粉末冶金基础理论与新技术(黄培云,金展鹏,陈振华著)PPT模板
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机械制造基础第七讲粉末冶金成形PPT
①将仲钨酸铵在 500℃左右的空气中焙烧成三氧化钨
②在630℃左右用氢气还原成二氧化钨
③在820℃左右还原成金属钨粉
④将取得的掺杂钨粉在一种特制的模子中压制成细长的方条
⑤把方条在氢气中通电，用自电阻加热(温度达3000℃左右)的 方法进行烧结，（烧结后钨条的密度可达到理论值的85%以上）
⑥将这种钨条用旋锻方法加工成直径为3 mm左右的钨棒
制粒是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序，以 此来改善粉末的流动性。
2、压制成形 压模压制是将置于压模内的松散粉末施加一定的压力
后，成为具有一定尺寸、形状和一定密度、强度的压坯。
图5-2 模压示意图
2、压制成形
粉末的压缩过程一般采用压坯密度——成形压力曲线来表示， 压坯密度变化分为三个阶段。
滑动阶段（第Ⅰ阶段）：颗粒位
SiCl4 气 4NH3 Si3N4 固 2HCl 气
MeCl（n 气） H（2 气） M（e 固） HC（l 气)
2MoCl5 4SiCl4 8H2 2MoSi2 16HCl
TiCl4 气 C3H8 气 2H2 3TiC 固 6HCl 气 TiCl4 气 2BCl3 气 5H2 TiB2 10HCl SiCl4 气 4NH3 Si3N4 固 2HCl 气
1）选区合适的压制方式 ☆ H/D≤1，而H/δ≤3时，可采用单向压制； ☆ H/D>l，而H/δ>3时，采用双向压制； ☆ H/D>4～10时，采用带摩擦芯杆压模压制、双向浮动压
模压制、引下式压模压制等 ☆ 对于很长的制品，需采用特殊成形（等静压、挤压等）
2）减小摩擦力：模具内壁上涂抹润滑油或采用内壁更光洁的 模具； 3）模具设计时尽量降低高径比。
②在630℃左右用氢气还原成二氧化钨
③在820℃左右还原成金属钨粉
④将取得的掺杂钨粉在一种特制的模子中压制成细长的方条
⑤把方条在氢气中通电，用自电阻加热(温度达3000℃左右)的 方法进行烧结，（烧结后钨条的密度可达到理论值的85%以上）
⑥将这种钨条用旋锻方法加工成直径为3 mm左右的钨棒
制粒是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序，以 此来改善粉末的流动性。
2、压制成形 压模压制是将置于压模内的松散粉末施加一定的压力
后，成为具有一定尺寸、形状和一定密度、强度的压坯。
图5-2 模压示意图
2、压制成形
粉末的压缩过程一般采用压坯密度——成形压力曲线来表示， 压坯密度变化分为三个阶段。
滑动阶段（第Ⅰ阶段）：颗粒位
SiCl4 气 4NH3 Si3N4 固 2HCl 气
MeCl（n 气） H（2 气） M（e 固） HC（l 气)
2MoCl5 4SiCl4 8H2 2MoSi2 16HCl
TiCl4 气 C3H8 气 2H2 3TiC 固 6HCl 气 TiCl4 气 2BCl3 气 5H2 TiB2 10HCl SiCl4 气 4NH3 Si3N4 固 2HCl 气
1）选区合适的压制方式 ☆ H/D≤1，而H/δ≤3时，可采用单向压制； ☆ H/D>l，而H/δ>3时，采用双向压制； ☆ H/D>4～10时，采用带摩擦芯杆压模压制、双向浮动压
模压制、引下式压模压制等 ☆ 对于很长的制品，需采用特殊成形（等静压、挤压等）
2）减小摩擦力：模具内壁上涂抹润滑油或采用内壁更光洁的 模具； 3）模具设计时尽量降低高径比。
《粉末冶金新技术》课件
4 等离子热惯性成形法
利用高速等离子体热传导原理，实现金属粉 末的瞬时烧结成形。
粉末成型技术
1
注射成型法
基于金属、合金或陶瓷粉末制成的糊状物通过注射成型机构，进而制得密实件。
2
热压成型法
将金属或陶瓷粉末放入橡胶模具中，在高温高压条件下进行成型。
3
热等静压成型法
将金属或陶瓷粉末放入模具中，在高温高压条件下进行成型。
2 粉末冶金的未来发展
随着科技的不断进步，粉末冶金技术将继续创新，为各个领域提供更加先进和优质的材 料。
3 粉末冶金的应用前景
粉末冶金材料的应用领域将会进一步拓展，为人类的生活和工业发展带来更多的便利和 创新。
粉末冶金的发展现状
当前，粉末冶金技术已经取得了许多突破，应用范围不断扩大。
粉末制备技术
1 机械合金化法
通过高能球磨等方法，将金属粉末与化合物金属离子，制备溶胶，再通过凝胶 化和烧结得到陶瓷制品。
3 沸腾床法
通过控制气体流动，在高温高压环境下制备 金属和陶瓷的纳米粉末。
《粉末冶金新技术》PPT 课件
粉末冶金新技术是一门前沿的材料学科，通过粉末制备与成型技术，实现材 料的精细化、多功能化和资源节约型制备，在航空、汽车、医疗和化学等领 域有广泛应用。
简介
粉末冶金概述
粉末冶金是一种通过将金属或陶瓷粉末加工、压实、烧结制得密实体材料的方法。
粉末冶金的历史
粉末冶金技术在古代文明中已有应用，如古埃及制造金属器具。
粉末冶金新发展趋势
新材料及制备技术
研发新材料和制备技术，如纳米 材料、复合材料等，推动粉末冶 金技术的发展。
资源节约型粉末冶金技术
开发更加环保、节约资源的粉末 冶金技术，实现可持续发展。
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。
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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。
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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。
粉末冶金新技术
•瑞典IPS钢粉公司每年低氧含量雾化铁粉，其氧含 量低于 (0.015%)。
制粉新技术
3 共一百零三页
对于粉末冶金应用来说,这种无氧粉末允许使用 便宜的合金元素(铬和锰等)代替镍和铜。镍作为战 略性资源，不但价格昂贵，并且还是一种致癌物, 应尽量避免使用。这种粉末也很适合于用温压与热 等静压工艺(gōngyì)来生产高强度部件。
成型(chéngxíng)
新技术
26
共一百零三页
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,从而(cóng ér)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。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%。
制粉新技术
(jìshù)
6
共一百零三页
2.软磁金属复合(fùhé)粉制备
目前软磁复合材料已得到广泛应用。它们是在纯铁
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。
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，因而可达到 更高的压制压力,有利于提高产品，并且生产成本低；
•由于在任何温度与气氛中均可施压,并适用于所有材料,因而 工作条件更加(gènjiā)灵活；
• 由于这一工艺不使用润滑剂与粘结剂,因而成型产品中不含有 杂质，性能较高，而且还有利于环保。
制粉新技术
(jìshù)
4
共一百零三页
2.烧结(shāojié)硬化粉
制粉新技术
3 共一百零三页
对于粉末冶金应用来说,这种无氧粉末允许使用 便宜的合金元素(铬和锰等)代替镍和铜。镍作为战 略性资源，不但价格昂贵，并且还是一种致癌物, 应尽量避免使用。这种粉末也很适合于用温压与热 等静压工艺(gōngyì)来生产高强度部件。
成型(chéngxíng)
新技术
26
共一百零三页
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,从而(cóng ér)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。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%。
制粉新技术
(jìshù)
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2.软磁金属复合(fùhé)粉制备
目前软磁复合材料已得到广泛应用。它们是在纯铁
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。
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，因而可达到 更高的压制压力,有利于提高产品，并且生产成本低；
•由于在任何温度与气氛中均可施压,并适用于所有材料,因而 工作条件更加(gènjiā)灵活；
• 由于这一工艺不使用润滑剂与粘结剂,因而成型产品中不含有 杂质，性能较高，而且还有利于环保。
制粉新技术
(jìshù)
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2.烧结(shāojié)硬化粉
粉末冶金学(全套课件325P)
粉末冶金的特点(续2)
1）高合金粉末冶金材料的性能比熔 铸法生产的好。 2）生产难熔金属材料或制品，一般 要依靠粉末冶金法，如钨、钼等 难熔金属。
粉末冶金的不足之处： 粉末成本高 粉末冶金制品的大小和形状受到一定的限制 烧结零件的韧性较差 但是，随着粉末冶金技术的发展，这些问 题正在逐步解决中，例如，等静压成形技术已 能压制较大的和异形的制品；粉末冶金锻造技 术已能使粉末冶金材料的韧性大大提高等等。
0-7 粉末冶金专家—黄培云1
粉末冶金专家—黄培云2 技术职称 : 教授 院 士 : 中国工程院院士 出生日期 : 1917-08-23 出生地点 : 福建 福州 专业领域 : 金属材料 ; 粉末冶金 外 语 : 英语 ; 德语 ; 俄语 ; 日语 通讯地址 : 湖南省长沙市中南工业大学 工作单位: 中南工业大学 职 务: 学术顾问
学和力学性能。
0-3 粉末冶金发展历史 公元3000年前,埃及人已经使用铁粉 公元300年，印度德里铁柱是用大约 6.5t 还原铁粉制成的。 19世纪初，为制铂，粉冶重焕青春 20世纪初，粉末冶金制取W 20世纪40年代，欧洲开始生产Fe粉 汽车工业推动了现代粉末冶金技术的进步 新材料新工艺—金属陶瓷、弥散强化材料、 高速钢、超合金
粉末冶金专家 学 历: —黄培云3
时 间: 1934-1938 学 校: 清华大学 所获学位: 学士 国 别: 中国 时 间: 1941-1945 学 校: 麻省理工学院 所获学位: 科学博士 国 别: 美国
粉末冶金专家—黄培云4
我国粉末冶金学科的主要创始人之一。
创立了著名的粉末压制理论和烧结理论。研制成 功多种用于核、航天、航空、电子等领域的粉末冶 金材料。
粉末冶金专家—黄培云7
粉末冶金技术-绪论幻灯片PPT
的构造零部件开展。 2、制造具有均匀显微组织构造的、加工困难而完全致密的
高性能合金。 3、用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊合
金。 4、制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金。 5、加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。 总之,粉末冶金是制取金属粉末，及采用成形和烧结工艺 将金属粉末〔或金属粉末与非金属粉末的混合物〕制成材料和 制品的工艺技术。它是冶金和材料科学的一个分支学科。粉末 冶金制品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精细仪器； 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
有效地降低生产的资源和能源消耗。 〔6〕可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回 收废旧金属作原料，是一种可有效进展材料再生和综合利用的
开展历史 1890年，美国的库利吉创造用粉末冶金方法制造灯泡用
钨丝，奠定了现代粉末冶金的根底。 到1910年左右，人们已经用粉末冶金法制造了钨钼制品、 硬质合金、青铜含油轴承、多孔过滤器、集电刷等，逐步形成
等一系列高性能非平衡材料。 〔3〕可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材 料各自的特性，是一种低本钱生产高性能金属基和陶瓷复合材
料的工艺技术。 〔4〕可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊构造和性能 的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔别离膜材料、高性
能构造陶瓷和功能陶瓷材料等。 〔5〕可以实现净近形成形和自动化批量生产，从而，可以
金轴承来实现轴承的自润滑。 粉末冶金产品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精细仪器；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。
制备 烧结成形根本工序1、粉末制备 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 械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、复原法、 化合法、复原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。其中应用最为 广泛的是复原法、雾化法和电解法。 2、粉末成形 成形的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的 密度和强度。成形的方法根本上分为加压成形和无压成形。加压成形中应用 最多的是模压成形。 3、坯块烧结 烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成形后的压坯通过烧结 使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。 对于单元系和多元系的固相烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低； 对于多元系的液相烧结，烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低，而高于易 熔成分的熔点。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧 结工艺。 4、后序处理 烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。如 精整、浸油、机加工、热处理及电镀。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻 造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。
高性能合金。 3、用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊合
金。 4、制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金。 5、加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。 总之,粉末冶金是制取金属粉末，及采用成形和烧结工艺 将金属粉末〔或金属粉末与非金属粉末的混合物〕制成材料和 制品的工艺技术。它是冶金和材料科学的一个分支学科。粉末 冶金制品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精细仪器； 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
有效地降低生产的资源和能源消耗。 〔6〕可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回 收废旧金属作原料，是一种可有效进展材料再生和综合利用的
开展历史 1890年，美国的库利吉创造用粉末冶金方法制造灯泡用
钨丝，奠定了现代粉末冶金的根底。 到1910年左右，人们已经用粉末冶金法制造了钨钼制品、 硬质合金、青铜含油轴承、多孔过滤器、集电刷等，逐步形成
等一系列高性能非平衡材料。 〔3〕可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材 料各自的特性，是一种低本钱生产高性能金属基和陶瓷复合材
料的工艺技术。 〔4〕可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊构造和性能 的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔别离膜材料、高性
能构造陶瓷和功能陶瓷材料等。 〔5〕可以实现净近形成形和自动化批量生产，从而，可以
金轴承来实现轴承的自润滑。 粉末冶金产品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精细仪器；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。
制备 烧结成形根本工序1、粉末制备 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 械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、复原法、 化合法、复原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。其中应用最为 广泛的是复原法、雾化法和电解法。 2、粉末成形 成形的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的 密度和强度。成形的方法根本上分为加压成形和无压成形。加压成形中应用 最多的是模压成形。 3、坯块烧结 烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成形后的压坯通过烧结 使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。 对于单元系和多元系的固相烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低； 对于多元系的液相烧结，烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低，而高于易 熔成分的熔点。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧 结工艺。 4、后序处理 烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。如 精整、浸油、机加工、热处理及电镀。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻 造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。
粉末冶金知识讲义(ppt 48页)
5、粉末性能及测定 成分－
金属粉末、合金粉末、金属化合物粉末；
聚集状态 单颗粒、 二次颗粒； 2－1
外形－球形、多角形、树枝形 2－4；
粒度： 粗粉－150～500微米； 中粉－40～150微米， 细粉－10～40微米； 极细粉－0.5～10微米 超细粉－0.5微米以下； 纳米粉－100纳米及以下；
粉末压坯，在适当的温度和气氛中， 所发生的物理化学变化， 由粉末颗粒的聚集体→晶粒的聚集体； 颗粒之间发生粘结、强度↑，多数情况下密度也↑ 粉末有自动粘结的倾向(比表面积大，能量高)， 特别是极细粉末；
烧结是制品达到所要求的性能－关键；
烧结的热力学过程 －5－1 ①烧结初期： 颗粒之间接触点或面 →晶体结合， 经过形核长大→烧结颈；即颗粒界面→晶粒界面， 烧结体不收缩，密度↑极小，强度、导电性明显↑
粉末冶金 简介
粉末冶金——制取金属粉末或用金属粉末(或金 属与非金属粉末)作为原料， 经成型、烧结，制取金属复合材料及各种制品 的工艺技术。
与陶瓷生产相似，
又称为金属陶瓷；
一、发展历史 公元前3000年，古埃及人用C还原氧化铁
制成海绵状的铁， 经高温锻造成致密块状的Fe, 再制出铁器； 本世纪初，电灯W丝问世(爱迪生发明)， 使粉末冶金得以迅速发展；
分类和牌号 YG类（钨钴类）
—Y、G：硬、钴，其后数字代表钴含量。 牌号后面的“C”表示为粗晶粒合金，
“X”表示细晶粒合金。 YT类（钛钨类）－除WC、Co外，
还有硬度比WC更高的TiC粉末。 耐磨性高但强度和韧性低。 YW类－新发展起来的硬质合金， 含有TaC，红硬性提高。 用来切削耐热钢、不锈钢、
2、多孔材料 含油轴承：Fe粉＋石墨粉＋硬脂酸锌＝混合、
粉末冶金概论PPT课件
机械合金化过程中，金属粉末在球磨罐中受到球磨球的反复撞击和摩擦，使粉末颗 粒逐渐细化，同时通过原子间的扩散和固态反应，实现合金化。
机械合金化制备的合金粉末具有优异的综合性能，如高硬度、良好的耐磨性和耐腐 蚀性等，广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。
化学共沉淀法
化学共沉淀法是一种制备金属或金属氧化物粉末的常用方法。
电子工业
粉末冶金材料可用于制造电子元件和 集成电路的封装外壳、散热器等。
国防工业
粉末冶金技术对于国防工业至关重要， 用于制造高性能的武器装备和军事器 材。
05
04
航空航天
粉末冶金材料具有高强度、轻量化的 特点，在航空航天领域中广泛应用于 制造飞机和火箭的结构件。
粉末冶金的发展历程
20世纪初
粉末冶金技术开始发展，主要用于制造含油轴承 和硬质合金。
粉末冶金在新能源领域的应用 主要包括风能、太阳能等领域
。
粉末冶金零件如粉末冶金轴承 、粉末冶金齿轮等在风力发电 机组中广泛应用，提高了风能
利用率。
粉末冶金材料在太阳能光伏电 池的制造过程中也发挥了重要 作用，提高了光电转换效率。
随着新能源技术的不断发展， 粉末冶金在高效储能、绿色能 源转换等方面的应用将具有广 阔前景。
在喷雾干燥法中，首先将原料溶液或悬浮液送入雾化器， 在雾化器中经压力或旋转作用形成细小液滴，然后在热空 气中迅速蒸发干燥，得到固体粉末。
喷雾干燥法制备的粉末具有粒度均匀、形状规则、流动性 好等优点，广泛应用于陶瓷、涂料、医药等领域。
热分解法
1
热分解法是一种通过加热分解含有目标产物的化 合物来制备金属或非金属粉末的方法。
05 粉末冶金材料
硬质合金
硬质合金是由硬质相和粘结剂 组成的粉末冶金材料，具有高 硬度、高耐磨性和良好的化学 稳定性。
机械合金化制备的合金粉末具有优异的综合性能，如高硬度、良好的耐磨性和耐腐 蚀性等，广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。
化学共沉淀法
化学共沉淀法是一种制备金属或金属氧化物粉末的常用方法。
电子工业
粉末冶金材料可用于制造电子元件和 集成电路的封装外壳、散热器等。
国防工业
粉末冶金技术对于国防工业至关重要， 用于制造高性能的武器装备和军事器 材。
05
04
航空航天
粉末冶金材料具有高强度、轻量化的 特点，在航空航天领域中广泛应用于 制造飞机和火箭的结构件。
粉末冶金的发展历程
20世纪初
粉末冶金技术开始发展，主要用于制造含油轴承 和硬质合金。
粉末冶金在新能源领域的应用 主要包括风能、太阳能等领域
。
粉末冶金零件如粉末冶金轴承 、粉末冶金齿轮等在风力发电 机组中广泛应用，提高了风能
利用率。
粉末冶金材料在太阳能光伏电 池的制造过程中也发挥了重要 作用，提高了光电转换效率。
随着新能源技术的不断发展， 粉末冶金在高效储能、绿色能 源转换等方面的应用将具有广 阔前景。
在喷雾干燥法中，首先将原料溶液或悬浮液送入雾化器， 在雾化器中经压力或旋转作用形成细小液滴，然后在热空 气中迅速蒸发干燥，得到固体粉末。
喷雾干燥法制备的粉末具有粒度均匀、形状规则、流动性 好等优点，广泛应用于陶瓷、涂料、医药等领域。
热分解法
1
热分解法是一种通过加热分解含有目标产物的化 合物来制备金属或非金属粉末的方法。
05 粉末冶金材料
硬质合金
硬质合金是由硬质相和粘结剂 组成的粉末冶金材料，具有高 硬度、高耐磨性和良好的化学 稳定性。
粉末冶金原理中文ppt课件
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
参考书目
1.黄培云主编：粉末冶金原理，冶金工业 出版社
2.王盘鑫主编：粉末冶金学，冶金工业出 版社
1
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9
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绪论
➢ 粉末冶金材料和制品的发展方向 ➢ 1、具有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高
质量的结构零部件发展。 ➢ 2、制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密
4
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绪论
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。其中机械法又可分为：机械粉碎和 雾化法；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。 其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。
绪论
1.粉末冶金——是一种利用制取到的金属粉末，或金属粉末与非金 属粉末的混合物作为原料，经过粉末成形和烧结制造金属材料、 复合材料以及各类型制品的工艺过程。粉末冶金法与生产陶瓷有 相似的地方，因此也叫金属陶瓷法。
参考书目
1.黄培云主编：粉末冶金原理，冶金工业 出版社
2.王盘鑫主编：粉末冶金学，冶金工业出 版社
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绪论
➢ 粉末冶金材料和制品的发展方向 ➢ 1、具有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高
质量的结构零部件发展。 ➢ 2、制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密
4
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绪论
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。其中机械法又可分为：机械粉碎和 雾化法；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。 其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。
绪论
1.粉末冶金——是一种利用制取到的金属粉末，或金属粉末与非金 属粉末的混合物作为原料，经过粉末成形和烧结制造金属材料、 复合材料以及各类型制品的工艺过程。粉末冶金法与生产陶瓷有 相似的地方，因此也叫金属陶瓷法。
第五章粉末冶金pptPowerPointPresen(1)
第五章粉末冶金 pptPowerPointPresen(1)
5.1 粉末冶金基础
5.1.1 金属粉末的性能
1.化学成分
n 氧化物:通常，金属粉末的氧化物含量越少越好 n 气体杂质：氧、氢、一氧化碳及氮;真空脱气处理 2、物理性能
n 材料熔点, 比热, 电学, 磁学, 光学性质,
n 颗粒形状、大小和粒度组成 n 比表面积 n 颗粒密度 n 显微硬度
第五章粉末冶金 pptPowerPointPresen(1)
第五章 粉末冶金及其成型
（4）粉末冶金工模具材料。包括 硬质合金 、粉末冶金高 速钢等。后者组织均匀，晶粒细小，没有偏析，比熔铸高 速钢韧性和耐磨性好，热处理变形小，使用寿命长。可用 于制造切削刀具、模具和零件的坯件。
（5）粉末冶金电磁材料。包括电工材料和磁性材料。用于 制造各种转换、传递、储存能量和信息的磁性器件。
g/cm3 2）意义: 自动压制容积法 3）测量方法: 流量法，粉末自由落下 4）影响因素: particle shape，size， and
surface conditions， components
第五章粉末冶金 pptPowerPointPresen(1)
(a) 装配图
(b) 流速漏斗
(c) 量杯
第五章粉末冶金 pptPowe形,树枝形,粒状,片形,瘤状,多角形,海绵形,不规则形
第五章粉末冶金 pptPowerPointPresen(1)
n 颗粒形状: 颗粒形状与制粉方法和制粉工艺相关 n 球形粉末-雾化法 Spherical powders n 多孔粉末-还原法 Porous powders n 树枝状粉末-电解法 Dendrite powders n 片状粉末-研磨法 Plate powders
5.1 粉末冶金基础
5.1.1 金属粉末的性能
1.化学成分
n 氧化物:通常，金属粉末的氧化物含量越少越好 n 气体杂质：氧、氢、一氧化碳及氮;真空脱气处理 2、物理性能
n 材料熔点, 比热, 电学, 磁学, 光学性质,
n 颗粒形状、大小和粒度组成 n 比表面积 n 颗粒密度 n 显微硬度
第五章粉末冶金 pptPowerPointPresen(1)
第五章 粉末冶金及其成型
（4）粉末冶金工模具材料。包括 硬质合金 、粉末冶金高 速钢等。后者组织均匀，晶粒细小，没有偏析，比熔铸高 速钢韧性和耐磨性好，热处理变形小，使用寿命长。可用 于制造切削刀具、模具和零件的坯件。
（5）粉末冶金电磁材料。包括电工材料和磁性材料。用于 制造各种转换、传递、储存能量和信息的磁性器件。
g/cm3 2）意义: 自动压制容积法 3）测量方法: 流量法，粉末自由落下 4）影响因素: particle shape，size， and
surface conditions， components
第五章粉末冶金 pptPowerPointPresen(1)
(a) 装配图
(b) 流速漏斗
(c) 量杯
第五章粉末冶金 pptPowe形,树枝形,粒状,片形,瘤状,多角形,海绵形,不规则形
第五章粉末冶金 pptPowerPointPresen(1)
n 颗粒形状: 颗粒形状与制粉方法和制粉工艺相关 n 球形粉末-雾化法 Spherical powders n 多孔粉末-还原法 Porous powders n 树枝状粉末-电解法 Dendrite powders n 片状粉末-研磨法 Plate powders
《粉末冶金学new》课件
医疗器械
粉末冶金制造的医疗器械，如人工关节、牙科修复材料等，具有良好的生物相容性和机械性 能。
粉末冶金的优势与局限性
1 优势
2 局限性ຫໍສະໝຸດ 制品具有优异的物理性能和化学稳定性， 可以生产高精度、复杂形状的零件，同时 减少材料浪费。
生产周期较长，成本较高；对于粉末的制 备和成型工艺要求较高，会受到杂质和工 艺难度的影响。
粉末冶金的原理
粉末冶金的原理是通过将金属或非金属的粉末加工成所需形状，然后通过烧 结等工艺将粉末颗粒结合成一个整体。这种方法能够在制造过程中避免材料 的熔化，从而节省能源和减少生产成本。
粉末冶金的工艺流程
1
粉末制备
将金属或非金属材料转化为粉末形式，可以通过破碎、磨粉等方法实现。
2
粉末成型
将粉末填充到模具中，通过压制或注射成型等工艺将其形成所需的形状。
3
烧结
加热成型好的粉末在控制温度和气氛条件下进行烧结，使其颗粒间结合紧密，形 成致密的制品。
粉末冶金的应用领域
汽车制造
粉末冶金在汽车制造中广泛应用，可制造发动机零部件、传动系统、制动系统等耐磨耐高温 的零件。
航空航天
由于粉末冶金材料具有较好的耐腐蚀性和机械性能，因此被广泛应用于航空航天领域的零件 制造。
粉末冶金的发展趋势
新材料的应用
将新型金属粉末、复合材料粉 末等应用于粉末冶金，开发出 更具特殊功能的制品。
3 D打印技术
环境可持续性
将3D打印技术应用于粉末冶金， 能够实现快速制造复杂形状的 零件，提高生产效率。
通过改进粉末制备工艺、提高 烧结效率等措施，减少能源消 耗和环境污染。
总结与展望
粉末冶金作为一种先进的制造技术，在各个领域发挥着重要作用。未来，随 着材料科学的不断发展和技术的创新，粉末冶金将拥有更广阔的发展前景。
粉末冶金制造的医疗器械，如人工关节、牙科修复材料等，具有良好的生物相容性和机械性 能。
粉末冶金的优势与局限性
1 优势
2 局限性ຫໍສະໝຸດ 制品具有优异的物理性能和化学稳定性， 可以生产高精度、复杂形状的零件，同时 减少材料浪费。
生产周期较长，成本较高；对于粉末的制 备和成型工艺要求较高，会受到杂质和工 艺难度的影响。
粉末冶金的原理
粉末冶金的原理是通过将金属或非金属的粉末加工成所需形状，然后通过烧 结等工艺将粉末颗粒结合成一个整体。这种方法能够在制造过程中避免材料 的熔化，从而节省能源和减少生产成本。
粉末冶金的工艺流程
1
粉末制备
将金属或非金属材料转化为粉末形式，可以通过破碎、磨粉等方法实现。
2
粉末成型
将粉末填充到模具中，通过压制或注射成型等工艺将其形成所需的形状。
3
烧结
加热成型好的粉末在控制温度和气氛条件下进行烧结，使其颗粒间结合紧密，形 成致密的制品。
粉末冶金的应用领域
汽车制造
粉末冶金在汽车制造中广泛应用，可制造发动机零部件、传动系统、制动系统等耐磨耐高温 的零件。
航空航天
由于粉末冶金材料具有较好的耐腐蚀性和机械性能，因此被广泛应用于航空航天领域的零件 制造。
粉末冶金的发展趋势
新材料的应用
将新型金属粉末、复合材料粉 末等应用于粉末冶金，开发出 更具特殊功能的制品。
3 D打印技术
环境可持续性
将3D打印技术应用于粉末冶金， 能够实现快速制造复杂形状的 零件，提高生产效率。
通过改进粉末制备工艺、提高 烧结效率等措施，减少能源消 耗和环境污染。
总结与展望
粉末冶金作为一种先进的制造技术，在各个领域发挥着重要作用。未来，随 着材料科学的不断发展和技术的创新，粉末冶金将拥有更广阔的发展前景。
粉末冶金原理课件 PPT
dy k dt y ydy kdt
y
r0
dy
积分 : y 2 2kt
由反应物分数X
4 3
r03
4 3
(r0
y )3
4 3
r03
1
(1
y )3
r0
y r0[1 - (1 - X )1/3]
则 [1 - (1 - X)1/3]
2kt r02
Kt
二、氧化铁还原基本原理
• 1、还原热力学
化气还原,金属热还原,气相还原,
一、金属氧化物还原基本原理
• 1、还原热力学
• 用还原金属氧化物可以获得金属粉末和合 金粉末
• 一种氧化物能否被还原首先要从热力学上 进行判断
• 判断依据:
•
MeO+X=Me+XO
• 根据加和反应可写成:
• 2Me+O2=2MeO
(1)
• 2X+O2=2XO
(2)
• 2现代粉末冶金 • 起源于难熔金属,难熔金属粉末压制、烧结、热锻工艺。1750-1850年,
铂; 1909年钨丝。 • 3含油轴承得发明、硬质合金得生产推动了粉末冶金在机械制造业得
发展 • 4科学技术得发展带动了粉末冶金材料和技术得得发展 • 5粉末冶金制造技术和设备得发展 • 6我国粉末冶金得发展
400
300 200 100
C2 B3
C1 B2
B1
0 0 20 40 60 80 100
还原百分率,%
• (1) Fe2O3还原得多层结构性: • 1)570以上: Fe2O3(芯部) Fe3O4 浮氏体(Fe3O4·FeO 固
溶体) Fe(外层)
• 2)570以下: Fe2O3(芯部) Fe3O4 Fe • (2)反应速度:
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01
2.3温度影响烧结过 程的理论分析与验证
2.2综合作用烧结理 论
2.1烧结理论研究概 况
第一篇粉末压型与烧结理论
第3章粉末热压理论
02
3.2标准非线性固 体流变模型在热压
中的应用
01
3.1前言
02
O
N
E
第二篇相图与粉末冶金材料设计
末第 冶二 金篇 材相 料图 设与 计粉
和装置
7.2粉末高能冲击 镀层技术的应用
B
感谢聆听
响
第三篇粉末冶金 高技术与新材料
第6章一种新型的喷射成形工艺的 研究
0 1 6.1喷射沉积工艺的发展及现状 0 2 6.2喷射沉积工艺的原理和特点 0 3 6.3一种新型的喷射沉积工艺 0 4 6.4耐热铝合金的喷射成形工艺的研
究
第三篇粉末冶金 高技术与新材料
第7章一种新的镀层技术的研 究
A
7.1粉末高能冲击镀 层技术的工作原理
0 2 1.2开发新材料对相图提出了新的要 求
0 3 1.3相图在粉末冶金中的作用
第二篇相图与粉 末冶金材料设计
第2章测定相图的多元扩散偶的方 法
01
2.1三元扩 散偶及其 在相图研 究中的应 用
02
2.2扩 散四
第二篇相图与粉末冶金材料设计
第4章相图的计算
1
4.1相图计算的一般过程
2
4.2Gibbs自由能G的解析表达 式
01 第1章发展新材料 02 第2章测定相图的
与相图的关系
多元扩散偶的方法
03 第3章实测的等温 04 第4章相图的计算
相图
05 第5章计算的合金 06 第6章计算的氧化
相图
物相图
第二篇相图与粉末冶金材料设计
第7章相图的动力学通道
第二篇相图与粉末冶金材料设计
第1章发展新材料与相图的关系
0 1 1.1相图知识是发展材料的方法的基 础之一
式
C
4.3铝基多 元系准晶 构成规律
的解析
D
4.4准晶加 和原则的
讨论
第三篇粉末 冶金高技术 与新材料
第5章在保持亚稳结构下快速 冷凝Al-Li合金粉末的热致密 化研究
0 1 5.1Al-Li合金快速冷凝粉末的热致密 化过程
0 2 5.2微晶状态Al-Li合金的特性 0 3 5.3粉末热致密化过程对材料性能影
第1章快速凝固粉末冶金技术的发展综述
01
1.1快速凝固制备粉末的主要方 法
0 2 1.2快速凝固粉末冶金金属材料的制 备方法
03
1.3快速凝固粉末冶金技术的发 展
第三篇粉末冶金 高技术与新材料
第2章制取快速凝固微细金属粉末 的装置和原理
2.1问题的引 入
01
2.2问题的深 入
02
04 2.4多级快速 凝固制粉装置 的工作特性
第3章准晶粉末和大块准晶材 料的制备
第5章在保持亚稳结构下快速冷凝 Al-Li合金粉末的热致密化研究
第2章制取快速凝固微细金属粉末 的装置பைடு நூலகம்原理
第4章铝基多元系准晶合金形 成规律的研究
第6章一种新型的喷射成形工艺的 研究
第三篇粉末冶金高 技术与新材料
第7章一种新的镀层技术的研究 常用单位表
第三篇粉末冶金高技术与新材料
粉末冶金基础理论与 新技术(黄培云，金 展鹏，陈振华著)
演讲人 2 0 2 X - 11 - 11
目录
01. 第一篇粉末压型与烧结理论 02. 第二篇相图与粉末冶金材料设计 03. 第三篇粉末冶金高技术与新材料
01
O
N
E
第一篇粉末压型与烧结理论
第一篇粉末压型与 烧结理论
第1章粉末体压型理论 第2章粉末烧结的综合作用理论 第3章粉末热压理论
第一篇粉末压型与烧结理论
第1章粉末体压型理论
1.1非线性粉体的数学 模型
1.3非充分弛豫的粉末 恒压压型
1.5粉末压型理论在粉 末振动压型中的应用
1.2充分弛豫下的粉末 恒压压型
1.4粉末压制功
1.6粉末压型理论在粉 末冲击成形中的应用
第一篇粉末压 型与烧结理论
第2章粉末烧结的综合作用理 论
03 02
3
4.3相平衡的计算方法
4
4.4相互作用的参数的优化
第二篇相图与粉末冶金材料设计
第7章相图的动力学通道
7.2相图在合 成超导材料 中的应用
7.1三元系中 的扩散通道
7.3相图在表 面处理中的 应用
03
O
N
E
第三篇粉末冶金高技术与新材料
第三篇粉末冶金高技术与新材料
第1章快速凝固粉末冶金技术的发 展综述
03 2.3多级快速 凝固制粉装置 的工作原理及 其过程分析
第三篇粉末冶金 高技术与新材料
第3章准晶粉末和大块准晶材料的 制备
3.1实验装 置和方法
1
3.2实验结 果和讨论
2
第三篇粉末冶金高技术与新材料
第4章铝基多元系准晶合金形成规律的研究
A
4.1多元系 准晶合金 的加和原
则
B
4.2多元系 准晶合金 的形成方