粉末冶金机械零件设计技术10
粉末冶金零件的优化设计
详细说明改进前的设计改进后的设计1．应使压模中的粉末受到大致相等的压缩，并能顺利地从压模中取出模压成型的制品。
在零件压制方向如有凸起或凹槽时，则粉末在压制时各部分的密实度不易一致，因此凸起或凹槽的深度以不大于零件总高度的１／５为宜，并有一定的拔模锥度2．当由上向下压制的结构零件较长时，其中间部分和两端的粉末密实度差别比较大。
所以在实际生产中，常现在其长度为直径的2.5～3.5倍，壁愈薄其长度与直径之比的倍数愈低3．当零件的壁厚急剧变化或零件的壁厚悬殊时，零件各部的密度也相差很大，这样烧结时会引起尺寸变化和变形，应尽量避免4．设计带有凸缘或台阶的零件，其内角应设计成圆角，以利于压制时凹模中粉末的流动和便于脱模，并可避免产生裂纹5．尽量避免深窄的凹槽、尖角或薄边的轮廓，避免细齿滚花和细齿形因为这些结构装粉成型都很困难6．避免尖边、锐角和切向过渡7．零件只能设计成与压制方向平行的花纹，菱形的花纹不能成型，应避免8．与压制方向垂直的孔（图a ）、径向凹槽（图b ）、内螺纹及外螺纹（图c ）、倒锥（图d ）、拐角处的退刀槽（图f ）等结构难以压制成型，当需要时可在烧结后进行切削加工9．底部凹陷的法兰（图a ）、外圆中部的凸缘（图b ）不能压制成型。
上部凹陷的法兰（图c ）为坯件，当埋头孔的面积小于压制面积的1倍左右，深度（H ）小于零件全高的1/4左右时，要作5°的拔梢（图d ）才可以成型10．从模具强度和压制件强度方面的因素考虑，并从孔与外侧间的壁厚要便于装粉考虑，制品窄条部分的最小尺寸应有一定的限度11．为了使凸模具有必要的刚度，使粉末容易充满型腔和便于从压模内取出制品，零件结构应避免尖锐的棱角，并适当增加横截面的面积12．避免过小的公差13．对于长度大于20mm 的法兰制作，法兰直径不应超过轴套直径的1.5倍，在可能条件下，应尽量减下法兰的直径，以避免烧结后的变形。
法兰根部的圆角半径可参考右图的表，轴套壁厚（δ）与法兰边宽（b ）都必须大于1.5mm 设计阶梯形制件时，阶差不应小于直径的1/16，其尺寸不应小于0.9mm轴套直径/mm <12 >12～25 >25～50 >50～65 >65 圆角半径/mm0.81.21.62.4>2.514．粉末冶金制件的端部最好不要有过锐棱角，并避免工具倒圆。
国内外关于粉末冶金机械零件——技术标准
国内外关于粉末冶金机械零件材料的一些技术标准滑动轴承粉末冶金轴承技术条件（中华人民共和国国家标准GB2688-81）本标准适用于GB2685-81《粉末冶金筒形轴承型式、尺寸与公差》、GB2686-81《粉末冶金带挡边筒形轴承型式、尺寸与公差》及GB2687-81《粉末冶金球形轴承型式、尺寸与公差》所规定的粉末冶金铁基和钢基轴承（以下简称轴承）。
1.技术要求1.1轴承的材料按合金成分与密度分类规定于表1。
表1材料牌号标记实例铁基1类含油密度为5.7~6.28/cm3的粉末冶金轴承材料标记；1.2轴承化学成分与物理一机械性能应符合表2规定。
1.3轴承的机构型式、尺寸与公差应符合GB2685-81、GB2686-81及GB2687-81的规定。
1.4轴承外观应有均匀的金属光泽，不允许有裂纹、夹杂和锈蚀等缺陷。
1.5轴承成品应浸渍的润滑油。
一般浸渍GB443-64规定的HJ-20牌号机械油（铁基轴承允许加入防锈剂）。
如对于浸渍的润滑油另有要求，应在订货时提出。
1.6轴承应有良好的表面多孔性。
1.7对本标准未规定的特殊技术要求应在订货时提出。
2.验收规则2.1轴承成品应由制造厂按本标准检验合格后，并附有产品合格证方能出厂。
2.2轴承成品应按批交货验收。
批量大小应在订货时注册，如不注明则由制造厂规定。
2.3有必要时订货单位可对制造厂交货的成品按批抽样检验，其方法规定如下：2.3.1每批轴承成品任取2%，但不少于5件不多于50件，用肉眼按本标准规定检查外观质量。
2.3.2每批轴承成品任取2%，但不少于5件不多于50件，按本标准规定检查尺寸与公差。
2.3.3每批轴承成品至少任取2件样品，经脱油处理后，取得不少于50克试样，按表2的规定分析化学成分。
2.3.4每批轴承成品任取5~10件（或由双方商定），按表2规定检查物理一机械性能。
2.3.5各类抽检结果中，如有一件不合格时，仍就不合格项目抽取2倍数量的成品复表2注：1.铁基各类轴承的化学成分中允许有<1%的硫2.化合碳含量允许用金相法评定。
粉末冶金
粉末注射成型粉末注射成型是一项新型近净尺寸成型技术，被用于生产较小尺寸及复杂外形与表面的制品,与传统的加工工艺相比，粉末注射成技术成本优势明显。
目前粉末冶金注射成形零件截面尺寸为25~50mm,长度可达150mm,间单重在0.1g~150g间，所以粉末冶金注射成形适于生产批量大，外形复杂，尺寸小的零件。
⏹PIM结合了粉末冶金与塑料注射成型工艺，用来生产金属、陶瓷制品以及难熔金属部件。
该工艺包括以下4道工序：混料、注射成型、脱脂、烧结。
当注射成型技术应用于陶瓷和金属时，称为陶瓷粉末注射成型(Ceramic Injection Molding，简称CIM)和金属粉末注射成型(Metal Injection Molding，简称MIM)。
⏹原理粉末注射成形是将粉末与粘结剂均匀混合使其具有流动性，在注射挤压机上经一定的温度和压力，注入模具内成形。
⏹这种工艺能够制造出形状复杂的坯块，所得到的坯块经溶剂处理或专门脱除粘结剂的热分解炉后，再进行烧结.其制品的致密度可达95%以上，线收缩率可达15%~25%，再根据需要对烧结制品进行精压，少量加工及表面强化处理等工序,最后可得制品。
⏹陶瓷粉末注射成型技术来源于高分子材料的注塑成型，借助高分子聚合物在高温下熔融、低温下凝固的特性来进行成型的，成型之后再把高聚物脱除。
与传统的陶瓷加工工艺相比，陶瓷粉末注射成型技术要简单的多，能制造出各种复杂形状的高精度陶瓷零部件，且易于规模化和自动化生产，已广泛用于航空、军事、汽车、电子、机械以及医疗器械等工业。
⏹CIM基本工艺包括4个步骤：⏹ 1.粘结剂与陶瓷粉末的混炼2. 成型 3.脱脂 4.烧结⏹其中脱脂是陶瓷注射成型技术⏹金属粉末注射成型技术是在传统的注射成型和粉末冶金工艺的基础上发展起来的一种新型的金属注射成形,已广泛用于电子信息,医疗用具,汽车,航空航天等各领域.⏹注射成型工艺，特别适合于大批量生产小型、复杂的高密度金属或金属化合物的制品，扩大了粉末冶金技术的应用范围。
粉末冶金成型技术
粉末冶金成型技术粉末冶金成型技术是一种把制备的金属粉末混合成型的现代金属加工技术。
它有可能把任何金属粉末结合成复杂的物体，如构件和复杂的零件等，它不仅可以为生产有特殊形状的零件提供方便，而且可以减少材料的消耗，节省制造时间和成本。
粉末冶金成型技术分为热压成形和冷压成形两种。
热压成形是指把高温粉末压入模具，然后经过压力和高温处理，最后用特殊工艺把模具内的粉末变成给定形状。
冷压成形是指把低温粉末压入模具，然后经过一系列特殊工艺把粉末结合在一起形成一定形状的产品，最后通过高温固化使其变得坚硬。
粉末冶金成型技术不仅可以生产复杂形状的金属零件，而且可以满足生产小批量或单件零件的需求。
典型的应用包括机械零件、航空零件、航天用零件等。
粉末冶金成型技术具有一定的优势，首先，它可以实现复杂零件的加工，这避免了大多数切削加工工艺所面临的技术难题和加工费用的消耗；其次，它可以更有效地实现性能优良的零件，因为贴合技术可以把比普通切削加工技术更少的原料消耗量转变成更多的形状和功能；第三，它还可以在多种金属材料之间制造合金化的零件，并满足不同应用场合的要求。
此外，粉末冶金成型技术还可以在极低温和极高温环境中使用，并可以产生可靠的重复性和准确性，从而提供极低的废品率。
然而，粉末冶金成型技术也存在一些缺点。
正如上文所述，它依赖于模具和高温条件，且受模具形状限制，模具设计和开发费用也较高；对于密度更大的零件，贴合可能较其他方法的成本更高；因为模具的硬度较大，所以它的滑动性能不太好；另外，粉末冶金技术的产品有一定的粗糙性，很难达到高精度要求。
总之，粉末冶金成型技术是一种重要的金属加工技术，可以大大提高零件加工效率并降低成本。
然而，也有一些缺点需要解决，比如模具的高温及耐磨性、模具制造的费用高等，但只要正确使用粉末冶金技术，就能满足企业的实际需求。
粉末冶金工艺
粉末冶金工艺粉末冶金工艺是一种技术和工艺，它利用粉末来形成机械零件和金属结构件。
它可以制造出几乎所有形状、颜色和材料的零件，它的灵活性和可编程性使它成为制造业的有力工具。
粉末冶金工艺已成为金属制造业的主要技术之一，它可以制造出一些高性能的零件和结构件。
粉末冶金技术是一种三维成形技术，可以不需要加工就可以制造出一些复杂的零件。
粉末冶金技术的基本原理是在一定温度和压力下，利用粉末原料经过压实、加热、浸渍等工艺后，制造出机械零件和金属结构件。
这种技术可以制造出一些高性能的零件，这些零件的耐磨性和抗疲劳强度都可以达到很高的水平。
粉末冶金工艺可以分为坯料制备、热成形和表面处理三个主要步骤。
坯料制备是采用精细粉末形成坯料，一般可以采用烧结、压实、改性和表面处理等方法。
热成形是采用凝固剂进行固化，可以采用热固性成形、热压成形或真空固相烧结等方法。
表面处理是通过润滑剂或清洁剂对零件进行清洗、表面处理或润滑，以提高零件的抗腐蚀性和耐磨性。
由于粉末冶金工艺的多样性，可以制造出各种复杂的零件，由于它可以得到较高的精度和阻力，可以用于制造一些高端的零件和部件，如汽车的悬挂零件、飞机的机身零件和发动机部分等。
此外，由于它的可编程性，可以制造出精度更高的零件，用于生产电子和机械设备。
粉末冶金工艺目前已发展成为一种重要的金属加工技术，可以制造出一些高性能的零件和结构件，可以应用到汽车、航空航天、电子电气等众多行业中。
因此，粉末冶金技术受到了越来越多的关注，将在未来发挥更大的作用。
综上所述，粉末冶金工艺是一种重要的金属加工技术，它可以制造出精度更高的零件，用于制造一些高端的零件和部件，是未来金属加工技术的重要方向。
粉末冶金技术的发展有着重要的意义，有助于推动制造业的发展和提高产品的质量，因此，未来粉末冶金技术还将发挥着更大的作用。
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
粉末冶金技术
流、水流)对金属液
流作用的方式不同， 雾化具有多种形式：
平行喷射(气流与金
属液流平行)
垂直喷射(气流或水
流与金属液流互成垂 直方向)
水雾化时，控制好以下条件可以得细粉末：水 的压力高，水的流速、流量大，金属液流直径小， 过热温度高，金属的表面张力和粘度小，金属液流 长度短，喷射长度短，喷射顶角适当等。 控制好以下条件可以得球形粉末：金属表面张 力要大，过热温度高，水的流速低，喷射顶角大， 液流飞行路程长等。
粉末的羰基物热离解法
从气态金属卤化物气相还原制取金属、合金粉末
以及金属、合金涂层的气相氢还原法
从气态金属卤化物沉积制取金属化合物粉末以及
涂层的化学气相沉积法
从过程的实质来看，现有制粉方法大体上可归纳 为两大类，即机械法和物理化学法。
机械法是将原材料机械地粉碎，而化学成分基本
上不发生变化；
物理化学法是借助化学的或物理的作用，改变原
熔体淬火技术(Melt Quenching
Technology或MQT)。
静力学方法
针对通常铸造合金都是在非均匀形核条件下凝
固，因而针对合金凝固过冷度很小的问题，设法 尽管冷速不高但也同样可以达到很大的凝固过冷
提供近似均匀形核的条件。在这种条件下凝固时， 度，从而提高凝固速度。具体实现这种方法的技
炼法相比，性能优越:
高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好，
例如，粉末高速钢、粉末超合金可避免成分的 偏析，保证合金具有均匀的组织和稳定的性能， 同时，这种合金具有细晶粒组织使热加工性大 为改善;
生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶
金法，例如，钨、铝等难熔金属，即使用熔炼 法能制造，但比粉末冶金的制品的晶粒要粗， 纯度要低。
浅谈粉末冶金技术
浅谈粉末冶金技术李进卫【期刊名称】《摩托车技术》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】7页(P40-46)【作者】李进卫【作者单位】【正文语种】中文粉末冶金成形工艺是一项集材料制备与零件成形于一体，节能、节材、高效、最终成形、少污染的先进制造技术，在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用，已经进入当代材料科学的发展前沿。
粉末冶金是一种先进的金属成型技术，是金属及其它粉末通过加工压制成型、烧结和必要的后续处理制成机械零部件和金属制品的高新技术。
其中金属注射成形技术由陶瓷零件的粉末注射成形技术发展而来，也是一种新型的粉末冶金成形新技术。
由于其具有节能、省材、高效、环保等诸多优点，已受到广泛采用，并具有很大的市场潜力和发展前景。
目前粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、低成本方向发展。
粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形，烧结和后处理等工艺过程而制作成的材料。
其工艺过程称为粉末冶金法。
粉末冶金方法起源于公元前3000多年，制造铁的第一个方法实质上采用的就是粉末冶金方法。
而现代粉末冶金技术的发展中有几个重要标志：1）1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展；2）克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难，1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命；3）上世纪30年代成功制取多孔含油轴承，继而粉末冶金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点；4）上世纪40年代出现金属陶瓷、弥散强化等材料；5）上世纪60年代末至70年代初，粉末高速钢、粉末高温合金相继出现；6）利用粉末冶金锻造及热等静压已能制造高强度的零件，向更高级的新材料、新工艺发展。
粉末冶金材料的种类有：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。
粉末注射成形适用的材料主要有：Fe合金、Fe-Ni合金、不锈钢、W合金、Ti合金、Si-Fe合金、硬质合金、永磁合金等。
粉末冶金结构零件讲解
力学关系：
寸
△模冲／△阴模＝3L／D
公 差
D表示阴模型腔的平均径向尺寸，
L表示模冲总长度。
如 何 消 减 尺 寸
公
用精整可改善零件的尺寸公 差，精整是将烧结零件装于 阴模中用模冲施压，即于精 整模具中进行复压。精整的 主要目的是校正烧结时产生 的扭曲变形。
差
粉末冶金结构零件的切削加工
☀ 采用粉末冶金零件的主要目的在于实现少 切削、无切削加工，节能，省材，降低零 件生产成本。粉末冶金零件不像相应的常 规金属零件那样容易切削加工。由于材料 组织中的孔隙导致的断续切削作用，刀具 寿命较短，零件表面粗糙度较差。
粉末冶金结构零件
粉末冶金结构零件
定义：用粉末冶金方法制造的具有一定尺寸精度 并能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷 或在摩擦磨 损条件下工作的烧结零件，又称烧结结构零件 。
方法：在室温，于单轴向刚性模具中压制成形 与随后烧结的零件。
应用：粉末冶金结构零件主要应用 在汽车工业，未来有较好的应用领 用。
粉末冶金结构零件的主要优点
粉末冶金零件材料密度的影响
在粉末冶金结构零件生产中，往往采用复压和二次 烧结来提高零件的材料密度，依照压制——一次烧 结——复压——二次烧结的工艺路线生产结构零件。 用复压与二次烧结、温压可将零件材料密度提高到 普通铁的95﹪左右。
复压与精整相似，复压时施加较高的 压力仅仅是为了增高零件的整体密度， 二次烧结是指复压后再次进行烧结。 经复压与二次烧结的结构零件，由于 材料密度较高，可提高结构零件材料 的强度与韧性。
测定粉末冶金的切削性的标准： 用测定可钻削的孔数来确定切削 性。规定1045钢的值为100，切 削性额定值可由以下公式确定，
切削性额定值=烧结刚钻的孔数∕1045 钢钻的孔数×100
粉末冶金机械零件制造技术专题讲座(连载)
构、 技术 现状有 所 了解 ， 并结 合多 年来举 办技 术培 训 班 的教学 经验 和体 会 ， 专 题 讲 座 重点 将 放 在 开 发 本
专业 学 科 知 识 准 备不 足 ， 础 较 差 ； 粉 末 冶 金 又 是 一 基 而
涌现 出来 并为 国 内水 平 较高 的企业 已在 实践 中成 功
应 用 的 一 些 新 技 术 、 工 艺 ， 烧 结 硬 化 技 术 ， 压 新 如 温
技术 等 给予较 全 面的介 绍 。由于专 题讲 座不 是一本
中颇感 困难 和难 于掌 握分 寸 。现在呈 现在 读者 面前
周 作平 （ ９ ７一） 男 ， 授 。 １３ ， 教
第２ ８卷 第 ５期
周作 平 ： 末冶 金机械零件制造技 术专题讲座 （ 载 ） 粉 连
３３ ９
的写 法 ， 大家是 否认 同 ， 望在 每一 期 刊发 后 听到批 希 评 和 建议 ， 以便 在 后续 撰 写 中不断 进行 修正 。
件 企 业 的 多 年 交 往 ， 企 业 从 业 人 员 的 构 成 、 识 结 对 知
护 气氛装 置 、 处理 技术 等 ， 后 均有 了很大进 展 。尤其 是机 械式 成形压 机 的制 造水 平 ， 括 功 能 、 度 、 包 精 吨 位 、 具模 架 的配 置等 ， 得 了很 大进 展 ， 模 取 为开 发 高 精度 、 复杂 形状结 构件 提供 了物质 基础 。现 在 ， 面对 我 国汽车 等机械 制 造 业飞 速 发 展 ， 对粉 末 冶 金 零件
谈粉末锻造成形工艺在摩托车零部件上的应用(1)
谈粉末锻造成形工艺在摩托车零部件上的应用(1)崔利军【期刊名称】《摩托车技术》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】4页(P49-52)【作者】崔利军【作者单位】【正文语种】中文粉末锻造技术既有粉末冶金成形性能较好的优点，又具有能发挥锻造变形有效地改变金属材料组织和性能作用的特点，使粉末冶金和锻造工艺在生产上取得了新的突破，特别适宜大批量生产高强度、形状复杂的结构零件，粉末锻造工艺方法已经成熟，作为一种精减工序，减少公害和节约资源的合乎时代要求的技术，是一项跨世纪的先进的高新技术。
因此在各工业部门中有大力推广应用的发展前途，值得业内人士的关注。
1 粉末锻造工艺迫切需要大力发展粉末锻造技术是常规的粉末冶金工艺和精密锻造有机结合而发展起来的一项颇具有市场竞争力的少、无切削金属加工方法。
该方法以金属粉末为原料，经过预成形压制，在保护气氛中进行加热烧结及作为锻造毛坯，然后在压力机上一次锻造成形和实现无飞边精密模锻，从而获得了与普通模锻件质量密度相同、形状复杂的精密锻件。
当下，传统的普通模锻和机械加工方法已难以满足当今汽车、摩托车等工业生产中对产品高质量、高精度、高效率、低消耗、低成本的要求。
为此，20世纪40年代德国和美国对铁粉锻造开始进行研究，直到20世纪60年代中期已初步研制成功一种新型的金属塑性成形工艺——粉末锻造，首次锻造出连杆零件。
锻压成型工艺具体指锻造成形与锻造工艺无关，只是图纸或技术要求，要求工件要以锻造工序完成，也就是说无论采用何种锻压工艺，一定要满足图纸和技术要求尺寸。
反过来说图纸和技术要求尺寸是由锻压工序完成。
粉末冶金作为金属零件制造的少无切削工艺，采用模压成形和烧结工艺具有节约材料、提高效率、降低成本的特点，铁铜基粉末冶金零部件在汽车、摩托车及机械零部件上的应用越来越多。
但一般粉末冶金零件在致密性和机械性能上难以达到冶炼钢的水平。
尽管采用了许多新工艺方法，如复压复烧、温压成形等，却很难突破7.7 g/cm3以上的密度水平，且成本大幅提高。
粉末冶金技术
银与还原剂发生反应,生成极小的银颗粒。通过
改变激光强度、搅拌器转速与反应成分,可控制
银粉粒度,在一定程度上也可控制颗粒形状。
8
一、制粉新技术 4.机械化学法生产廉价的纳米粉末 澳大利亚开发出一种机械化学法,可廉价生产 纳米金属粉与陶瓷粉。它采用球磨机来激活化学 反应,使形成极细的纳米金属或化合物晶粒,再分 离与提取微细晶粒。例如机械研磨FeCl3,由钠、 钙或铝将其还原为铁与氯化物的混合物。用适当 洗涤法去除氯化物后,便可得到纳米铁颗粒。
13
二、粉末冶金成型新技术 原理:将粉末装于一个导电 的容器(护套)内,置于高强 磁场线圈的中心腔中。电容 器放电在数微秒内对线圈通 入高脉冲电流,线圈腔中形 成磁场,护套内产生感应电 流。感应电流与施加磁场相 互作用,产生由外向内压缩 护套的磁力,因而粉末得到 二维压制。整个压制过程不 足1ms。 14
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二、粉末冶金成型新技术 许多合金钢粉用动磁压制做过实验,粉末中不 添加任何润滑剂,生坯密度均在95%以上。动磁压 制件可以在常规烧结条件下进行烧结,其力学性能
高于传统压制件。动磁压制适用于制造柱形对称
的近终形件、薄壁管、纵横比高的零件和内部形
状复杂的零件。
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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
热源、施加外力等作用在较短的时间里
使粉体致密化的过程，主要有微波烧结 技术和电火花烧结技术等。
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三、烧结新技术 1.微波烧结技术 微波烧结是通过被烧结粉体吸收微波，将电磁 波能量直接转化成物质中粒子的能量，使其内部产 生热而烧结的方法。它热效率高，可急速升温缩短
烧结时间，加上微波与粒子间的交互作用，降低了
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。
粉末冶金轴承工艺-概述说明以及解释
粉末冶金轴承工艺-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在粉末冶金轴承工艺方面，粉末冶金是一种通过将金属粉末加工成所需形状，再通过烧结等方法将其固化成金属制品的制造技术。
相比传统的轴承制造工艺，粉末冶金轴承具有许多优势。
粉末冶金工艺可以大大降低生产成本、提高材料利用率、改善产品质量等优势。
由于其具有丰富的原材料选择、灵活性和可塑性强的特点，粉末冶金轴承工艺在各个行业中广泛应用，并逐渐取代传统的制造工艺。
粉末冶金轴承工艺目前正处于快速发展的阶段。
随着技术的不断进步和新材料的不断涌现，粉末冶金轴承在性能和应用方面有了显著的提升。
相比传统的轴承制造工艺，粉末冶金轴承具有更高的强度、更好的耐磨性和更长的使用寿命。
此外，粉末冶金轴承还具有更好的耐腐蚀性能和更低的摩擦系数，能够满足不同工作环境下的要求。
粉末冶金轴承工艺的应用前景广阔。
随着工业化的进程和科学技术的不断发展，对于耐磨、耐热、耐腐蚀等性能要求越来越高的轴承产品将会越来越多地采用粉末冶金技术进行制造。
粉末冶金轴承的应用领域包括汽车、机械、航空航天等多个领域，具有广泛的市场前景。
综上所述，粉末冶金轴承工艺具有诸多优势和应用前景。
通过粉末冶金技术，可以制造出更高性能、更具竞争力的轴承产品，满足不同行业对于轴承的需求。
随着技术的不断发展和创新，粉末冶金轴承工艺将不断推动轴承制造业的发展，并在未来取得更大的突破和进步。
1.2 文章结构本文将按照以下的结构进行叙述。
首先，引言部分将概述粉末冶金轴承工艺的重要性和发展背景。
接下来，正文部分将详细介绍粉末冶金的基本原理，包括原理的原理和过程。
然后，我们将探讨粉末冶金轴承相比其他传统轴承的优势和不同之处。
最后，我们将关注粉末冶金轴承工艺的发展历程，介绍目前的应用现状和趋势。
在文章的结尾，我们将向读者展示粉末冶金轴承工艺的应用前景，并对文章进行总结和展望未来的研究方向。
通过这个结构，读者将能够全面了解粉末冶金轴承工艺的相关知识和发展动态。
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设计成能压制成型和脱模的形状。
横向沟槽和退刀槽制品设计示例
这样的零件能不能成型和脱模？
粉末冶金模具示意图
图中所示，外形有滚花网纹的制品应设计为与压制方向平 行的直纹才能成形和脱模。
(3)、应保证模具寿命：
由于铁基烧结结构零件的成型压力一般为600MPa左右，设计 压坯时应避免在压模结构中出现不坚固部位，同时应力求模具 结构简单易于制造。 a）小孔压坯：压制极小孔（直径小于2mm或长度较长、直径
e）带尖角或细窄部分的压坯
模具细窄处强度低，易于在应力集中处断裂，必须将压坯的 尖角处设计成圆角，细窄部位应尽量设计成宽度在1mm以 上，在拐角处应有圆角过渡。
f）圆角和倒角
为了避免模冲出现尖薄边缘，倒角应设计成45°以上，或同时以圆弧过 渡，并有0.2mm的平台，这使得模具具有足够的强度，模冲倒角凸出部
粉末冶金零件设计
——粉末压坯的密度设计
粉末压坯密度大小设计：
一般来说，材料的密度越大，其物理力学性能越高，故常用 密度作为粉末冶金材料的分类标准：
小知识：
温压：在传统的粉末冶金设备上采用特制的温压专用粉末加热系统、粉 末输送系统和模具加热系统，将温压专用粉加热到130-150℃后压制成 坯，再经过后续烧结等处理，制取粉末零件。其密度可达7.25-7.5g/cm3， 其中以7.3g/cm3密度较易实现 液相烧结：通过加入适量的合金元素，提高烧结温度，在烧结过程中产 生一定量的液相，强化烧结，通过液相来填充孔隙，并使烧结产生很大 的收缩，以获得密度大于7.4g/cm3的粉末冶金零件 熔渗：将金属熔体靠毛细管力渗入到多空系统中，从而可以获得密度大 于7.4g/cm3的粉末冶金零件 热锻：将原料粉末用刚性模具或冷静压成型技术预成型，预烧结或经烧 结，在热状态下锻造烧结坯，实现高密度（ ≥7.4g/cm3 ）的粉末冶金 制品的方法
d）字母、数字标志
不同压坯形状压制面的选择：
压制面是指成型时压坯的方向，其对零件的影响至关重要 1、从压制成型过程来看 a）多台阶压坯：考虑到多台阶的补偿装粉，如下图所示， 需要注意：外台阶朝上、内台阶朝下、平端面朝上、小头朝 下的原则
b）带有孔槽的压坯：为了便于压坯脱模，应使孔槽平行于 压制方向； c）带有特殊形状的压坯：一般将难加工或异形的面放在压 制成型的方向，将易加工的结构后续通过机加工实现；
c）孔
零件中位于压制方向，不论多复杂的通孔，都可以单轴向压制，并容易 成型，而对于盲孔，则需要注意：
①、应避免图（a）所示的底面面向凸缘的盲孔形式； ②、图（b）所示的上端盲孔需要较浅，且有脱模斜度，可用带凸起构 型的模冲； ③、图（b）、（c）所示的下端孔可以使用活动芯棒或下模冲成型 ④、图（d）的异形孔虽然可以成型，但改为圆孔会对模具寿命，芯棒 制造、模具精度等有较大提高；
第五章 粉末冶金零件设计
第一节粉末压坯形状设计 第二节粉末压坯密度设计 第三节压坯尺寸及精度设计
1 、粉末压坯形状设计
压坯形状的分类
根据现有粉末成形压机的构造和模架 模具的结构，一般将 能成形的粉末压坯归纳为6种基本类型，如下图：
几种压坯形状汇总
压坯分 类 Ⅰ 阴模 1 上模冲 1 下模冲 1 芯棒 有 /无
Ⅱ
Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
1
1 1 1
1
2 1 2
2
2 3 3
有 /无
有 /无 有 /无 有 /无 有 /无
球面、斜面、螺旋齿等
粉末冶金的压坯形状设计：
制品压坯形状设计是在保证产品使用要求的情况下，从压制 过程（装粉、压制、脱模）、模具寿命、压坯质量等方面来 考虑。
(1)、应满足装粉均匀性要求：
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。
1mm以上
R0.3mm以上
1mm以上
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
R0.25mm以上 R0.3mm以上
(2)、应满足压坯成型及脱模的需要：
一般压坯成型都是沿压坯的轴向进行的，制品是径向的孔、 槽、螺纹和倒锥，通常是不能压制成型的。设计时必须将其
高齿部密度；将内圆弧及锥齿面向上也有助于提高局部的密度；
c）高精度面应在侧面
d）避免锥面压制皱纹：外锥大头朝上，内锥小头朝上；如 图（c）所示，外形用补偿装粉法，内形是用粉末侧向移动 成型法
3、考虑生产条件
简化模具结构：图（a1）方式需要上二下二的模具压制，图 （a2）则可以使用上一下二的方式压制；对于图（b），在 两个台阶相接处有一斜坡，很难解决密度差的问题，如果用 仿形装粉法可以大大降低密度差，且模具结构简单，生产效 率高，报废少
小于3mm）压坯时，芯棒压制时可能弯曲或脱模时被拉长，芯 棒可能会断裂。
b）薄壁压坯：压制薄壁、长零件的模具十分易坏，且模具寿 命很短，一般要求压坯壁厚不小于1.5mm。
c）相切圆压坯，台阶圆相切类制品
单边不得小 于1表面的压坯，其中间部位应有一直带（宽度不得小 于1mm)。对于有拔梢或斜度的压坯,阴模和模冲或芯棒移动 时斜坡相接处塞粉，需要在压制方向上有一长为1mm的平 行面。
2、从保证压坯质量的角度来考虑
a）压坯密度均匀性： 如下图（a）可以提高压坯的密度均匀性；图（b）采用凹 坑向下的方向压制，可以部分地减少凹坑的装粉，有助于改
善密度分布，凹坑越深改善越明显；图（c）凸脐上，因上 模冲下行，压坯上部密度提高以免因凸脐部分少装粉所带来 的密度偏低的不足。
b）提高压坯局部密度：将有螺旋齿的面作为上表面，可以提
的破裂降低到最低程度。
30°
特殊压坯形状设计：
a）凸凹台
高度≤压坯总高度15%的单一凸台和其斜度足够大时，往往可用具有相 应凹形面的整冲成型。用这种成型方法压坯凸台与其余部分密度差较大， 但模具简单，模具与零件费用较低，且轴向尺寸公差较小。（a）设计 改为（b）设计可以使用此法
b）沟槽
在中低密度的零件上任一端都可以压出沟槽 需要符合以下条件： ①半圆形或弧形沟槽深≤压坯总高度的30%； ②矩形沟槽平行于压制方向深度≤压坯总高度的20%