9粉末冶金和陶瓷的制备汇总
粉末冶金生产的基本工艺流程
转贴]粉末冶金生产的基本工艺流程标签：转贴粉末冶金生产基本工艺流程时间：2008-11-26 21:23:53 点击：2803 回帖：0上一篇：[转贴]金属磨损自修复抗磨剂的性下一篇：金相显微镜的外形尺寸图(图)粉末冶金生产的基本工艺流程包括：粉末制备、粉末混合、压制成形、烧结及后续处理等。
用简图表示于图7-1中。
陶瓷制品的生产过程与粉末冶金有许多相似之处，其工艺过程包括粉末制备、成形和致密化三个阶段。
2．1 粉末制备2．1．1 粉末制备粉末是制造烧结零件的基本原料。
粉末的制备方法有很多种，归纳起来可分为机械法和物理化学法两大类。
（1）机械法机械法有机械破碎法与液态雾化法。
机械破碎法中最常用的是球磨法。
该法用直径10~20mm钢球或硬质合金对金属进行球磨，适用于制备一些脆性的金属粉末（如铁合金粉）。
对于软金属粉，采用旋涡研磨法。
雾化法也是目前用得比较多的一种机械制粉方法，特别有利于制造合金粉，如低合金钢粉、不锈钢粉等。
将熔化的金属液体通过小孔缓慢下流，用高压气体（如压缩空气）或液体（如水）喷射，通过机械力与急冷作用使金属熔液雾化。
结果获得颗粒大小不同的金属粉末。
图7-2为粉末气体雾化示意图。
雾化法工艺简单，可连续、大量生产，而被广泛采用。
（2）物理化学法常见的物理方法有气相与液相沉积法。
如锌、铅的金属气体冷凝而获得低熔点金属粉末。
又如金属羰基物Fe(CO)5、Ni(CO)4等液体经180~250℃加热的热离解法，能够获得纯度高的超细铁与镍粉末，称为羰基铁与羰基镍。
化学法主要有电解法与还原法。
电解法是生产工业铜粉的主要方法，即采用硫酸铜水溶液电解析出纯高的铜。
还原法是生产工业铁粉的主要方法，采用固体碳还原铁磷或铁矿石粉的方法。
还原后得到得到海绵铁，经过破碎后的铁粉在氢气气氛下退火，最后筛分便制得所需要的铁粉。
图7-2 粉末气体雾化示意图2．1．2 粉末性能粉末的性能对其成形和烧结过程，及制品的性能都有重大影响，因而对粉末的性能必须加以了解。
粉末冶金与陶瓷材料成型工艺流程讲义
粉末冶金与陶瓷材料成型工艺流程讲义引言粉末冶金和陶瓷材料成型是两种常见的材料加工方法。
粉末冶金工艺是利用金属或非金属粉末作为原料，通过成型、烧结等工序制造金属或合金制品的过程。
陶瓷成型则是利用陶瓷粉末制备陶瓷制品的工艺过程。
本文将分别介绍粉末冶金和陶瓷材料成型的基本工艺流程。
粉末冶金工艺流程粉末冶金工艺流程主要包括原料准备、成型、烧结等步骤。
原料准备原料的选择是粉末冶金过程中的关键。
一般来说，金属或合金的原料需要研磨成粉末形式，而非金属材料则需制备成陶瓷粉末。
原料的选择需考虑到所需制品的性能要求以及成本因素。
成型成型是将粉末制品的形状和尺寸定型的过程。
常用的成型方法包括压制成型和注射成型。
压制成型压制成型是将粉末充填到模具中，然后通过压制的方式使其产生一定的固结力，从而形成所需形状的成品。
压制成型可分为等静压成型和等速压成型两种。
•等静压成型：该方法通过静态压制将粉末充填到模具中，并施加一定的压力，使粉末颗粒形成固结。
常用的等静压成型方法有冷等静压和热等静压。
•等速压成型：该方法通过动态压制的方式将粉末充填到模具中，并施加一定的压力和一定的速度，从而使粉末颗粒形成固结。
常用的等速压成型方法有冷等速压和热等速压。
注射成型注射成型是将粉末与绑定剂混合后注入模具中，然后通过压制或挤出等方式使其形成所需形状的成品。
烧结烧结是粉末冶金过程中最重要的工艺环节之一，通过热处理使粉末颗粒结合成固体制品。
烧结的过程中会发生晶粒长大、密度增加、孔隙减少等现象，从而使制品的力学性能得到提高。
陶瓷材料成型工艺流程陶瓷材料成型工艺流程包括原料准备、成型、干燥、烧结等步骤。
原料准备陶瓷原料需要先进行研磨，使其成为细小的粉末状。
原料的选择需要考虑到所需制品的化学成分以及特定的工艺要求。
成型陶瓷材料的成型方法多种多样，包括压制成型、注射成型、挤出成型等。
选择合适的成型方法取决于所需制品的尺寸、形状等因素。
压制成型陶瓷材料的压制成型与粉末冶金中的压制成型类似，将陶瓷粉末充填到模具中，并施加一定的压力使其固结成型。
粉末冶金与陶瓷材料的成型工艺技术
粉末冶金与陶瓷材料的成型工艺技术粉末冶金是一种重要的材料成型技术，它通过将金属或非金属粉末在高温下压制成形，进而得到各种金属零件和陶瓷材料。
粉末冶金不仅可以制造出形状复杂的零件，还能够获得优良的材料性能，因此被广泛应用于汽车、航空、航天等工业领域。
粉末冶金的成型工艺技术主要分为两个步骤：粉末的制备和成型。
首先是粉末的制备。
粉末冶金所需的粉末通常通过机械研磨、化学反应、气相沉积等方法制备而成。
机械研磨是最常用的方法，它通过将金属块或合金块放入球磨机中与磨料球一起进行高速旋转，使金属块逐渐研磨成粉末。
化学反应法利用化学反应生成粉末，例如气相法将金属气体于高温下反应生成粉末。
制备好的粉末应具备一定的粒度、形状和分布以满足成型的需求。
其次是成型工艺技术。
成型是将粉末压制成所需形状的过程。
常用的成型工艺有冷压成型、等静压成型和注浆成型等。
冷压成型是最简单的成型方法，它通过将粉末放置在模具中，然后在模具上施加压力，使粉末紧密结合成形。
但冷压成型得到的零件强度较低，通常需要进行后续的烧结工艺。
等静压成型是常用的粉末冶金成型方法。
它通过在模具中施加等压力，使粉末均匀密实地填充模具，然后通过高温烧结使粉末颗粒结合成致密的金属材料。
等静压成型可以获得高密度、高强度的零件，适用于制造各种金属零件。
注浆成型是粉末冶金的一种新型成型工艺。
它通过在模具中注入粉末与流体混合物，然后通过高压使混合物注入模具的空隙中，最后再进行烧结。
注浆成型可以制造出形状复杂的零件，并且具有较高的密度和强度。
总之，粉末冶金是一种重要的材料成型技术，它通过粉末的制备和成型工艺来制造各种金属零件和陶瓷材料。
不同的成型工艺可以得到不同性能的材料，所以在应用中需要根据具体要求来选择合适的成型工艺。
粉末冶金是一种重要的材料成型技术，其广泛应用于汽车、航空、航天等众多领域。
通过将金属或非金属粉末在高温下压制成形，可获得形状复杂且性能优良的材料。
下面将进一步探讨粉末冶金与陶瓷材料的成型工艺技术。
粉末冶金与陶瓷材料的成型工艺PPT文档共68页
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
粉末冶金与陶瓷材料的成型工艺
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
金属陶瓷材料的制备及其应用
金属陶瓷材料的制备及其应用一、引言金属陶瓷材料作为一类新型复合材料，其独特的结构和性能使其在多个领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍金属陶瓷材料的制备方法和应用领域，以期为其研究和应用提供一定的参考和启示。
二、金属陶瓷材料的制备方法1.粉末冶金法该方法是以金属和氧化物粉末为原料，在高温下进行反应和烧结制备而成。
其中，金属粉末是填充材料，氧化物粉末是增强材料，通过粉末混合、压制、烧结等工艺步骤进行制备。
这种方法的优点是可以控制材料的组成和结构，缺点是制备成本较高。
2.溶胶–凝胶法该方法是将金属含有的化合物和有机物等混合在一起，形成凝胶体系，在高温下进行焙烧和烧结，制备出金属陶瓷材料。
该方法制备的金属陶瓷材料具有高的密度和均匀的组织结构，但制备时间较长。
3.化学镀法该方法是将合成的金属溶液浸入陶瓷基体中，使用化学反应在基体表面沉积金属层。
该方法制备的金属陶瓷材料组织均匀，但是粘附力较差，易剥离；同时制备工艺复杂。
4.超临界流体法该方法是在超临界状态下，将金属和陶瓷原料导入反应器中，制备出金属陶瓷材料。
该方法制备时间短，但制备设备和操作难度较大。
三、金属陶瓷材料的应用领域1.航空航天领域金属陶瓷材料由于其优异的力学性能和高温抗氧化性能，在航空航天领域得到广泛应用。
比如，用于航空发动机的涡轮叶片、加力燃烧室件等高温零部件。
2.汽车工业领域金属陶瓷材料的高强度和高耐磨性能，使其成为汽车发动机部件的理想材料。
比如，在汽车缸套内涂覆金属陶瓷涂层，可以提高缸套的耐磨性和降低摩擦系数。
3.医疗应用领域金属陶瓷材料具有生物相容性良好的特点，可以用于人工骨头、牙齿和骨骼修复等医疗领域。
比如，人工髋关节、人工牙齿等。
4.电子信息领域金属陶瓷材料具有良好的导电性能和电磁屏蔽性能，广泛应用于电子信息领域。
比如，核心材料、电子元器件的制造等。
四、结论金属陶瓷材料作为一类具有广泛发展前景的新型复合材料，其制备方法和应用领域十分多样化。
特种陶瓷的制备方法
特种陶瓷的制备方法
特种陶瓷是指具有特殊功能和性能的陶瓷材料，常用于高科技领域。
其制备方法主要包括以下几种：
1. 粉末冶金法：将陶瓷原料粉末混合后，在高温下通过压制和烧结等过程将其固化成块状材料。
常见的方法有热等静压、冷等静压、热等静压烧结等。
2. 溶胶-凝胶法：将陶瓷前驱体通过溶胶-凝胶过程进行制备。
首先将溶胶中的金属离子或无机化合物通过水解、缩聚或聚合等反应形成凝胶，然后通过热处理将凝胶转化为陶瓷材料。
3. 化学气相沉积法：通过将气体中的化学物质在高温下分解反应，使分解产物沉积在基底表面形成陶瓷薄膜。
常见的方法有化学气相沉积、热分解和物理气相沉积。
4. 电化学沉积法：在电化学工作电极上通过电化学反应将金属离子还原成金属沉积在基底上形成陶瓷薄膜。
通常包括电化学沉积、电化学离子共沉积等方法。
5. 激光烧结法：利用高能激光束对陶瓷粉末进行加热和烧结，使其瞬间熔融并结合成致密的陶瓷材料。
该方法具有快速、高效、精密的特点，适用于制备复杂形状和高精度的特种陶瓷。
以上是常见的特种陶瓷制备方法，不同方法适用于不同的特种陶瓷材料和要求。
在实际应用中，通常会根据具体需求选择合适的制备方法。
粉末冶金材料及制备技术
粉末冶金材料及制备技术概述粉末冶金是一种重要的材料制备技术，利用粉末作为原料，通过烧结、热压等工艺将粉末颗粒组装成致密体或复杂形状的零件。
粉末冶金材料因其独特的微观结构和优异的性能，被广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
本文将介绍粉末冶金材料的基本特点，制备工艺以及应用领域。
粉末冶金材料的特点粉末冶金材料具有以下几个特点：1.化学均匀性：粉末冶金材料由单一原料粉末组成，保持了原料的化学均匀性，避免了其他制备工艺中容易出现的成分偏析问题。
2.孔隙率可控：通过调整粉末的颗粒大小和形状，以及制备工艺中的烧结、热压参数，可以控制材料的孔隙率。
这对于某些应用中需要具有特定孔隙结构的材料十分重要。
3.致密且均匀：粉末冶金材料的制备过程中，粉末颗粒会经历烧结或热压等工艺，使得颗粒之间发生固化，形成致密的材料结构。
同时，由于粉末冶金材料的制备过程是固相制备，因此几乎没有晶粒长大的问题，材料的晶界均匀性较好。
4.组织可控：粉末冶金材料的组织可以通过调整原料粉末的物理性质、添加外加剂以及制备工艺来进行调控。
这使得粉末冶金材料可以具备多种特殊的组织结构，如纳米晶材料、金属陶瓷复合材料等。
粉末冶金材料的制备技术粉末冶金材料的制备技术主要包括粉末制备和粉末冶金工艺。
粉末制备粉末冶金材料的制备首先需要粉末的制备。
常见的粉末制备方法包括：1.机械法：通过机械碾磨或球磨等机械力的作用，将原料材料研磨成粉末。
2.化学法：通过化学反应使得原料形成沉淀或气体生成，再进行沉淀或气体的分离和干燥，得到粉末。
3.物理法：包括气相凝聚法、电解法、热气法等，通过物理方法将原料转化为粉末。
粉末冶金工艺粉末冶金工艺是将粉末颗粒进行组装和固化的过程，常见的工艺包括：1.烧结：将粉末颗粒加热至接近熔点的温度，使得颗粒之间发生结合，形成致密体。
2.热压：在高温和高压条件下对粉末进行压制，使颗粒之间发生固化，形成致密体。
3.注射成形：将粉末和有机粘结剂混合后，通过注射成形的方式进行制备，形成绿体后再进行烧结。
粉末冶金和陶瓷的制备汇总课件
高温陶瓷制备工艺
01
02
03
04
高温合成
在高温条件下，通过固相反应 或熔融反应合成陶瓷材料。
烧结工艺
采用高温烧结炉，在高温下对 陶瓷原料进行烧结，促进颗粒
之间的结合。
热压工艺
在高温和压力的作用下，将陶 瓷原料压制成制品，可缩短烧 成时间并提高制品致密度。
熔融工艺
将陶瓷原料加热至熔融状态， 再冷却固化得到陶瓷制品。
新型陶瓷制备工艺
化学气相沉积（CVD）
利用化学反应将气体中的元素沉积在基体上 形成陶瓷膜。
溶胶-凝胶法
通过溶胶凝胶化反应将前驱物转化为陶瓷材 料。
物理气相沉积（PVD）
利用物理方法将气体中的元素蒸发并沉积在 基体上形成陶瓷膜。
3D打印技术
利用3D打印设备将陶瓷粉末逐层堆积成型 ，制备出具有复杂形状的陶瓷制品。
06 未来发展趋势与挑战
新材料研发
高性能复合材料
环境友好材料
通过优化材料成分和微观结构，提高 材料的综合性能，满足各种复杂应用 场景的需求。
开发低成本、低能耗、低碳排放的绿 色环保材料，减少对环境的负面影响 。
智能材料
研究具有自适应、自修复、记忆等功 能的材料，拓展其在传感器、执行器 、结构健康监测等领域的应用。
航空航天
高性能粉末冶金和陶瓷材 料在航空航天领域的应用 将进一步拓展。
新能源
粉末冶金和陶瓷材料在新 能源领域，如太阳能、风 能等，具有广阔的应用前 景。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
粉末冶金具有材料利用率高、产 品性能优异、可加工复杂形状等
特点。
粉末冶金可以制备传统熔炼方法 难以制备的高熔点材料、难熔金
9粉末冶金和陶瓷的制备
图1 粉末冶金材料或制品的工艺流程
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
4
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 。即使是一种粉料，为了保证压坯的质量，可能需要 多种不同粒度的粉末均匀混合。由于产品最终性能的 需要或成形过程的要求，上述粉末原料在成形之前都 要经过一些预处理。预处理包括粉末退火，筛分、混 合、制粒、加润滑剂等。
粉末冶金的设计考虑
设计原则：
1. 压制的形状必须尽可能的简单均匀。尖锐的轮廓、过薄的截面、厚度 的变化和高的长径比应该避免。 2. 必须提供从模具中退出压实坯件而不损坏坯件的通路；例如，孔洞或 凹壁应与推出机构的行程平行。还应设计斜度，以避免沿压实件的边缘 和拐角形成碎屑。 3. 与大多数其它加工工艺一样，为了提高工具和模具寿命及降低生产成 本，粉末冶金零件也应该在满足其应用要求的前提下有尽可能大的尺寸 公差。 4. 粉末冶金烧结零件的尺寸公差通常控制在±0.005-0.1mm；通过附加 工艺如，机加工、磨削等可以大幅度提高尺寸精度。
其压实成连续的坯料。
轧制成型的粉末冶金制品通常是 截面形状较为简单的带状或板状。
粉末轧制成型示意图
烧结
材料 铜及铜合金 铁及羰基铁粉 镍 不锈钢 永磁合金 氧化铁粉 碳化钨 钼 钨 钽
温度 (° C) 760–900 1000–1150 1000–1150 1100–1290 1200–1300 1200–1500 1430–1500
陶瓷的制备
25
粉末冶金陶瓷实验报告
粉末冶金陶瓷实验报告实验目的：本实验旨在通过粉末冶金的方法制备陶瓷材料，并对其性能进行测试和分析，以评估其在实际应用中的潜力。
实验原理：粉末冶金是一种制备块体材料的常见方法，该方法利用粉末颗粒之间的结合来形成固体。
在本实验中，我们使用了粉末冶金技术来制备陶瓷材料。
具体步骤如下：1. 准备所需陶瓷材料的粉末。
2. 将粉末填充到模具中，并施加压力以使粉末颗粒结合。
3. 将模具中的粉末样品进行烧结，以形成坚固的陶瓷材料。
实验步骤：1. 首先，准备所需的陶瓷粉末，并确保其具有所需的化学成分和颗粒尺寸分布。
2. 将粉末填充到模具中，可以使用手动或自动的方式，确保填充均匀。
3. 施加适当的压力来使粉末颗粒结合，可以使用压力机或其他适用的设备。
4. 可选步骤：如果需要更高的致密度，可以进行再压制步骤，并施加更高的压力。
5. 将填充好的模具置于炉中进行烧结。
烧结温度和时间根据具体材料来确定。
6. 完成烧结后，取出样品，进行冷却。
7. 对制备的陶瓷材料进行必要的性能测试和分析，例如密度、硬度、抗弯强度等。
实验结果：根据对制备的陶瓷材料进行的性能测试和分析，可以确定其物理和力学性能。
例如，根据密度测试，我们可以计算出材料的相对致密度。
使用硬度测试仪可以测量材料的硬度。
通过弯曲试验，可以测量材料的抗弯强度。
通过这些测试，可以评估材料的质量，并将其与其他陶瓷材料进行比较。
讨论与结论：通过粉末冶金的方法制备的陶瓷材料具有独特的特性和潜力。
根据实验结果，我们可以评估材料的性能，并与其他材料进行比较。
此外，当我们控制原料的选择、粒度分布、压力施加和烧结参数时，可以改变材料的性能。
通过进一步的实验研究，我们可以进一步优化制备步骤和工艺参数，以获得理想的陶瓷材料。
参考文献：[1] Ristic M. H., et al. (2013) Powder Metallurgy of Ceramics.[2] German R.M. (1998) Powder Metallurgy and Particulate Materials Processing.附录：实验数据表格附：图表附：实验记录。
粉末冶金重点总结
绪论概念：粉末冶金是一种制取金属粉末，以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〕制成制品的工艺。
由于其生产工艺与陶瓷的生产工艺在形式上类似，又被称为金属陶瓷法。
粉末冶金的特点：1. 粉末冶金相对于铸造精细度高，能防止或者减少偏析、机加工大等问题，而且有少、无切屑的特点，节约材料。
2. 粉末冶金能实现一些熔铸难以加工甚至不能加工的材料。
如多空材料、陶瓷、假合金，还有一些高熔点金属。
而且有可能制取高纯度的材料而不给材料带来污染。
3. 粉末本钱较高，制品的大小形状受一定限制，烧结件韧性较差。
1.粉末制备方法的几点知识：① 从过程的实质来看，大体上可以归纳为两大类，即物理机械法和物理化学法② 从工业规模而言，应用最广泛的是复原法、雾化法和电解法，而气相沉淀法和液相沉淀法在特殊应用时亦很重要。
③ 从材质范围来看，不仅使用金属粉末、 也使用合金粉末、金属化合物粉末；④ 从粉末外形来看，要求使用各种形状的粉末，如生产过滤器时，就要求球形粉末；⑤ 从粉末粒度来看，要求各种粒度的粉末，从粒度为500~1000um 的粗粉末到粒度小于0.1um 的超细粉末。
2.制粉方法：① 固态下制取粉末的方法包括：〔1〕从固态金属与合金制取金属与合金粉末的 有机械粉碎法和电化腐蚀法〔2〕从固态金属氧化物及盐类制取金属与合金粉末的有复原法；从金属和非金属粉末、金属氧化物和非金属粉末制取金属化合物粉末的有复原-化合法。
.② 在气态制备粉末的方法包括：〔1〕从金属蒸气冷凝制取金属粉末的蒸气〔2〕从气态金属羟基物离解制取金属、合金以及包覆粉末的羟基物热离解法; 冷凝法；③ 在液态下制备粉末的方法包括：〔1〕从液态金属与合金制备金属与合金粉末的雾化法；〔2〕从金属盐溶液置换和复原金属、合金以及包覆粉末的置换法、溶液氢复原法；〔3〕从金属盐溶液电解制金属与合金粉末的水溶液电解法；从金属熔盐电解制金属和金属化合物粉末的熔盐电解法。
粉末冶金工艺陶瓷制品制备的流程
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1. 原料粉末制备。
选择符合陶瓷制品性能要求的高纯度原料粉末。
粉末冶金与陶瓷材料的成型工艺
水分是泥团出现可塑性的必要条件。泥团中 水分适当时才能呈现最大的可塑性，如图7-7所 示。
（1）金属粉末的合成方法 1）还原法(Reduction Method) 还原法的基本原理就是所使用的还原剂对氧的亲和
力比相应金属对氧的亲和力大，因而能够夺取金属氧 化物中的氧而使金属被还原出来。
2）雾化法(Atomization Method) 雾化法生产金属和合金粉末就是利用高压气体（空 气、惰性气体）或高压液体（通常是水）通过喷嘴作 用于金属液流使其迅速地碎化成粉末。 3）电解法(Electrolysis Method) 电解法既可以在水溶液中进行，也可以在熔盐状态 下进行。
（1）密度的变化 （2）强度的变化 （3）坯体中压力的分布 图7-3为单面加压是坯体内部压力分布情况 。
第一节 粉体成型原理
2. 影响坯体密度(Density)的因素
（1）成型压力 压制过程中，施加于粉料上的压力主要消耗在以下二
方面： 1）克服粉料的阻力P1，称为净压力。 2）克服粉料颗粒对模壁摩擦所消耗的力P2，称为消
粒度是指粉料的颗粒大小，通常以颗粒半径r 或直径d表示。粒度分布是指多分散体系中各种 不同大小颗粒所占的百分比。
第一节 粉体成型原理
2. 颗粒的形态与拱桥效应
人们一般用针状、多面体状、柱状、球状等来 描述颗粒的形态。
粉料自由堆积的空隙率往往比理论计算值大得 多，就是因为实际粉料不是球形，加上表面粗糙 图表，以及附着和凝聚的作用，结果颗粒互相交 错咬合，形成拱桥型空间，增大了空隙率。这种 现象称为拱桥效应（见图7-1）。
粉末冶金与陶瓷材料成型工艺流程讲义
粉末冶金与陶瓷材料成型工艺流程讲义一、引言粉末冶金是一种利用金属或非金属粉末为原料，经过混合、成型和烧结等工艺制备制品的技术。
在粉末冶金中，成型工艺流程起着至关重要的作用，它决定了最终制品的形状和性能。
而在陶瓷材料的加工中，成型也是一个重要的步骤。
本讲义将介绍粉末冶金和陶瓷材料成型的工艺流程。
二、粉末冶金成型工艺流程粉末冶金成型工艺流程主要包括：粉末混合、成型和烧结三个步骤。
2.1 粉末混合粉末混合是将不同原料的粉末按照一定的比例混合均匀的过程。
混合粉末的目的是将不同的元素、合金粉末或增强剂混合在一起，以获得所需的材料性能。
常用的混合方法有机械混合和湿法混合。
机械混合是通过球磨机、搅拌机等设备将粉末进行混合，而湿法混合则是将粉末与粘结剂混合后进行干燥。
2.2 成型成型是将混合后的粉末按照一定的形状、尺寸和密度进行成型的过程。
常用的成型方法有挤压成型、注压成型和压坯成型。
挤压成型是将粉末充填至挤压机的模具中，利用挤压机将粉末进行加压，使其形成所需的形状。
注压成型是将粉末混合物注入注压机中，通过压力将粉末注入模具中，然后进行加压成型。
而压坯成型则是将粉末放入模具中，通过机械或液压的方式用压力将粉末成型。
2.3 烧结烧结是粉末冶金成型工艺中的最后一个步骤。
烧结可以提高材料的密度和机械性能，使得粉末颗粒之间产生结合作用。
烧结过程中，粉末内部会发生相互扩散和结合的变化，从而形成固体产品。
烧结温度和时间是烧结过程中的两个重要参数，需要根据材料的性质来确定。
三、陶瓷材料成型工艺流程陶瓷材料的成型工艺流程与粉末冶金类似，也包括混合、成型和烧结三个步骤。
3.1 混合陶瓷材料的混合过程与粉末冶金的混合过程类似，都是将不同的原料按照一定的比例混合均匀。
不同的是，陶瓷材料的原料一般是粉末状的无机物，如氧化物、碳化物和氮化物等。
混合的目的是将不同的材料混合在一起，以获得所需的陶瓷组分。
3.2 成型陶瓷材料的成型方法有很多种，常见的有干压成型、注塑成型和注浆成型等。
粉末冶金与陶瓷材料的成型工艺
粉末冶金与陶瓷材料的成型工艺引言粉末冶金是一种以金属粉末或陶瓷粉末为原料，通过成型和烧结等工艺制备金属或陶瓷制品的方法。
在这个过程中，成型过程是至关重要的一步，它决定了最终产品的形状和性能。
本文将介绍粉末冶金与陶瓷材料的成型工艺，包括传统的成型方法和现代的先进成型方法。
传统的成型方法1. 压制成型压制成型是最常见的粉末冶金与陶瓷材料成型方法之一。
它通过将粉末填充到模具中，然后施加压力使其紧密结合，形成所需形状的产品。
这种方法适用于制备简单形状的产品，如圆柱体、板材等。
常见的压制成型方法包括冷压、热压和等静压。
2. 注浆成型注浆成型是一种适用于制备复杂形状的粉末冶金与陶瓷材料成型方法。
它通过将粉末与液体（通常是水或有机溶剂）混合，形成浆料后注入模具中。
然后，将浆料中的液体逐渐去除，以形成固体产品。
这种方法可以制备具有较高密度和细致结构的产品。
3. 筛选成型筛选成型是一种简单而有效的粉末冶金与陶瓷材料成型方法。
它通过在筛网上铺装粉末，并将振动力传递到筛网上，使粉末通过筛孔落入下方的模具中，形成产品的方法。
这种方法适用于制备粒度较粗的产品。
现代的先进成型方法1. 注射成型注射成型是一种以粉末与粘结剂混合后经过注射机注入模具中，并经过固化和脱结剂的处理，最终形成产品的粉末冶金与陶瓷材料成型方法。
它能够制备具有复杂形状和优良性能的产品。
注射成型可以使粉末的分散性得到改善，进一步提高制品的密度和强度。
2. 立体打印立体打印是一种先进的粉末冶金与陶瓷材料成型方法。
它通过控制液体粘结剂喷头的位置和喷射速度，将粉末逐层喷射到制品的预设位置上，最终形成产品。
立体打印具有制备复杂形状产品的优势，能够实现个性化定制和快速制造。
3. 真空热压成型真空热压成型是一种粉末冶金与陶瓷材料成型方法，它通过在真空环境下，施加高温和高压来烧结和固化粉末，形成产品。
真空热压成型能够提高制品的密度和强度，并且可以制备出具有良好耐腐蚀性和高温性能的产品。
粉末冶金粉体常见的制备方法及综述
粉末冶金粉体常见的制备方法及综述摘要：粉末冶金新技术、新工艺的不断出现，必将促进高技术产业的快速发展，也必将带给材料工程和制造技术光明的前景。
目前，我国粉末冶金行业整体技术水平低下、工艺装备落后，与国外先进技术水平相比存在较大差距。
本文介绍了粉末冶金粉体的制备方法，包括物理方法和化学方法，并从两大类别来细分出不同的制备方法。
物理法包括粉碎法个构筑法，化学法包括溶液反应法（沉淀法）、水解法、气相法应法及喷雾法等，其中，溶液反应法（沉淀法）、气相法应法及喷雾法目前在工业上已大规模用来制备微米、亚微米及纳米材料。
关键词：粉末冶金；粉体；气相法；液相法；水解法Abstract: the powder metallurgy of new technology, new technology of appear constantly, will promote the rapid development of high technology industry, and will bring materials engineering and manufacturing technology bright future. At present, our country powder metallurgyindustry overall technical level is low, the craft is equipped with advanced foreign technology behind, there is a big gap between than level. This paper introduces the preparation method of powder metallurgy powder, including physical method and chemical method, and from two large categories to segment a different method of preparation. Physical method including FenSuiFa a building method, chemical method including reaction method (precipitation) solution, hydrolysis method, gas phase method shall method and spray method, among them, the reaction method (precipitation) solution, gas phase method shall method and spray method at present in industry already mass used to prepare microns, and micron and nanometer materials.Key Words:Powder Metallurgy;Powder;Gas Phase Method;Liquid Phase Method;Hydrolysis Method一、引言粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。
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粉末冶金的生产过程
4、 后处理 经过烧结后，大部分制品已可使用。但对一些尺寸精度要求严格
，或对使用性能有特殊要求的制品还需进行后处理。后处理有多种 方式，如精整、浸油、机加工、热处理和电镀等。锻造也可用来对 粉末冶金制品进行后处理。
粉末冶金的生产过程
2、成形 成形分模压成形和特殊成形两大类。
模压成形就是将预处理良好的粉末按一定量(体积或重量)装入精密模具，用压 力机压成所希望的形状和尺寸的压坯。
在压制过程中，粉末与粉末、粉末 与模壁之间摩擦的存在，造成了压 力分布的不均匀，因而使得压坯各 部分的密度和强度分布也不均匀。
模压成形因受压机能力和压模设计 的限制，压坯的尺寸较小，单重较 轻，形状也较简单。
•粉末冶金法可直接将金属粉末制成成品或接近成品的最终形状和尺寸的制品，因 而不需要或只需很少的切削加工，可节约金属材料，提高劳动生产率。
粉末冶金的技术经济特点
事物总是一分为二的，粉末冶金作为一种先进的工艺技术在应 用上也存在一些不足之处。例如，粉末的成本较高，粉末冶金 制品的尺寸和形状也受到限制等。随着粉末冶金技术以及相关 技术的发展，这些不足正在逐步解决。粉末冶金必将在国民经 济的发展中发挥愈来愈大的作用。
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粉末冶金的技术经济特点
1) 能生产用普通熔炼法无法生产的具有特殊性能的材料
• 能控制制品的孔隙度，生产多孔材料。适当地选择和控制粉末粒 度、压制压力、烧结温度和时间等参数，或在原料粉中预先混入一 定量低熔点金属粉末或在低温下易挥发的有机物粉末，即能得到质 量均匀的多孔材料。这种多孔材料可用作含油轴承，广泛地应用在 汽车、家庭电动设备等方面。
图1 粉末冶金材料或制品的工艺流程
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
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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 。即使是一种粉料，为了保证压坯的质量，可能需要 多种不同粒度的粉末均匀混合。由于产品最终性能的 需要或成形过程的要求，上述粉末原料在成形之前都 要经过一些预处理。预处理包括粉末退火，筛分、混 合、制粒、加润滑剂等。
特殊成形方法，比如，等静压成形，连续成形， 无压成形，高能成形等。
在以上诸多成 形方法中，模 压成形仍然占 主导地位。
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粉末冶金的生产过程
3、烧结 成形后的粉末毛坯还不具备应有的物理、机械性能，还不能直接使用。粉末毛坯必
须在适当的温度和气氛中受热，发生一系列物理和化学的变化，使粉末颗粒的聚集体 变成为晶粒的聚集体，从而获得所需的物理、机械性能，成为可用的制品或材料。这 个过程称之为烧结。烧结对最终产品的性能起着决定性的作用，是粉末冶金生产过程 中最重要的工序之一。
用还原剂还原金属氧化物或 盐类，使其成为粉末
较低熔点的金属
金属氧化物或卤族化合 物
在溶液或熔盐中，通入直流 电，使金属离子重新获得外 层电子，变成金属粉末
金属与CO,H2或Hg作用,生 成化合物,加热后分解出 CO,H2或Hg,制得金属粉末
用活性(负电性)大的金属， 置换活性小的金属离子制得 粉末
金属盐类
粉末冶金和陶瓷的 制备
——材料加工工程
在前面的章节中，所涉及到的都是液态或固态材料，本章 所要讨论的则是粉末材料。粉末冶金((Powder Metallurgy， P/M)是材料加工工程学科的一个分支，是制取金属粉末或以金 属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)为原料，经成形和 烧结，制成各种金属或金属—非金属材料和制品的工艺技术。 粉末冶金与陶瓷生产有许多相似之处。因此也被称为金属陶瓷 法。粉末冶金材料或制品的生产工艺流程见图1。
• 使互不相溶的金属—金属或金属—非金属组合成具有特殊性能的材 料。例如铜—石墨、银—石墨电刷材料，钨—铜假合金型电触头材料 等。
• 能生产各种复合材料。例如，由难熔化合物和金属组成的硬质合 金和金属陶瓷、弥散强化复合材料、纤维强化复合材料等。
粉末冶金的技术经济特点
2) 生产出的材料性能更优越
• 高合金粉末冶金材料，如粉末高速钢、粉末超合金材料，可避免成分偏析，组织 均匀，晶粒细小，性能稳定，因而热加工性能也大为改善。
• 可生产难熔金属材料或制品。现代科学技术虽已发展到很高水平，但材料如果熔 点过高，在工业上熔化仍有困难。目前，适于熔炼法生产的金属熔点约在2000℃ 以下，金属及碳化物一般均须依靠粉末冶金法制取。最近，等离子喷射法可以得 到10000℃以上的高温，使难熔金属的熔化成为可能。但是，与熔液不起化学反应 ，而自身也不熔化的耐火材料容器尚未制成，因而熔炼法制取难熔金属还存在许 多困难。
能 与 CO，H2 或 Hg 生 成 化合物的金属 较贵重的金属
颗粒
粉末生产方法
颗粒形状 粉末生产方法颗形状来自粒形状
球形
气相沉积,液相沉 树枝状 淀
水溶液电解
与
粉
近球形 气体雾化,置换(溶 不规则形 水雾化,机械粉碎,化学
末
液)
沉淀
生
产
方
多角形 机械粉碎
法
多 孔 海 绵 金属氧化物还原 状
的
关
片状
塑性金属机械研 碟 状
金属旋涡研磨
系
磨
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。
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金 属 粉 末 的 生 产 方 法
生产方法
简要说明
应用范围
固
球
体
磨
机粉
械碎
研
法
磨
液
雾
体
化
粉法
碎
还原法
物 电解法
理
化
学 法
热离解法
化学置换法
通过滚动或振动筒的运动， 脆性金属及合金 使球撞击物料，粉碎成粉末
用气流或液流，带动物料颗 脆性、韧性金属丝或小
粒相互碰撞摩擦而成粉末
块边角余料
用高压气体、高压液体或高 速旋转的叶片，将熔融金属 打散成雾状液滴，冷却后成 粉末