粉末冶金工艺简介及问题点展示
粉末冶金工艺简介
粉末冶金工艺简介粉末冶金工艺简介粉末冶金工艺是一种新型的金属制造工艺，它以粉末状的金属材料为原材料，利用热成型和冶金工艺，实现金属制品非切削加工的目的。
此类金属材料更具灵活性，也更加高效。
粉末冶金工艺属于加工性技术，主要是将金属粉末及其他填充物、胶结剂和外加剂制成规定形态的产品。
金属粉末原料可用零件制造法和冶金合金技术来生产，包括合金粉末、精炼粉末和高纯度粉末等，胶结剂主要为各类塑料或助剂，外加剂一般是粉料及浮质料，为了满足不同的要求，开发出多种特殊的粉末冶金新型工艺，如压型粉末冶金（Powder Metallurgy，缩写为PM）、气喷涂粉末冶金（Aerosol Department Powder Metallurgy，缩写为ADPM）、繁杂条纹粉末冶金（Varieties line Powder Metallurgy，缩写为VPM）、三维成型粉末冶金（Three-dimensional shape Powder Metallurgy,简称3DSPM），以及静电烧结粉末冶金等。
根据工艺技术来看，粉末冶金工艺可大致分为热成形工艺和冶金工艺。
热成形工艺为主要工艺，主要将粉末制品编码成所需形态的部品。
常见的有压型工艺、固溶工艺以及超声波热缩封装等。
冶金工艺主要是将热成形了的产品经过熔炼处理，形成熔炼凝固体，以提高产品性能。
熔炼处理采用的热成形主要有一步熔炼法、二步熔炼法、分步熔炼法和完全冶炼法等。
粉末冶金工艺具有许多优势，如产品质量稳定，冲压电阻比其他工艺低；禁止注射缩径范围大，不同部件可在同一模具内一起冲压生产；零件内径精度高，接触口边界容易形成不规则的特征；冲压速度快，无需粒级改变；热成形过程温度较低，工艺条件比较灵活，节约能源。
总的来说，粉末冶金工艺是一种灵活、高效、节能的金属加工技术，可以用于多种行业，并可以制造出材料质量稳定、性能可靠、智能化高度的金属零件。
粉末冶金知识点总结
粉末冶金知识点总结一、粉末冶金基础知识1. 粉末冶金的概念粉末冶金是一种利用金属或非金属粉末作为原料，通过压实和烧结等方式制备零部件的工艺。
它充分发挥了粉末的特性，即可压性、可成形性、可烧结性和可溶性等，使得粉末冶金工艺具有高效率、低成本、无废料和生产精度高等优点。
2. 粉末材料的选择在粉末冶金过程中，选择合适的粉末材料对于制备高质量的产品至关重要。
一般来说，粉末材料应具有以下特点：细小的颗粒大小、均匀的颗粒分布、高的纯度和良好的流动性。
3. 粉末冶金的工艺粉末冶金工艺通常包括原料的混合、成型、烧结和后处理等步骤。
在这个过程中，需要注意粉末的混合比例、成型方式、烧结温度和时间等参数的控制，以确保制备出符合要求的成品。
4. 粉末冶金的应用粉末冶金技术已广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械、电子设备等领域，制备出的产品具有优异的性能和精密的形状，可以满足各种特殊需求。
二、粉末材料的制备方法1. 机械合金化机械合金化是一种通过机械设备将原料混合并形成均匀的粉末混合物的方法。
常见的机械合金化设备包括球磨机、混合机和搅拌机等。
这种方法对原料的颗粒大小和形状要求不高，适用于制备一些普通的粉末材料。
2. 化学还原法化学还原法是一种利用化学反应生成的气体来分解金属或合金化合物，产生金属粉末的方法。
这种方法可以制备出颗粒细小、形状均匀的金属粉末，适用于制备高质量的粉末材料。
3. 气相沉积法气相沉积法是一种通过将金属原子或分子从气体中沉积到基底上形成薄膜或粉末的方法。
这种方法可以制备出极细的金属粉末，适用于制备一些用于电子器件等特殊应用场合的粉末材料。
4. 电化学法电化学法是一种利用电化学反应来制备金属粉末的方法。
这种方法制备的金属粉末质量较高，但工艺复杂，适用于制备一些对粉末质量要求较高的粉末材料。
5. 液态金属雾化法液态金属雾化法是一种通过气流将液态金属喷雾成细小颗粒的方法。
这种方法可以制备出颗粒细小、形状均匀的金属粉末，适用于制备高质量的粉末材料。
粉末冶金工艺简介及问题点展示共23页文档
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
粉末冶金工艺简介及问题点展示
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
粉末冶金工艺的优缺点都有哪些
粉末冶金主要使用金属粉末作为原料，通过一定的加工工艺让其变成我们需要的形状。
这种加工工艺与生产陶瓷十分相似，因此，一系类粉末冶金的技术也可以用于陶瓷材料的制备与生产。
本文就来具体介绍一下粉末冶金工艺的相关知识，了解一下粉末冶金工艺的优缺点都有哪些。
一、粉末冶金工艺的优点1、可以加工特殊材料。
材料粉末冶金的方法可以制造难熔的金属以及化合物、假合金，多孔材料。
2、节约金属，降低成本。
因为粉末冶金可以压制成最终尺寸的压坯，不需要再使用机械加工。
用这种方法生产金属的损耗只有1—5%，而一般的加工则会耗损金属80%。
3、制取高纯度材料。
粉末冶金工艺在材料生产过程中不熔化材料，也就不会混入其他物质带来的杂质，而烧结又是在真空和还原气氛中进行的，不怕氧化也不会有任何污染材料。
因此制品纯度相对较高。
4、材料分配正确性。
粉末冶金法可以保证材料成分在配比时的正确性和均匀性。
5、大批量生产降低成本。
粉末冶金适合对统一形状数量众多的产品进行生产，例如齿轮等加工费用较高的产品，它可以极大降低生产成本。
二、粉末冶金工艺的缺点1、粉末冶金产品强度、韧性差。
由于粉末压制而成的压坯，其内部的孔隙不能完全消除，因此，粉末冶金的制品在强度和韧性上与相应成分的铸件、锻件相比要差。
2、粉末冶金不能制成大型产品。
由于金属粉末的流动性比金属液要差，所以它的形状和大小会受到一定的限制，重量都不会超过10公斤。
3、压模成本较高。
由于压模制造的成本过高，所以只适合使用在大批量的生产中。
三、粉末冶金制品的发展1、高质量的结构零件：粉末冶金有代表性的是铁基合金，将向大体积的精密制品，高质量结构零件发展。
2、高性能合金：粉末冶金制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密的高性能合金。
3、混合相特殊合金：粉末冶金用增强致密过程来制造一般含有混合相组成的特殊合金。
4、复合零部件：加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。
粉末冶金
P/M TECHNOLOGY
4
最经常接触的几类材质(3)
POWDER METALLURGY TECHNOLOGY
• 结构件：
• Fe-Cu-C-Ni-Mo（合金钢） 高性能 Ni:提高韧度及冲击性能 Mo:改善热处理性能 JIS：SMF 5030,SMF5040 MPIF：FL,FD,FX
粉末冶金简介
P/M TECHNOLOGY
3
最经常接触的几类材质(2)
POWDER METALLURGY TECHNOLOGY
• 结构件：
• Fe-Cu-C（铜钢） 中等性能 Cu：增加强度、硬度、耐磨性 JIS：SMF 4030,SMF4040, MPIF：FC-02XX：软磁（JIS1）， FC-05XX，FC-08XX，FC-1000C
粉末冶金简介
P/M TECHNOLOGY
2
最经常接触的几类材质(1)
POWDER METALLURGY TECHNOLOGY
• 结构件：
• Fe-C （碳钢） • 低载荷，低性能， • JIS：SMF 3020,SMF3030, MPIF：F-0000：软磁（JIS1）， F-0005，F-0008
粉末冶金简介
P/M TECHNOLOGY
6
粉末
POWDER METALLURGY TECHNOLOGY
• 粉末制取： 还原法：海绵状颗粒 雾化法：球状颗粒 电解法：树枝状颗粒 压缩性，成型性。。。。 粒度，松装密度。。。。。
粉末冶金简介
P/M TECHNOLOGY
7
粉末
POWDER METALLURGY TECHNOLOGY
铁铜基粉末冶金
一，应用范围
al基体粉末冶金材料制备工艺以及注意事项
AL基体粉末冶金材料制备工艺主要包括以下几个步骤：1. 粉末制备：首先需要将铝或铝合金制成粉末。
这可以通过气体雾化、离心雾化、球磨等方法实现。
其中，气体雾化法是将铝或铝合金加热至熔融状态，然后通过气体喷射使其迅速冷却并破碎成粉末。
离心雾化法是通过高速旋转的离心力将熔融铝或铝合金甩出并破碎成粉末。
球磨法则是通过研磨使铝或铝合金成为粉末。
2. 粉末预处理：为了提高粉末的成形性能和烧结性能，需要对粉末进行预处理。
这包括粉末的干燥、烧结、表面处理等。
干燥是为了去除粉末中的水分，烧结是为了使粉末颗粒之间形成粘结，表面处理是为了改善粉末的流动性和可压制性。
3. 成形：将预处理后的粉末通过压制或注塑等方式成形为所需形状的生坯。
压制是将粉末放入模具中，通过压力使其成形。
注塑是将粉末注入模具中，然后通过固化使其保持形状。
4. 烧结：将生坯进行烧结，使其成为具有一定强度和密度的制品。
烧结过程中，粉末颗粒之间的粘结力逐渐增强，最终形成均匀的固体结构。
烧结过程中需要注意控制温度、时间和气氛，以保证烧结后的制品性能。
注意事项：1. 粉末质量：确保粉末的质量和纯度，避免杂质和氧化对制品性能产生不良影响。
2. 粉末预处理：预处理工艺对粉末的成形性能和烧结性能具有重要影响，需要确保预处理过程中各项参数的合理控制。
3. 成形工艺：成形工艺对生坯的质量和精度具有重要影响，需要合理选择成形方法并控制成形过程中的各项参数。
4. 烧结工艺：烧结工艺对制品的性能具有重要影响，需要严格控制烧结温度、时间和气氛，以获得理想的制品性能。
5. 模具设计：模具设计对生坯的形状和精度具有重要影响，需要确保模具的合理设计和制造。
6. 质量检测：对制备过程中的各个环节进行质量检测，确保制品的质量和性能符合要求。
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
粉末冶金工艺简介及问题点展示
例：以鞍钢冶金粉末水雾化铁粉性能参数进行说明
化学成分
化学成分（%）
牌号 级别 Fe C Si Mn P
S
Ni
主要金 ≥ 属组元
杂质
夹≤杂物
SFB200.25 0 99.30 0.02 0.05 0.15 0.015 0.015 -
压缩性 (g/cm3)
粒度组成（%）
Mo
盐酸 不溶物
氢损
松装密度 （g/cm3)
2/3
粉末冶金工艺流程
制粉
混粉
压制成型
水蒸气处理（ST）
烧结
3/3
粉末制备
粉末制备方 法：
1、机械法：不改变原材料的化学成分，通过切削/研磨将金属制备粉末；
2、物理法：液态金属的通过冷却、雾化制备粉
末。
3、化学法：以还原和离解等化学反应为基
础，使其化学成分和集聚状态发生变化来制备 粉末。
备注：尺寸大于0.001mm，且小于1mm的固体颗粒称为粉末。
成形体烧结三部曲：
成形体：点接触
粘结阶段
烧结颈长大 阶段
闭孔隙球化 和缩小阶段
孔隙 晶粒 间界
烧结
14/3
烧结
2、烧结炉
举例：无锡住电（DDS供方）网式连续烧结炉
700℃
1120℃
850℃
B
A
区1：预热
区2：烧结
160℃
区3：保温 区4：冷却
A口：进气
B口：烟气排除
15/3
烧结
3、烧结缺陷及改善措施
大孔芯棒过早压下，端台已先成形，薄壁套继 续压制时，粉末流动冲破已成形部位，又重新 成形，多次反复出现皱纹
1、加大大孔芯棒最终压下量，适 当降低薄壁部位的密度 2、适当减小拐角处的圆角
简述粉末冶金的一般工艺流程及其主要优缺点
简述粉末冶金的一般工艺流程及其主要优缺点下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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粉末冶金工艺综述 (2)
压制成形—压制工艺的选择
• 1）产品的材质、几何形状和尺寸精度及产 品的使用工况； • 2）混合料的性能。压制时混合粉的松装密 度是计算装填高度的主要参数；压缩性是 确定压力的主要参考 • 3）根据压坯的形状、尺寸及所用混合粉， 计算所需的压制压力和脱模力； 同时应了解设备的各项参数；
压制成形—压制工艺的选择
混 合
混 合
• 机械法混料又可分为干混和湿混。湿混时使用的液体介质 常为酒精、汽油、丙酮、水等。 • 化学法混料是将金属或化合物粉末与添加金属的盐溶液均 匀混合，或者是各组元全部以某种盐的溶液形式混合，然 后经沉淀、干燥、还原等处理而得到均匀分布的混合物。 与机械法相比较，化学法能使物料中的各组元分布得更加 均匀，从而更有利于烧结的均匀化。
混 合
• 影响混合均匀度的因素： ③回转速度。回转速度是对混合均匀度影响很大的因素之 一。回转速度大时，混料时间可以缩短。对于各种整体式混 料机和粉末都有一最佳回转速度。大于此速度时，由于离心 力太大，粉末将附着在混料机内壁上，随同混料机一起回转， 从而使混合均匀度降低。一般悄况下，铁、铜基结构零件生 产用的混料机转速不宜过大。 ④混合时间。混合时间也是对混合均匀度影响很大的因素 之一。一般情况下，混合时间不宜过长。过长的混合时间， 可能导致混合均匀度恶化。混料机在不同速度下回转时，转 速增大，混料时间应减少。
混 合
• 为了降低压形时粉末颗粒与模壁和模冲间摩擦、改善压坯 的密度分布、减少压模磨损和有利于脱模，常加入一种添 加物润滑剂，如石墨粉、硫磺粉等。 • 成形剂是为了提高压坯强度或为了防止粉末混合料离析而 添加的物质，在烧结前或烧结时该物质被除掉，有时也叫 粘结剂，如硬脂酸锌、合成橡胶、石蜡等。
混 合
粉末性能
粉末冶金法的优缺点及应用
粉末冶金法的优缺点及应用粉末冶金法是一种利用金属和非金属粉末作为原材料，通过压制和烧结等工艺制备材料的方法。
粉末冶金法具有以下优点和应用：优点：1. 原材料利用率高：粉末冶金法避免了传统冶金工艺中的材料浪费问题，可以有效利用材料，提高资源利用率。
2. 工艺灵活性强：该方法可以制备各种形状和尺寸的零件，包括复杂的几何形状。
通过调整原料粉末的颗粒大小和成分，可以满足不同应用的需求。
3. 材料性能优异：通过粉末冶金法制备的材料具有很高的纯度和均匀性，密度高，结构致密，因此具有较高的机械性能、导电性能和热导性能。
4. 焊接和热处理性能好：相比于其他制备方法，由粉末冶金法制备的材料具有良好的焊接性能和热处理性能，更易于进行后续加工和处理。
缺点：1. 设备和能耗成本高：粉末冶金法的制备设备复杂，投资费用较高。
同时，加工过程中需要消耗大量的电能和热能，能耗较高。
2. 制备周期长：粉末冶金法需要进行多道工序，包括粉末制备、混合、压制、烧结等，所需时间较长，周期较长。
3. 部分材料难以获得：某些特殊材料的粉末较难获得，限制了粉末冶金法的应用范围。
应用：1. 金属制品：粉末冶金法广泛应用于金属制品的制备，包括汽车零部件、工具、航空航天零部件等。
通过粉末冶金法可以制备出具有高精度、高强度和轻质化特点的金属制品。
2. 合金制备：粉末冶金法可以制备出各种金属合金，包括钼合金、不锈钢合金等。
通过调整原料粉末的成分，可以获得不同特性的合金材料。
3. 电子器件：粉末冶金法可以制备出电子器件中使用的导电材料，如触点材料、电阻材料等。
这些材料具有优异的导电性能、耐磨性能和热稳定性能。
4. 硬质合金：粉末冶金法广泛应用于硬质合金的制备。
硬质合金具有高硬度、高耐磨性和高强度等优点，在切削工具、钻头、磨料等领域有广泛应用。
5. 陶瓷制品：粉末冶金法可用于制备陶瓷制品，如陶瓷刀具、陶瓷材料等。
这些陶瓷制品具有优异的耐磨性、绝缘性和耐高温性能。
内蒙古科技大学《粉末冶金》47题
1. 什么是粉末冶金，简述粉末冶金的特点及其工艺答：粉末冶金是一种制取金属粉末，以及采纳成型和烧结工艺将金属粉末〔或金属粉末和非金属粉末的混合物〕制成制品的工艺技术。
优点：〔1〕制取难溶金属、化合物、假合金、多孔材料〔2〕节约金属，落低产品本钞票〔3〕可制取高纯度材料〔4〕能保证材料成分的配比的正确性和均匀性缺点：粉末本钞票高产品的大小外形受限烧结材料韧性较差粉末冶金工艺的全然工序是：(1)原料粉末的制取和预备〔粉末能够是纯金属或它的合金、非金属、金属与非金属的化合物以及其他各种化合物〕；〔2〕将金属粉末制成所需外形的坯块；〔3〕将坯块在物料要紧组元熔点以下的温度进行烧结，使制品具有最终的物理、化学和力学性能。
2. 什么是机械法，什么是物理化学法？答：机械法制取粉末是将原材料机械地粉碎而化学承恩全然上不发生变化的工艺过程。
物理化学法是借助化学的或物理的作用，改变原材料的化学成分或聚拢状态而获得粉末的工艺过程。
3. 机械研磨法的规律是什么，并画出示意图加以表达〔图见课本P 10〕答：在研磨时，有四种力作用于颗粒材料上：冲击、磨耗、剪切以及压缩。
它取决于料和球的运动状态。
当球磨机圆筒转动时，球体的运动可能有以下四种情况：A 滑动B 滚动C 自由下落D 临界转速。
其中临界转速是当转速到达一定速度时，球体受离心力的作用，一直紧贴在转筒壁上，以致不能跌落，物料不能被粉碎，这种情况下的速度称为临界转速。
4. 妨碍球磨的因素有哪些？并简述答：A 、球磨筒转速n I =〔〕n 临抛落n I n 临滚动n I n 临滑动B 、装球量速度固时⎪⎩⎪⎨⎧↓→↓→效率球多：球层干扰效率球少：滑动填装系数：装球体积与球磨筒体积之比〔0.4-0.5为宜〕C 、球料比料太少：料应以填满球体间空隙为宜料太多：掩盖外表为宜，20%筒体积D 、球的大小球太小→冲击力↓球太大→冲击次数↓应大小配合使用：d ≦〔1/18-1/24〕DE 、研磨介质：干磨、湿磨湿磨优点：减少金属的氧化防止金属再聚拢长大可促进粉碎作用减少成分的无料偏析减少粉尘飞扬，改善劳动条件F 、粉料性质脆性：硬度大，易粉碎塑性：硬度小、粉碎困难G 、研磨时刻：>100h ，无效果5. 什么是填装系数？答：装填系数：把球体体积与球磨筒容积之比称为装填系数。
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。
粉末冶金工艺简介及问题点展示PPT课件
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
粉末冶金的优缺点及其技术
粉末冶金的优缺点及其技术粉末冶金工艺的优点：1、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。
2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本。
用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有1-5%，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80%。
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。
4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。
5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是齿轮等加工费用高的产品，用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。
粉末冶金工艺的基本工序是：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、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。
2、粉末成型为所需形状的坯块。
成型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。
成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。
加压成型中应用最多的是模压成型。
3、坯块的烧结。
烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。
成型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、产品的后序处理。
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。
粉末冶金基础知识
粉末冶金基础知识粉末冶金是一种通过粉末制备材料的工艺。
通过将粉末置于模具中，并施加高压力来形成所需的形状，然后在高温下进行加热和烧结以得到高密度的成品。
这种工艺有着广泛的应用，可以制备出各种不同种类的制品。
在本次文档中，我们将为您介绍粉末冶金的基础知识。
粉末制备粉末制备是粉末冶金的第一步。
粉末制备有许多不同类型的方法，最常用的方法是机械法。
在机械法中，原材料包括金属和非金属固体，被放入球磨机或者振动磨中。
在球磨机中，金属球和原材料被混合在一起，球运动将原材料碾碎成粉末。
在振动磨中，盛有金属球和原材料的容器震动，原材料同样会碾碎成粉末。
这些粉末通过筛网进行筛选和分级，以获得所需的粉末质量。
粉末压制在粉末冶金的下一步、也是制造零件的一个重要步骤是粉末压制。
在粉末压制过程中，压力被施加到不同形状的模具中，以形成所需的形状。
这个压力可以高达几百万帕斯卡（Mpa），为了得到所需的密度，压力持续施加一段时间。
在压制过程的中期，如果需要进行添加剂或润滑剂，就可以将其混入粉末中。
这种添加物可以防止粉末粘在模具中，或在压制后导致零件的不足密度。
在粉末冶金的下一步中是烧结。
烧结是将压缩形成的烧结体加热到其熔点以下的温度，以导致材料的“粉末颗粒”粘合在一起，从而形成一种坚实的结构。
这个过程通常需要高温（1000°C至2000°C的范围内），以确保粉末进一步结合。
由于这个过程需要高温，所以在烧结期间非常适合对材料进行热处理，以改变它们的物理和化学特性。
应用粉末冶金的应用范围广泛，可以用于制造各种不同类型的制品。
这些制品包括金属所制造的零件，如齿轮、轴承、手工具和武器生成的零件。
此外，粉末冶金可以生成用于制造牙科和医疗设备的生物材料，比如关节假体和植入物。
另外，还可以用定制的粉末材料进行陶瓷制造、制造精密零件和制造半导体制造过程。
粉末冶金的优缺点粉末冶金是一个有效的制造过程，具有许多优点。
首先，粉末冶金是一种高产量的生产方式。
粉末直压工艺中工艺中的问题
粉末直压工艺中工艺中的问题
粉末直压工艺是一种常见的粉末冶金加工工艺，用于制备各种
金属零件和制品。
在这个工艺中可能会遇到一些常见的问题，下面
我将从多个角度来回答这个问题。
首先，粉末直压工艺中可能会出现的问题之一是粉末的不均匀性。
这可能是由于原始粉末的不均匀混合，或者在压制过程中粉末
分布不均匀导致的。
这样的问题可能会导致制品的密度不均匀，甚
至出现裂纹或变形。
其次，工艺参数的选择也是一个可能出现问题的地方。
比如压
制压力、温度、保压时间等参数的选择不当可能会导致制品的质量
不达标，甚至出现工艺失效的情况。
另外，模具的设计和制造也可能影响到粉末直压工艺的质量。
模具的设计不合理可能导致制品的形状不准确，尺寸不稳定等问题。
此外，原料粉末的质量也是影响工艺质量的重要因素。
原料粉
末的粒度、形状、化学成分等都会对最终制品的性能产生影响。
最后，操作人员的技术水平和操作规程的执行也是影响粉末直压工艺的关键因素。
操作人员需要具备一定的技术水平和严格的执行操作规程，以确保工艺的稳定性和制品质量的稳定性。
综上所述，粉末直压工艺中可能出现的问题涉及到原料、工艺参数、模具设计、操作人员等多个方面，需要综合考虑，并严格执行相关的操作规程和质量控制标准，以确保最终制品的质量和稳定性。
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粉末工艺性能
6.50 7.00 6.40 6.90 6.60 7.03 6.50 6.90 6.30 6.80 6.20 6.70
粉末物理性能
＜3 ＜1 ＜3 ＜1 ＜3 -
＜1
-
＜40 ＜50 ＜35 ＜45 ＜40 ＜50
2.6±0.15 3.0±0.1 3.0±0.15 3.0±0.1 3.0±0.15
区1：预热
1120℃ 700℃
850℃
区2：烧结
160℃
区3：保温 区4：冷却 A口：进气
B
A
B口：烟气排除
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烧结
3、烧结缺陷及改善措施
烧结对最终产品的性能起着决定性作用，且烧结前的工序中的某些缺陷，在一定的范围内 可以通过烧结工艺的调整加以纠正。（例如成型尺寸不良适当改变温度，调节升降温时间与 速度等改变工件收缩比来纠正）
装粉 → 压制 → 保压 → 脱模
上模冲
下冲2
阴模 下冲3
下冲1 芯杆
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压制成形
2、压制方式
（单向压制）
（双向压制）
因为粉末体在压模内受力后向各个方向流动，于是引起垂直于压模壁的侧压力。侧压力引起摩擦力，
会使压坯在高度方向存在明显的压力降，因此不同的压制方式，密度分布不同。
9/3
压制成形
3、成形模具结构
1、测定和控制燃烧带气氛气体的 露点和02含量 2、测定和增高气氛气体的H2含量 3、校验和改正网带速度或粉末组 成
6
脱碳
烧结件的硬度低或 显微组织中珠光体 的含量低
1、烧结带气氛气体的露点高 2、空气漏进炉内 3、烧结点气氛气体的CO2含 量高
1、降低烧结带气氛气体的露点 2、在缓冷带增加或添加天然气 3、放置湿N2进入烧结带 4、试着于石墨板上烧结 5、销验和控制石墨的起始加入量 6、校验生坯密度和长径比大且高 的零件的密度变异
3
皱纹
内台拐角皱纹
掉楞角 4 环角掉边 侧面局部剥落
5
表面划伤
1、模壁表面粗糙度大或模腔硬度低 2、模壁产生横瘤 3、模腔表面局部被划伤
1、模具磨损过大 2、工艺参数选择不合理 1、模具安装有偏差 2、装粉不匀 3、模具间隙大
6
尺寸超差
7
同轴度超差或端面跳动大
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烧结
1、概念
将压坯置于基体金属熔点以下温度加热保温，粉末颗粒之间产生原子扩散、固溶、化合和熔接，致使 压坯收缩并强化，这一过程称为烧结。
NO. 现状描述 现象特征 原因 脱蜡不当导致： 1、预热带气氛气体露点太低 2、预热带长度太短 3、烧结件密度太高 4、预热带温度不合适 5、网带负载太大 6、炉子温度曲线不正确 润滑剂蒸气热分解所致： 1、预热带气氛气体露点太低 2、润滑剂蒸气进入了烧结带 3、气氛气体前进的速度太慢 4、由于设备通风，设备气氛 气体曲线产生了偏移 5、排气管设计不当 对策
3/3
粉末制备
粉末制备方 法：
1、机械法：不改变原材料的化学成分，通过切削/研磨将金属制备粉末；
2、物理法：液态金属的通过冷却、雾化制备粉
末。
3、化学法：以还原和离解等化学反应为基
础，使其化学成分和集聚状态发生变化来制备 粉末。
备注：尺寸大于0.001mm，且小于1mm的固体颗粒称为粉末。
4/3
混粉及粉末性能
17/3
水蒸气处理（ST）
1、水蒸气处理：
高温+水蒸气 一定时间 烧结体
作用：1）、提高粉末冶金件防锈能力；2）密闭孔隙。
处理前：亮银色
处理后：蓝黑色
截面图
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水蒸气处理（ST）
2、过程说明：
项目 0-A A-B B-C C-D D-
操作规范 产品吊入炉内，升温与A点（440°±10°） 440°±10° B点加温至570°±10° 570°±10°加速反应 断气、出炉冷却至室温
- 气体-
1.7～ 0.5～ 2.0 0.6 1.5～ 0.4～ 96.00 0.05 0.10 0.30 0.030 0.030 2.2 0.7
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粉末制备及性能
3、粉末性能导致不良事例
粉末中混入杂物（X100）
粒度偏大润滑剂（X100）
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压制成形
1、概念：将松散粉末施加一定压力（15—600Mpa），成为具有一定尺寸、形状和一定密度、强度的压坯。
粉末冶金的教育资料
粉末冶金定义及特点
制品或材料的一种冶金工艺技术。
机械加工 锻造 冷成型 粉末冶金 铸造 0 25 50 75 100 能耗MI/KG 材料利用率%
粉末冶金：以金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)为原料，通过成形、烧结制成金属
其他：
可根据零件使用，随意调配 材料成分； 接近工件终物形态，后续加 工余量小； 生产过程无噪声污染，无处 理/无排放有毒物质；
烧结不同于金属熔化，烧结时至少有一种元素仍处于固态。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔 焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品。
成形体烧结三部曲：
成形体：点接触 粘结阶段 烧结颈长大 阶段 闭孔隙球化 和缩小阶段
孔隙 晶粒 间界
烧结
14/3
烧结
2、烧结炉
举例：无锡住电（DDS供方）网式连续烧结炉
1、混粉定义：
按所需配比进行混合，用于制备具有一定化学成分和一定粒度，以及适合的其它物理化学性能的混合料
微量元素
不同粒度等级粉末
成型剂
润滑剂
造孔剂
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粉末制备及性能
2、粉末性能
金属粉末的性能对其成形和烧结过程以及制品的质量都有重大影响。金属粉末的性能可以用化学成分、 物理性能和工艺性能来表征。 例：以鞍钢冶金粉末水雾化铁粉性能参数进行说明 化学成分
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16
○○○○○○○○○○ ○○○○○○○○○○○ ○○○○ ○○○○○○○○○○○○○○ ○○○○○○○○○○○○○ ○○○○○○
锻造（冲裁） 高精度锻造 冷压 粉末冶金 拉拔成形 磨加工
2/3
粉末冶金工艺流程
制粉 混粉 压制成型
水蒸气处理（ST）
烧结
主要金 属组元
Fe ≥
C
杂质
≤ 夹杂物 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.2 0.4 0.2 0.4 0.2 0.4 2.6±0.1
588 ＞400 ＞200 ＞76 ＞63 MPa um um um um -
0 1 0 1 0 1
99.30 0.02 0.05 0.15 0.015 0.015 98.90 0.05 0.10 0.30 0.030 0.030 99.30 0.02 0.05 0.15 0.015 0.015 98.90 0.05 0.10 0.30 0.030 0.030 96.80 0.02 0.05 0.20 0.020 0.020
4
烧结件表面无光 泽
出炉的烧结件表面 无光泽且粗糙，趋 向于脱碳及硬度较 低
1、减少从前端的氧化 2、解决排气系统的不平衡 3、重新调整气氛气体的流动方向
5
烧结不充分
烧结件强度低、硬 度低级尺寸不合适
1、烧结温度太低 2、还原剂（H2、分解氨或吸 热性煤气）量不够多 3、烧结带气氛气体的露点太 高 4、烧结带气氛气体的O2含量 高 5、压坯密度不合适 6、网带速度或保温时间不当
1
粘附性积碳
在烧结件的表面、 底面或侧面出现黑 色污点且不易擦掉
1、提高预热带气氛气体的露点 2、降低网速的负载与速度 3、加长预热带 4、安装快速烧除装置
2
颗粒状积碳
烧结件上表面覆盖 一层沉积的黑色碳 粉，易擦除。
1、加大气氛气体的总流量 2、改变气氛气体的流动方向 3、重新调整各个进气口的流量 4、控制排气管通风的忽高忽低
薄壁处密度过低
拐角处裂纹
1、补偿装粉不当，密度差大 2、材料压制性能差 3、脱模方式不对 1、阴模内沿脱模方向尺寸变 小 2、粉料中石墨偏析分层 3、压面上下台面不平或模具 垂直度和平行度超差 4、粉末压制性差
2
裂纹
测量龟裂
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压制成形
5、成形常见不良预防措施
NO. 现状描述 现象特征 对角裂纹 2 裂纹 波形裂纹 1、模具刚性差 2、压制压力过大 3、粉料压制性能差 从阴模脱出时的弹性后效，可能形成波形裂纹 大孔芯棒过早压下，端台已先成形，薄壁套继 续压制时，粉末流动冲破已成形部位，又重新 成形，多次反复出现皱纹 1、密度不均匀，局部密度过低 2、脱模不当如脱模时不平直，模具结构不合 理或脱模时有弹跳 1、镶拼阴模接缝处有缝 2、镶拼阴模接缝处有倒台阶，压坯脱模时必 然有脱落 原因 对策 1、增大阴模壁厚，改用圆形模套 2、改善粉料压制性，降低压制压 力 1、阴模出口带锥度或倒角 2、采取保压脱模 1、加大大孔芯棒最终压下量，适 当降低薄壁部位的密度 2、适当减小拐角处的圆角 1、改进压制方式，避免局部密度 过低 2、改善脱模条件 3、操作时细心 1、拼接时应无缝 2、拼缝处只允许有不影响脱模的 台阶 1、提高模壁的硬度和降低粗糙度 2、消除模瘤，加强润滑 1、采用硬质合金模 2、调整工艺参数 1、调模对中要好 2、采用振动或吸入式装粉 3、合理选择间隙
牌号 级别 化学成分（%） Si Mn P S Ni Mo 盐酸 氢损 不溶物 松装密度 （g/cm3) 压缩性 (g/cm3) 流动性 （S/50g) 392 MPa ＜33 ＜35 ＜28 ＜30 ＜30 ＜33 粒度组成（%）
SFB200.25 SFB200.26 SFG200.30 SFG200.30 SFJ200.30 SFJ200.30
3