《粉末冶金成形》PPT课件

粒度分布 按粒度不同分为若干级，每一级粉末
（按质量、数量或体积）所占的百分比。
比表面积 单位质量粉末的总表面积，可算出颗粒的平均尺寸
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流动性： 粉末的流动能力，用一定质量的粉末在规定条
件下从标准漏斗中流出所需的时间来表示。球形或接
近球形的颗粒及较宽的粒度分布，流动性↑。
3．
粉 松装密度：在规定条件下粉末自由填充单位容积的重量。
❖ 以上各过程往往相互重精选叠PPT，相互影响
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5.2 粉末冶金工艺
金属粉末的制取→预处理→坯料的成形→烧结→后处理
5.2.1 粉末的制取 机械法和物理化学法两大类
1．机械法
用机械力将原材料粉碎而 化学成分基本不发生变化的
工艺过程。
球磨法：用于脆性材ห้องสมุดไป่ตู้及合金
研磨法：用于金属丝或小块边
角料
雾化法：用于熔点较低的金属精选PPT
(1) 冷等静压制： 在室温下的等静压
制，压力传递媒介通常为液体 冷等静压制压坯密度较高，较均匀，力学性能
(3) 用于：刃具、冷作模具、量具和不受冲击和振动的高耐磨零件。
(2) 烧结减摩材料：铁+石墨、青铜+石墨 工作时要求减少摩擦的材料：含油轴承 含油轴承特别适宜：不能经常加油的场合。
(3) 烧结摩擦材料：基体铁、铜+摩擦组元石棉、AL2O3+润滑剂石墨（MoS2）
能满足摩擦材料的性能要求 用于：机器上的制动带和离合器片等。
a) 高速气流雾化 b) 离心雾化
c) 旋转电极雾化
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2．物理化学法
借助物理或化学作用，改变物料的化学成分或聚集状态而获取粉 末的方法。
还原法：用还原剂还原金属氧化物或盐类，使其成为金属粉末
的方法，最常用，工艺简便、成本较低，适用于由金属氧化物或 卤族化合物制粉。
电解法：在溶液或熔盐中通入直流电，使金属离子电解析出成
5.1.1 粉末的化学成分及性能 粉末通常指尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体，颗粒
尺寸一般以微米（μm）或纳米（nm）计量 。
1．粉末的化学成分
常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末,杂质和气体 的含量一般不超过1%～2%
2． 粉末 的物 理性 能
颗粒形状 球状、粒状、片状和针状…
粒度
单个粉末颗粒的线性尺寸,用筛分法等测量
形状的能力。在一定压力下获得的压坯强度越高，
成形性↑
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5.1.2 粉末冶金的机理
1．压制的机理
压制是在模具或其它容 器中，在外力作用下，将 粉末紧实成具有预定形状 和尺寸的工艺过程。
图5-1 粉末压制过程 a) 装粉 b) 压制开始 c) 压制结束 1—下模冲 2—阴模 3—上模冲
压缩过程中，随着粉末的移动和变形，较大的空隙被填
为金属粉末的方法。可制得高纯度粉末，但成本较高，适用于从 金属盐类中制取粉末
热离解法：将金属与CO、H2或Hg作用，生成化合物或汞齐（即
汞合金），再加热使其分解出CO、H2或Hg，从而制得金属粉末的
方法。用于能与CO、H2或Hg作用生成化合物或汞齐的金属。
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5.2.2 粉末的预处理
1．分级
浮动模压制：浮动模压制
压坯密度较均匀，适于压制
单向压制
高度或厚度较大的制品。
双向压制 浮动模压制
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2．粉末轧制
将粉末引入一对旋转轧辊之间使其压实成连续带坯的方法。 适用于生产多孔材料、摩擦材料、复合材料和硬质合金等的板材及 带材。
3．挤压成形
将置于挤压筒内的粉末、压 坯或烧结体通过模孔压出的成形 方法
末 的
密度较高的粉末、球形或接近球形的颗粒、 较粗的粒度或较宽的粒度分布，松装密度↑
工
压缩性：在加压条件下粉末被压缩的程度（达到所需
艺 性
密度而所需的压力/已知压力下得到的密度值) 提高压制压力或松装密度、减小压制速度或粉末
颗粒的强度，压缩性↑ →压坯的密度↑ 。
能
成形性：粉末被压缩成一定形状并在后续加工中保持这种
将粉末按粒度分成若干级的过程。 使配料时易于控制粉末的粒度和粒度分布，以适应成形工艺的要 求。
2．混合
将两种或两种以上不同成分的粉末均匀掺合的过程,通过混合可
获得所需的组分。
为提高粉料的成形性能，常需加入某些添加剂:用于提高压坯强度 或防止粉末成分偏析的增塑剂，用于减少颗粒间及压坯与模壁间摩擦 的润滑剂。
第5章 粉末冶金成形
粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属 粉末（或与非金属粉末）的混合物制成制品的加工方法。
粉末冶金材料：用粉末冶金方法制造的材料
常用的粉末冶金材料(P36)
(1) 硬质合金：以高硬度、难熔的金属碳化物（WC、TiC等）粉末为硬质
(2)
点，加入Co、Mo或Ni等作为粘结剂。
设备简单、生产率高，可以
获得沿长度方向密度均匀的制品。 用于生产截面较简单的条、棒和 螺旋形条、棒（如麻花钻）
图5-5 粉末挤压过程 a) 装粉 b) 挤压
1—口模 2—挤压筒 3—料斗
4—凸模 5—制品
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4．等静压制
对粉末（或压坯）表面或对装粉末（或压坯）的软膜表面施以各 向大致相等的压力的压制方法
3．制粒
为改善粉末流动性而使较细颗粒团聚成粗粉团粒的工艺。
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5.2.3 成形
将粉末转变成具有所需形状的凝聚体的过程
1．模压 通过模冲加压使刚性封闭模中的粉末密实成形
单向压制：模具简单，操作方
便，生产效率高，但制品密度 不均匀，适于压制高度或厚度 较小的制品。
双向压制：压坯密度较单向压
制均匀，适于压制高度或厚度较 大的制品
(4) 烧结钢：以碳钢或合金钢粉末为主并用粉末冶金法制成的材料 用于：制造电钻齿轮和油泵齿轮等
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点特
既可以制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料， 又可以制造各种精密的机械零件 省工省料
模具和金属粉末成本较高
批量小时或制品尺寸过大时不宜采用
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粉末冶金成形
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5.1 粉末冶金基础
充，颗粒表面的氧化膜被破碎，接触面积增大，使原子间
产生吸引力且颗粒间的机械楔合作用增强，从而形成具有
一定密度和强度的压坯。
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2．烧结的机理 烧结：粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理。
目的：通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。
温度升高↑(1)水和有机物的蒸发或挥发 (2)吸附气体的排除 (3)应力的消除以及粉末颗粒表面氧化物的还原 (4)粉末表层原子间的相互扩散和塑性流动 (5)颗粒间接触面的增大，再结晶和晶粒长大固相的熔解和重结晶