粉末冶金工艺流程 ppt课件
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粉末冶金ppt课件
22
（1）雾化法
粉
末 冶
• 特点：
金
– 生产效率高，成本低，易于制造高纯度
成
粉末；
型
– 合金粉末易产生成分偏析以及难以制得
小于300目的细粉。
• 应用
– 制造Fe 、Pb、Sn、Zn、Al、青铜、 黄铜等低熔点金属与合金粉末；
– 18-8不锈钢、低合金钢、镍合金等 粉末。
23
(2) 机械粉碎法 是靠压碎、击碎和磨削等作用，将
– 用回弹率表示，即线性 相对伸长的百分率，其 大小与模具尺寸计算有 直接关系。
33
• 称粉 就是
称量成型一 个压坯所需 的粉末的重 量或容量。
近两吨重大型坯料（用热等静压法）
18
粉末冶金成型
粉
§2 粉末冶金成型工艺简介
末
冶
金 成
粉料制备
压制成型
烧结
型
粉末冶金成品
烧结后的处理
19
§2 粉末冶金成型工艺简介
粉
一．粉料制备（粉末冶金原料）
末
冶 金
粉末冶金原材料（粉末）
成
型
纯金属
纯金属
种类
非金属 化合物
合金 化合物 复合金属粉末
制取方法选择：
• 特点：
从固态金属氧
– 该法简单，费用低 化 物 或 金 属 化 合 物
• 应用
中还原制取金属粉
– 目前铁粉大部分 由还原法生产。
末，是最常用的生 产方法之一。
26
（4）电解法
从金属盐水溶液中电
粉 末
解沉积金属粉末。
冶
• 特点：
金 成
– 电解末高纯度，高密度，高压缩性；
型
（1）雾化法
粉
末 冶
• 特点：
金
– 生产效率高，成本低，易于制造高纯度
成
粉末；
型
– 合金粉末易产生成分偏析以及难以制得
小于300目的细粉。
• 应用
– 制造Fe 、Pb、Sn、Zn、Al、青铜、 黄铜等低熔点金属与合金粉末；
– 18-8不锈钢、低合金钢、镍合金等 粉末。
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(2) 机械粉碎法 是靠压碎、击碎和磨削等作用，将
– 用回弹率表示，即线性 相对伸长的百分率，其 大小与模具尺寸计算有 直接关系。
33
• 称粉 就是
称量成型一 个压坯所需 的粉末的重 量或容量。
近两吨重大型坯料（用热等静压法）
18
粉末冶金成型
粉
§2 粉末冶金成型工艺简介
末
冶
金 成
粉料制备
压制成型
烧结
型
粉末冶金成品
烧结后的处理
19
§2 粉末冶金成型工艺简介
粉
一．粉料制备（粉末冶金原料）
末
冶 金
粉末冶金原材料（粉末）
成
型
纯金属
纯金属
种类
非金属 化合物
合金 化合物 复合金属粉末
制取方法选择：
• 特点：
从固态金属氧
– 该法简单，费用低 化 物 或 金 属 化 合 物
• 应用
中还原制取金属粉
– 目前铁粉大部分 由还原法生产。
末，是最常用的生 产方法之一。
26
（4）电解法
从金属盐水溶液中电
粉 末
解沉积金属粉末。
冶
• 特点：
金 成
– 电解末高纯度，高密度，高压缩性；
型
【培训课件】粉末冶金PPT
温度可达1500~20000C
工业生产用的大型HIP的使用温度有1200、 1400、20000C
工作物承受的是各方向均等的成形压力，故其 密度、物理和机械性质均具良好的等方性。
2021/6/10
48
热均压成型示意图
2021/6/10
49
HIP的优点
1、易于维护的管路系统。 2、工作物之装卸方式采底部进出方式。 3、装有微处理机控制系统。 4、保护用的环墙厚壁。
2021/6/10
55
烧结机构示意图
2021/6/10
56
2021/6/10
57
烧结炉的简介
金属网带炉 驼背式炉筛网输送带式炉 滚轮式。
2021/6/10
58
将压粉体加中的润滑剂在烧结前先去除。 脱腊
使烧结炉内的气体不因外在气体(氢、水气…) 侵入而受影响。 气密性
2021/6/10
66
烧结耐热材料
在高温时，具有良好的机械性质、耐氧化性 及耐腐蚀性。
可得较细渡化的粉粒。 优点：资源回收再利用 缺点： 1.无法控制粉末特性 2.生产缓慢
2021/6/10
17
一、机械制造法
球磨
2021/6/10
18
一、机械制造法
球磨 不适用：易生冷焊现象、具延展性的材料 适用：脆性材料
缺点： 1.能量在噪音及摩擦热的消耗大 2.粒度越小所需要的时间和能量相对很大 3.粉末加工硬化、不规则形状、堆积性不良
不规则的粉末在搬运的时候易改变其密度。 圆球状的粉末最安定。
结论：将粉末充分的研磨以减低其形状的影响。
2021/6/10
38
在研磨时受氧化程度及冷作加工的影响。
氧化程度
工业生产用的大型HIP的使用温度有1200、 1400、20000C
工作物承受的是各方向均等的成形压力，故其 密度、物理和机械性质均具良好的等方性。
2021/6/10
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热均压成型示意图
2021/6/10
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HIP的优点
1、易于维护的管路系统。 2、工作物之装卸方式采底部进出方式。 3、装有微处理机控制系统。 4、保护用的环墙厚壁。
2021/6/10
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烧结机构示意图
2021/6/10
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2021/6/10
57
烧结炉的简介
金属网带炉 驼背式炉筛网输送带式炉 滚轮式。
2021/6/10
58
将压粉体加中的润滑剂在烧结前先去除。 脱腊
使烧结炉内的气体不因外在气体(氢、水气…) 侵入而受影响。 气密性
2021/6/10
66
烧结耐热材料
在高温时，具有良好的机械性质、耐氧化性 及耐腐蚀性。
可得较细渡化的粉粒。 优点：资源回收再利用 缺点： 1.无法控制粉末特性 2.生产缓慢
2021/6/10
17
一、机械制造法
球磨
2021/6/10
18
一、机械制造法
球磨 不适用：易生冷焊现象、具延展性的材料 适用：脆性材料
缺点： 1.能量在噪音及摩擦热的消耗大 2.粒度越小所需要的时间和能量相对很大 3.粉末加工硬化、不规则形状、堆积性不良
不规则的粉末在搬运的时候易改变其密度。 圆球状的粉末最安定。
结论：将粉末充分的研磨以减低其形状的影响。
2021/6/10
38
在研磨时受氧化程度及冷作加工的影响。
氧化程度
粉末冶金工艺(共17张PPT)
粉末冶金工艺
粉末冶金工艺过程
• 粉末冶金材料是指不经熔炼和铸造，直接 用几种金属粉末或金属粉末与非金属粉末， 通过配制、压制成型，烧结和后处理等制 成的材料。粉末冶金是金属冶金工艺与陶 瓷烧结工艺的结合，它通常要经过以下几 个工艺过程：
一、粉料制备与压制成型
• 常用机械粉碎、雾化、物理化学法制取粉 末。制取的粉末经过筛分与混合，混料均 匀并加入适当的增塑剂，再进行压制成型， 粉粒间的原子通过固相扩散和机械咬合作 用，使制件结合为具有一定强度的整体。 压力越大则制件密度越大，强度相应增加。 有时为减小压力合增加制件密度，也可采 用热等静压成型的方法。
三、后处理
• 一般情况下，烧结好的制件能够达到所需 性能，可直接使用。但有时还需进行必要 的后处理。如精压处理，可提高制件的密 度和尺寸形状精度；对铁基粉末冶金制件 进行淬火、表面淬火等处理可改善其机械 性能；为达到润滑或耐蚀目的而进行浸油 或浸渍其它液态润滑剂；将低熔点金属渗 入制件孔隙中去的熔渗处理，可提高制件 的强度、硬度、可塑性或冲击韧性等。
粉末冶金工艺的基本工序
• 1、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 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。
粉末冶金方法起源于公元前三千多年。 从民用工业到军事工业；
械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化 现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。
将低熔点金属渗入制件孔隙中去的熔渗处理，可提高制件的强度、硬度、可塑性冲击韧性等。 3、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。
粉末冶金工艺过程
• 粉末冶金材料是指不经熔炼和铸造，直接 用几种金属粉末或金属粉末与非金属粉末， 通过配制、压制成型，烧结和后处理等制 成的材料。粉末冶金是金属冶金工艺与陶 瓷烧结工艺的结合，它通常要经过以下几 个工艺过程：
一、粉料制备与压制成型
• 常用机械粉碎、雾化、物理化学法制取粉 末。制取的粉末经过筛分与混合，混料均 匀并加入适当的增塑剂，再进行压制成型， 粉粒间的原子通过固相扩散和机械咬合作 用，使制件结合为具有一定强度的整体。 压力越大则制件密度越大，强度相应增加。 有时为减小压力合增加制件密度，也可采 用热等静压成型的方法。
三、后处理
• 一般情况下，烧结好的制件能够达到所需 性能，可直接使用。但有时还需进行必要 的后处理。如精压处理，可提高制件的密 度和尺寸形状精度；对铁基粉末冶金制件 进行淬火、表面淬火等处理可改善其机械 性能；为达到润滑或耐蚀目的而进行浸油 或浸渍其它液态润滑剂；将低熔点金属渗 入制件孔隙中去的熔渗处理，可提高制件 的强度、硬度、可塑性或冲击韧性等。
粉末冶金工艺的基本工序
• 1、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 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。
粉末冶金方法起源于公元前三千多年。 从民用工业到军事工业；
械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化 现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。
将低熔点金属渗入制件孔隙中去的熔渗处理，可提高制件的强度、硬度、可塑性冲击韧性等。 3、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ppt
烧结气氛 sintering atmosphere
1.烧结气氛的作用与分类
作用：
控制烧结体与环境之间的化学反应— 保护作用 如氧化和脱碳
及时带走烧结坯体中润滑剂和成形剂的分解产 物— 净化作用
分类
氧化性气氛：如纯Ag或Ag-氧化物复合材料及氧化 物陶瓷的烧结
还原性气氛：含有H2或CO组份的烧结气氛 如硬质合金烧结用氢气氛，铁基、铜基粉末冶 金零件的含氢气氛
的位移、重排。因此有理由认为热压过程比前述塑
性流动和扩散蠕变更为复杂，难以用一个统一的热
压动力学方程描述。在分析了多数氧化物和碳化物
等硬质粉末的热压实验曲线后，可以看到致密化过
程大致有三个连续过渡的基本阶段：（1）快速致密
化阶段——又称微流动阶段，即在热压初期，颗粒
发生相对滑动、破碎和塑性变形，类似冷压的颗粒
重排，致密化速度较大，主要取决于粉末的粒度、
形状及材料的断裂和屈服强度。这阶段的线收缩，
由费尔坦表示为
；（2）
致密化减速阶段——以塑性流动为主要机构，类似
烧结后期的闭孔收缩阶段，可适用默瑞热压方程 式，即孔隙度的对数与时间成线性关系；（3）趋近 终极密度阶段—— 受扩散控制的完全停止，这阶段 可适用柯瓦尔钦科蠕变为主要机构，此时，晶粒长 大使致密化速度大为降低，达到终极密度后，致密 化过程萨姆索诺夫或科布尔方程。
1、塑性流动理论 1949年，麦肯齐和舒特耳沃思发表了塑性流动烧结
理论，奠定了热压塑性流动理论的基础。他们根 据烧结后期形成闭孔的特点，提出图5-72所示模 型，即一个闭孔（半径r1）和包围闭孔的不可压 缩的致密球壳。孔隙的表面应力(-2γ/r1）使孔隙 周围的材料产生压应力而变形，迫使孔隙缩小。 根据塑性体（又称宾厄姆体）的流动方程
1.烧结气氛的作用与分类
作用：
控制烧结体与环境之间的化学反应— 保护作用 如氧化和脱碳
及时带走烧结坯体中润滑剂和成形剂的分解产 物— 净化作用
分类
氧化性气氛：如纯Ag或Ag-氧化物复合材料及氧化 物陶瓷的烧结
还原性气氛：含有H2或CO组份的烧结气氛 如硬质合金烧结用氢气氛，铁基、铜基粉末冶 金零件的含氢气氛
的位移、重排。因此有理由认为热压过程比前述塑
性流动和扩散蠕变更为复杂，难以用一个统一的热
压动力学方程描述。在分析了多数氧化物和碳化物
等硬质粉末的热压实验曲线后，可以看到致密化过
程大致有三个连续过渡的基本阶段：（1）快速致密
化阶段——又称微流动阶段，即在热压初期，颗粒
发生相对滑动、破碎和塑性变形，类似冷压的颗粒
重排，致密化速度较大，主要取决于粉末的粒度、
形状及材料的断裂和屈服强度。这阶段的线收缩，
由费尔坦表示为
；（2）
致密化减速阶段——以塑性流动为主要机构，类似
烧结后期的闭孔收缩阶段，可适用默瑞热压方程 式，即孔隙度的对数与时间成线性关系；（3）趋近 终极密度阶段—— 受扩散控制的完全停止，这阶段 可适用柯瓦尔钦科蠕变为主要机构，此时，晶粒长 大使致密化速度大为降低，达到终极密度后，致密 化过程萨姆索诺夫或科布尔方程。
1、塑性流动理论 1949年，麦肯齐和舒特耳沃思发表了塑性流动烧结
理论，奠定了热压塑性流动理论的基础。他们根 据烧结后期形成闭孔的特点，提出图5-72所示模 型，即一个闭孔（半径r1）和包围闭孔的不可压 缩的致密球壳。孔隙的表面应力(-2γ/r1）使孔隙 周围的材料产生压应力而变形，迫使孔隙缩小。 根据塑性体（又称宾厄姆体）的流动方程
粉末冶金课件
•塑耐性腐变蚀形性能等
•表面状态
•表面张力等
粉末冶金成型
§2 粉末冶金成型工艺简介
3．粉末旳预处理与混合
（1）粉末旳预处理 （2）粉末混合
• 混合 – 两种以上化学组元相混合 （相同化学构成旳粉末旳混合叫做合并。）
• 目旳 – 使性能不同旳组元形成均匀旳混合物， 以利于压制和烧结时状态均匀一致。
为何预处理？ a．虽然在同一条件下制造旳同一粉末，其纯度和粒
• 应用 – 制造Fe 、Pb、Sn、Zn、Al、青铜、 黄铜等低熔点金属与合金粉末； – 18-8不锈钢、低合金钢、镍合金等 粉末。
(2) 机械粉碎法
是靠压碎、击碎和磨削等作用，将 块状金属或合金机械地粉碎成粉末。
粉末冶金成型
(2) 机械粉碎法 • 特点：
– 既是一种独立制粉措施， – 又常作为某些制粉措施不可缺乏旳
▪ 据作业旳连续性分 – 间歇式烧结炉—坩埚炉箱式炉 – 高频或中频感应炉
– 大气环境
– 连续式烧结炉
• 产生“过烧”废品
– 烧结温度过高或时间过长，使压坯歪曲和变形，其晶粒也 大；
• 产生“欠烧”废品
– 烧结温度过低或时间过短，产品结合强度等性能达不到要 求；
粉末冶金成型
§2 粉末冶金成型工艺简介
粉末冶金成型
§1 概 述
五、应用
板、带、棒、管、丝等多种型材
成批或 齿轮、链轮、棘轮、轴套类等多种零件 大量生产 重量仅百分之几克旳小制品
近两吨重大型坯料（用热等静压法）
粉末冶金成型
粉末冶金成型
§2 粉末冶金成型工艺简介
粉料制备
压制成型
烧结
粉末冶金成品
烧结后旳处理
§2 粉末冶金成型工艺简介
粉末冶金工艺简介及问题点展示课件
可制造复杂结构零件
粉末冶金工艺能够制造具有复杂内部 结构和精细特征的零件，满足高精度 和高性能的需求。
该工艺通过压制和烧结等步骤，能够 实现零件的复杂形状和精细特征的成 型，避免了传统加工方法的限制。
材料的组合与优化
粉末冶金工艺能够实现多种材料 的组合和优化，以获得最佳的性
能和功能。
通过将不同的金属粉末、非金属 粉末和其他添加剂混合，可以制 造出具有优异性能的复合材料和
压制过程中密度分布不均
密度不均的原因
在压制过程中，由于粉末的流动性、 模具的设计和压制工艺等因素，可能 会导致密度分布不均。
对产品质量的影响
密度分布不均会导致烧结后产品的性 能不均，如硬度和强度等。这可能会 影响产品的使用寿命和可靠性。
烧结过程中收缩率不一致
收缩率不一致的原因
在烧结过程中，由于温度场的不均匀、冷却速度不一致等因素，可能会导致收 缩率不一致。
通过优化原材料和工艺参数，产品性能和尺 寸精度得到显著提升。
能耗与污染明显降低
工艺流程的优化和先进设备的采用使得能源 消耗和环境污染明显降低。
生产效率大幅提高
自动化设备的引入使得生产效率大幅提升， 减少了人工成本。
成本有效控制
通过优化原材料、能源和人力成本，产品成 本得到有效控制。
THANKS FOR WATCHING
改进前的问题分析
01
02
03
04
产品质量不稳定
由于原材料和工艺参数的波动 ，导致产品性能和尺寸精度不
稳定。
生产效率低下
传统工艺流程长，且依赖大量 手工操作，导致生产效率低下
。
高能耗与高污染
由于设备陈旧和工艺落后，导 致能源消耗大且环境污染严重
粉末冶金工艺流程-PPT
该产品称为: 生坯,也叫成形品 intering 烧结是金属粉末压块（或松散金属粉末） 在低于熔点的温度下转变成密实固体的 过程(合金化过程)。在烧结过程中，粉末 颗粒通过扩散和其它原子 迁移机理而结 合在一起，得到的多孔体且具有一 定的 机械强度 得到的产品叫:烧结品 blank
蒸汽处理(表面发黑处理)→Steam Treatment 在工件表面形成一层致密的Fe3O4薄膜,能很好的起 到防锈作用,而且,硬度,强度能得到一定的提高;一般硬 度可达到HRB50~100. 其他常用表面处理方式:喷砂、研磨、树脂含浸、电 泳、达克罗、电镀等
粉末冶金工艺流程
机加工 cutting
粉末冶金工艺流程
粉末冶金工艺流程
粉末的制取 powder
机械粉碎法(球磨法) comminuted powder
还原法
reduced powder
雾化法
atomized powder
电解法
electrolytic powder
粉末的种类:
铁粉Fe
iron powder
合金钢粉
alloyed steel
粉末冶金工艺流程
后处理工艺 精整 sizing 也就是加工,即将烧结品放入加工模,施以 相应的压力,以达到所需求尺寸的过程
粉末冶金工艺流程
表面处理 热处理（渗碳处理和高频）→Heat Treatment
适用于综合机械性能要求较高的产品，硬度一般可以达到 HRC30以上（Hv0.2 450以上）。产品一般是承受较大载荷的齿轮 及一些耐磨性较高的产品。
机械加工（钻孔、攻牙、切削、铣、 磨等）
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
粉末冶金工艺流程
油浸 oil dipping 含油轴承:采用真空油浸的办法,将洗净干燥的 轴承内部的空气抽干,再注入图面上所需要的润 滑油,达到需要的含油率(oil content)的过程 一般机械零件:普通油浸,主要是在部品表面喷 涂一层油脂,起到在保管,运输过程中的防锈效 果
蒸汽处理(表面发黑处理)→Steam Treatment 在工件表面形成一层致密的Fe3O4薄膜,能很好的起 到防锈作用,而且,硬度,强度能得到一定的提高;一般硬 度可达到HRB50~100. 其他常用表面处理方式:喷砂、研磨、树脂含浸、电 泳、达克罗、电镀等
粉末冶金工艺流程
机加工 cutting
粉末冶金工艺流程
粉末冶金工艺流程
粉末的制取 powder
机械粉碎法(球磨法) comminuted powder
还原法
reduced powder
雾化法
atomized powder
电解法
electrolytic powder
粉末的种类:
铁粉Fe
iron powder
合金钢粉
alloyed steel
粉末冶金工艺流程
后处理工艺 精整 sizing 也就是加工,即将烧结品放入加工模,施以 相应的压力,以达到所需求尺寸的过程
粉末冶金工艺流程
表面处理 热处理（渗碳处理和高频）→Heat Treatment
适用于综合机械性能要求较高的产品，硬度一般可以达到 HRC30以上（Hv0.2 450以上）。产品一般是承受较大载荷的齿轮 及一些耐磨性较高的产品。
机械加工（钻孔、攻牙、切削、铣、 磨等）
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
粉末冶金工艺流程
油浸 oil dipping 含油轴承:采用真空油浸的办法,将洗净干燥的 轴承内部的空气抽干,再注入图面上所需要的润 滑油,达到需要的含油率(oil content)的过程 一般机械零件:普通油浸,主要是在部品表面喷 涂一层油脂,起到在保管,运输过程中的防锈效 果
粉末冶金法及法介绍最全PPT
W-Ni-Fe、3W.结-N合i-C剂u、亦可W-作Cu为胚体经脱脂后主干，籍有少许残留结合剂的键结作用，提升胚体强度和保型性，并 6LNorthsta形r和成4.多孔性介质通道，以利下一阶段热分解（Thermal degradation）的快速进行。
5 PM应用领域 ………………… 25
MIM与机械加工相对比
合金牌号、成分
Fe-2Ni、 Fe-8Ni 316L 、17-4PH、 420、 440C
WC-Co Al 2O3 、 ZrO2 、 SiO2 W-Ni-Fe、 W-Ni-Cu、 W-Cu
Ti、Ti-6Al-4V Fe、 NdFeB、 SmCo5、Fe-Si
CrMo4、M2
应用领域
汽车、机械等Байду номын сангаас业的各种结构件 医疗器械、钟表零件 各种刀具、钟表、手表
F4
聚合物
HIGH MW PS
低分子量树脂
石油
F5 水溶性聚合物系
10-20%PMMA
PEG
未知
F6 催化脱脂聚合物系
PA
10-20%非催化聚合物
未知
*PE：聚乙烯、PP：聚丙烯、PA：聚醛树脂、PS:聚苯乙烯、PEG：聚乙二醇、PMMA：聚甲基丙烯甲酯、PEA：聚乙烯胺 PEVA：聚乙烯乙烯乙酸共聚物
1．计算机及其辅助设施：如打印机零件、磁芯、撞针轴销、驱动零件 2．工具：如钻头、刀头、喷嘴、枪钻、螺旋铣刀、冲头、套筒、扳手、电工工具，手工具等 3．家用器具：如表壳、表链、电动牙刷、剪刀、风扇、高尔夫球头、珠宝链环、圆珠笔卡箍、刃具刀头
等零部件 4．医疗机械用零件：如牙矫形架、剪刀、镊子 5．军用零件：导弹尾翼、枪支零件、弹头、药型罩、引信用零 6．电器用零件：微型马达、电子零件、传感器件 7．机械用零件：如松棉机、纺织机、卷边机、办公机械等 8．汽车船舶用零件：如离合器内环、拔叉套、分配器套、汽门导管、同步毂、安全气囊
粉末冶金和陶瓷的制备PPT课件
水溶液电解
与
淀
粉
末
近球形 气体雾化,置换(溶 不规则形 水雾化,机械粉碎,化学
生
液)
沉淀
产
方
多角形 机械粉碎
法
多 孔 海 绵 金属氧化物还原 状
的
关
系
片状
塑性金属机械研 碟 状 磨
金属旋涡研磨
第12页/共33页
粉末的制取及特征——粉末的形状和
结构
粉末颗粒的形状直接影响粉末的流动性、松装密度、 透气性、压制性及烧结强度等制粉工艺对粉末颗粒的 晶体结构起主要作用。一般情况下，粉末颗粒为多晶 体结构。晶粒内存在亚结构，同时晶体还存在严重的 不完整性，如空隙、畸变、夹杂等，晶粒内部往往含 有较高的空位浓度和位错密度。
第1页/共33页
图1 粉末冶金材料或制品的工艺流程
第2页/共33页
粉末冶金的生产过程
粉末冶金的生产过程主要包括粉末的制取、成形和烧结。
粉末制备
坯料制备
成型
干燥
烧结
后处理
成品
热压或热等静压烧结
粉末冶金的生产过程示意图
3
第3页/共33页
粉末冶金的生产过程
1、 金属粉末的制取和准备 粉末冶金所用的原料粉可能是一种，也可能是数种
热压铸成形
29
第29页/共33页
塑性成形
包括：挤压、喷射成形， 旋坯成形等
(a) Extruding and (b) jiggering operations. Source: R. F. Stoops. 第30页/共33页
坯体干燥与陶瓷烧成
1、坯体干燥
采用注浆法成形的泥浆，含水率一般在30%-35%，呈流动状 态；用塑性成形的泥料，含水率为15%-26.7%，呈可塑状态； 即使干压或半干压的制品，其含水量也为0.1%-8%。
粉末冶金 课件
成
型
7.制品一般< 10kg（因为成型应力高）
8.压模成本高，粉末成本高。
9.只是用于成批或大量生产
整理ppt
§1 概 述
粉 三、工艺过程末冶 Nhomakorabea1．原料粉末制备；
金
2．粉末物料在专用压模中加压成型，得到
成
型
一定形状和尺寸的压坯；
3．烧结 压坯在低于基体金属熔点的温度下加 热，使制品获得最终的物理机械性能。
型
• 特点：
从固态金属氧
– 该法简单，费用低 化 物 或 金 属 化 合 物
• 应用
– 目前铁粉大部分 由还原法生产。
中还原制取金属粉 末，是最常用的生 产方法之一。
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（4）电解法
从金属盐水溶液中电
粉
解沉积金属粉末。
末 冶
• 特点：
金
– 电解末高纯度，高密度，高压缩性；
成 型
– 生产率低，成本高(高于还原法和雾化 法）。
钨基合金箭头
集束箭弹小箭
铁基合金尾翼
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§1 概 述
二． 特 点
粉
末
冶 1. 具有优异的组织结构和性能
金 成
2. 表现出显著的技术经济效益；
型 3. 能生产许多用其它方法所不能生产的
材料和制品（如：许多难熔材料）；
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二． 特 点
6. 机械零件。
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§1 概 述
粉 末
五、应用
冶
金
板、带、棒、管、丝等各种型材
成
型
成批或 齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件
粉末冶金工艺简介及问题点展示PPT课件
特点
粉末冶金工艺能够生产传统熔铸工艺无法生产的具有特殊结 构和性能的材料和制品，如多孔、半致密或全致密材料和制 品，具有节材、省能、性能优异、产品精度高且稳定性好等 一系列优点。
粉末冶金工艺流程简介
制粉
将原料制成所需粉末，制粉方法包括 机械法（如球磨法）和物理化学法 （如还原法、雾化法、电解法）。
包括力学性能、物理性能、化学性能等，确保产品各项性能指标符 合标准要求。
检测方法
采用先进的检测设备和方法，如光谱分析、金相检验、力学性能测 试等，确保检测结果的准确性和可靠性。
评价标准
根据国家和行业标准，结合产品实际应用情况，制定合理的性能评价 标准，为产品质量判定提供依据。
06 问题点展示与解决方案探 讨
注射成型技术特点及应用范围
注射成型技术特点
将金属粉末与粘结剂混合后制成喂料 ，通过注射机将喂料注入模具型腔中 成型，具有成型精度高、生产效率高 、可成型复杂形状等优点。
应用范围
注射成型技术广泛应用于汽车、电子 、医疗器械等领域，如制造发动机零 件、齿轮、轴承、结构件等。
其他成型方法概述
轧制成型
将金属粉末通过轧辊压制成连续带材或板 材的方法，适用于制造薄板、带材等。
烧结过程中组织性能变化规律
致密化过程
随着烧结温度的升高和时间的延 长，粉末颗粒之间逐渐靠近、结 合，孔隙率逐渐降低，材料逐渐
致密化。
晶粒长大
在烧结过程中，粉末颗粒之间的 界面逐渐消失，晶粒逐渐长大。 过高的烧结温度或过长的烧结时 间会导致晶粒异常长大，影响材
料的力学性能。
相变与化学反应
在烧结过程中，可能会发生相变 或化学反应，如固溶、脱溶、氧 化、还原等。这些反应会改变材
粉末冶金工艺能够生产传统熔铸工艺无法生产的具有特殊结 构和性能的材料和制品，如多孔、半致密或全致密材料和制 品，具有节材、省能、性能优异、产品精度高且稳定性好等 一系列优点。
粉末冶金工艺流程简介
制粉
将原料制成所需粉末，制粉方法包括 机械法（如球磨法）和物理化学法 （如还原法、雾化法、电解法）。
包括力学性能、物理性能、化学性能等，确保产品各项性能指标符 合标准要求。
检测方法
采用先进的检测设备和方法，如光谱分析、金相检验、力学性能测 试等，确保检测结果的准确性和可靠性。
评价标准
根据国家和行业标准，结合产品实际应用情况，制定合理的性能评价 标准，为产品质量判定提供依据。
06 问题点展示与解决方案探 讨
注射成型技术特点及应用范围
注射成型技术特点
将金属粉末与粘结剂混合后制成喂料 ，通过注射机将喂料注入模具型腔中 成型，具有成型精度高、生产效率高 、可成型复杂形状等优点。
应用范围
注射成型技术广泛应用于汽车、电子 、医疗器械等领域，如制造发动机零 件、齿轮、轴承、结构件等。
其他成型方法概述
轧制成型
将金属粉末通过轧辊压制成连续带材或板 材的方法，适用于制造薄板、带材等。
烧结过程中组织性能变化规律
致密化过程
随着烧结温度的升高和时间的延 长，粉末颗粒之间逐渐靠近、结 合，孔隙率逐渐降低，材料逐渐
致密化。
晶粒长大
在烧结过程中，粉末颗粒之间的 界面逐渐消失，晶粒逐渐长大。 过高的烧结温度或过长的烧结时 间会导致晶粒异常长大，影响材
料的力学性能。
相变与化学反应
在烧结过程中，可能会发生相变 或化学反应，如固溶、脱溶、氧 化、还原等。这些反应会改变材
粉末冶金简介ppt课件
21
1、应满足装粉均匀性要求： 制件上不能有薄壁、窄键、尖端等，这些地方难以填充粉末，使压坯密度很不 均匀，容易掉边、掉角或变形开裂，还会因受力不均，造成模冲断裂：最小壁 厚不能小于1mm，齿厚需要在1mm以上，齿根及顶部要有R0.3以上的过渡圆弧， 这样才能是粉末易于流动和均匀充填。
22
如下图的零件，在压制时，尖角处往往不能成型，应将尖角处设计有R0.3的圆 角。图C所示的带台阶零件，为了便于粉末流动和充填，避免尖角处应力集中和 开裂，台阶处应设R0.25以上的圆角
48
2、不等高压坯密度均匀设计 a）多台阶类零件： 工作中主要承受载荷的工作段要求有较高强度，所以可以适当提高工作段的密 度。如下图所示的带边衬套类零件及带边带轮，它们的台阶边主要起安装限位 作用，所以可以用高度限位保证其台阶厚度即可，密度偏差并不影响其使用。
49
多台阶压坯的各台阶的厚薄差别很大，且台阶形状的复杂程度不同，这会影响 各台阶粉末充填量，从而引起各台阶密度不同。如图所示的变速凸轮，其宽窄 两处的密度差较大，产生的原因主要有两个方面：一是由于形状复杂，引起装 粉不均匀，二是在压形时，台阶处的粉料横向移动，使得宽窄两处装粉比发生 了变化，产生了密度差。反映到压坯上就是大端面上色质明显灰、亮度不同， 甚至造成大台阶厚薄不均，严重时，制品翘曲、端面各部硬度差较大
14
3、Ⅲ型压坯 指上、下端面都有两个台面的一类压坯。 通常由：阴模、两个上模冲、两个下模冲及芯棒所组成的模具成型，如下图所 示。
15
4、Ⅳ型压坯 指下端面都有三个台面的一类压坯，包括两个外台阶面类和凹槽类。 通常由：阴模、一个上模冲、三个下模冲及芯棒所组成的模具成型，如下图所 示。
16
5、Ⅴ型压坯 指上部有两个台面，下部有三个台面的一类压坯。 通常由：阴模、两个上模冲、三个下模冲及芯棒所组成的模具成型；“上三下 四”压坯，是目前粉末冶金成型机可压制成型的、形状最复杂的压坯，如下图 所示。
1、应满足装粉均匀性要求： 制件上不能有薄壁、窄键、尖端等，这些地方难以填充粉末，使压坯密度很不 均匀，容易掉边、掉角或变形开裂，还会因受力不均，造成模冲断裂：最小壁 厚不能小于1mm，齿厚需要在1mm以上，齿根及顶部要有R0.3以上的过渡圆弧， 这样才能是粉末易于流动和均匀充填。
22
如下图的零件，在压制时，尖角处往往不能成型，应将尖角处设计有R0.3的圆 角。图C所示的带台阶零件，为了便于粉末流动和充填，避免尖角处应力集中和 开裂，台阶处应设R0.25以上的圆角
48
2、不等高压坯密度均匀设计 a）多台阶类零件： 工作中主要承受载荷的工作段要求有较高强度，所以可以适当提高工作段的密 度。如下图所示的带边衬套类零件及带边带轮，它们的台阶边主要起安装限位 作用，所以可以用高度限位保证其台阶厚度即可，密度偏差并不影响其使用。
49
多台阶压坯的各台阶的厚薄差别很大，且台阶形状的复杂程度不同，这会影响 各台阶粉末充填量，从而引起各台阶密度不同。如图所示的变速凸轮，其宽窄 两处的密度差较大，产生的原因主要有两个方面：一是由于形状复杂，引起装 粉不均匀，二是在压形时，台阶处的粉料横向移动，使得宽窄两处装粉比发生 了变化，产生了密度差。反映到压坯上就是大端面上色质明显灰、亮度不同， 甚至造成大台阶厚薄不均，严重时，制品翘曲、端面各部硬度差较大
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3、Ⅲ型压坯 指上、下端面都有两个台面的一类压坯。 通常由：阴模、两个上模冲、两个下模冲及芯棒所组成的模具成型，如下图所 示。
15
4、Ⅳ型压坯 指下端面都有三个台面的一类压坯，包括两个外台阶面类和凹槽类。 通常由：阴模、一个上模冲、三个下模冲及芯棒所组成的模具成型，如下图所 示。
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5、Ⅴ型压坯 指上部有两个台面，下部有三个台面的一类压坯。 通常由：阴模、两个上模冲、三个下模冲及芯棒所组成的模具成型；“上三下 四”压坯，是目前粉末冶金成型机可压制成型的、形状最复杂的压坯，如下图 所示。
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该产品称为: 生坯,也叫成形品 green
粉末冶金工艺流程
烧结 sintering 烧结是金属粉末压块（或松散金属粉末） 在低于熔点的温度下转变成密实固体的 过程(合金化过程)。在烧结过程中，粉末 颗粒通过扩散和其它原子 迁移机理而结 合在一起，得到的多孔体且具有一 定的 机械强度 得到的产品叫:烧结品 blank
粉末冶金工艺流程
包装 parking
The End! Thanks!
粉末冶金工艺流程
后处理工艺 精整 sizing 也就是加工,即将烧结品放入加工模,施以 相应的压力,以达到所需求尺寸的过程
粉末冶金工艺流程
表面处理 热处理（渗碳处理和高频）→Heat Treatment
适用于综合机械性能要求较高的产品，硬度一般可以达到 HRC30以上（Hv0.2 450以上）。产品一般是承受较大载荷的齿轮 及一些耐磨性较高的产品。
机械加工（钻孔、攻牙、切削、铣、 磨等）
粉末冶金工艺流程
油浸 oil dipping 含油轴承:采用真空油浸的办法,将洗净干燥的 轴承内部的空气抽干,再注入图面上所需要的润 滑油,达到需要的含油率(oil content)的过程 一般机械零件:普通油浸,主要是在部品表面喷 涂一层油脂,起到在保管,运输过程中的防锈效 果
蒸汽处理(表面发黑处理)→Steam Treatment 在工件表面形成一层致密的Fe3O4薄膜,能很好的起 到防锈作用,而且,硬度,强度能得到一定的提高;一般硬 度可达到HRB50~100. 其他常用表面处理方式:喷砂、研磨、树脂含浸、电 泳、达克罗、电镀等
粉末冶金工艺流程
机加工 cutting
铜粉
copper
铜合金粉
alloyed copper
其他特殊粉末(不锈钢等) other powder
粉末冶金工艺流程
搅拌 mixing 将购买的粉末按照ຫໍສະໝຸດ 方比,即搅拌指示书 的要求,搅拌成品粉
粉末冶金工艺流程
成形 compacting 即将粉末充入模具,经由压缩后得到所需 形状,密度,尺寸的产品之过程
粉末冶金工艺流程
粉末冶金工艺流程
粉末冶金工艺流程
粉末的制取 powder
机械粉碎法(球磨法) comminuted powder
还原法
reduced powder
雾化法
atomized powder
电解法
electrolytic powder
粉末的种类:
铁粉Fe
iron powder
合金钢粉
alloyed steel
粉末冶金工艺流程
烧结 sintering 烧结是金属粉末压块（或松散金属粉末） 在低于熔点的温度下转变成密实固体的 过程(合金化过程)。在烧结过程中，粉末 颗粒通过扩散和其它原子 迁移机理而结 合在一起，得到的多孔体且具有一 定的 机械强度 得到的产品叫:烧结品 blank
粉末冶金工艺流程
包装 parking
The End! Thanks!
粉末冶金工艺流程
后处理工艺 精整 sizing 也就是加工,即将烧结品放入加工模,施以 相应的压力,以达到所需求尺寸的过程
粉末冶金工艺流程
表面处理 热处理（渗碳处理和高频）→Heat Treatment
适用于综合机械性能要求较高的产品，硬度一般可以达到 HRC30以上（Hv0.2 450以上）。产品一般是承受较大载荷的齿轮 及一些耐磨性较高的产品。
机械加工（钻孔、攻牙、切削、铣、 磨等）
粉末冶金工艺流程
油浸 oil dipping 含油轴承:采用真空油浸的办法,将洗净干燥的 轴承内部的空气抽干,再注入图面上所需要的润 滑油,达到需要的含油率(oil content)的过程 一般机械零件:普通油浸,主要是在部品表面喷 涂一层油脂,起到在保管,运输过程中的防锈效 果
蒸汽处理(表面发黑处理)→Steam Treatment 在工件表面形成一层致密的Fe3O4薄膜,能很好的起 到防锈作用,而且,硬度,强度能得到一定的提高;一般硬 度可达到HRB50~100. 其他常用表面处理方式:喷砂、研磨、树脂含浸、电 泳、达克罗、电镀等
粉末冶金工艺流程
机加工 cutting
铜粉
copper
铜合金粉
alloyed copper
其他特殊粉末(不锈钢等) other powder
粉末冶金工艺流程
搅拌 mixing 将购买的粉末按照ຫໍສະໝຸດ 方比,即搅拌指示书 的要求,搅拌成品粉
粉末冶金工艺流程
成形 compacting 即将粉末充入模具,经由压缩后得到所需 形状,密度,尺寸的产品之过程
粉末冶金工艺流程
粉末冶金工艺流程
粉末冶金工艺流程
粉末的制取 powder
机械粉碎法(球磨法) comminuted powder
还原法
reduced powder
雾化法
atomized powder
电解法
electrolytic powder
粉末的种类:
铁粉Fe
iron powder
合金钢粉
alloyed steel