程。
世界范围的销售额为7亿美元简单概括一下PIM技术的历史发展情况，与PIM有关的第一个商业活动发生在1960年。
但只是在过去的15年里，接受程度和市场潜力才取得稳定的增长。
这一技术成熟到这种程度，它成为
在零件制造领域可获得的一种有效的交钥匙技术已有几年。
它形成的标准制品费用和价格的下降正在打开新的应用领域，并对更广泛地应用PIM作出有重大意义的贡献。
近年，世界PIM制品市场发展很快。
大约10年前，用PIM技术生产的产品销售额还不足1亿美元，而现在的销售额估计约为7亿美元。
陶瓷零件的生产构成这一总数的不到40%。
产品的一半以上为机构内消耗而生产。
市场的约50%在美国，而欧洲和亚洲各占PIM世界市场的25%。
从公司销售额的期望值预测，年增长率是大于20%。
这些数字显示，从90年代中期起，PIM变成一种有利可图的业务。
这正在激励新公司进入PIM技术领域。
这些公司越来越多地不是来自粉末冶金领域，而更可能是有精密压铸或塑料注射成型技术背景的领域。
例子包括，如西班牙桑坦德的Ecrimesa公司和荷兰Boxtel的ITB Precisetechnik公司，后者特别因生产钛金属零件而著名。
在德国，如Schussenried 的CM Spritzguss公司和Beierfeld 的Hock Sachen 公司也给出这一市场增长的证据。
伴随着这一倾向，更多的PIM生产商不自己混合它们的注射成型混合料，而使用制备好的原料。
BASF公司的原料系统因它的催化脱粘接剂技术，份额正在不断地增长，尤其在欧洲市场。
与此并行，设备技术正经历发展的过程。
为了用同一材料大规模地制造零件，一种连续加工技术(迪伦Cremer公司的MIM-Master)已经用于脱粘接剂和烧结过程。
仅有相对少的粉末制造商向市场提供PIM原始材料。
不断增加的价格压力和市场，对准备好的供加工用原料的需求，引导某些粉末制造商对它们作为原料制造商进入市场的前景进行评估。
一个新近的例子是将粉末和原料业务集成到生产PIM零件的一个公司中。
例如，美国宾夕法尼亚州里的Carpenter公司，一个零件制造商，买下了瑞典的粉末制造商，瑞典Torshalla 的Anval公司。
光明的市场前景用户必定会进一步加深对PIM技术的总体了解。
为了继续促进PIM零件市场的增长，必须教会用户的设计人员掌握正确的设计方法。
正在为此草拟标准和确定公差与性能的原则，也可以获得对设计人员的培训课程。
就加工技而论，有一种改进熔炉的发展趋势。
采用很均匀的温度控制，将加热脱接剂工序和烧结工序组合到一个熔炉内是可行的。
BASF公司的原料的催化脱接剂过程现正被集成到这一构想中。
新型材料，如MoCu 或WCu，借助PIM方法加工后，可被开发用于，例如，在微电子技术中用的热管理材料(图6)。
生物不排斥材料的重要性越来越突出，如用于医药技术中的零件，以及无镍的不锈钢，像BASF公司提供的，产品名称为Panacea 的制品。
小型化的发展趋势正在越来越多地引导到对极小的陶瓷和金属零件的需求。
这方面的最佳例证是注射重量仅为0.067g的微型零件，它们作为绝缘支撑被安装到模型铁路上。
它们是Losburg的Arburg公司用PIM技术以有颜色的氧化锆为原料制成的，其精度达到1～2μm。
Battenfeld也以一台注射成型(Microsystem 50) 为这种趋势作准备。
另一方面，PIM技术也已经扩展了它的领域，包括注射量大于1 kg 的零件。
只是因为经济原因，现在才偏向于相对说来难于机械加工或铸造的材料，这是因为材料费用占相当高的比例的缘故。
为了经济地生产和对顾客的要求作出快速反应，以快速的原型制造技术帮助制造模具，从而达到较迅速地生产出PIM原型，这一点已经变得越来越重要。
进一步改进模具填充的模拟程序，将使PIM技术更经济，减少注射成型的周期时间、采用更先进的供料系统和改进机器控制也将对这一努力作出贡献。