粉末冶金原理知识要点

1粉末冶金的特点：

粉末冶金在技术上和经济上具有一系列的特点。

从制取材料方面来看，粉末冶金方法能生产具有特殊性能的结构材料、功能材料和复合材料。(1)粉末冶金方法能生产普通熔炼法无法生产的具有特殊性能的材料：

1)能控制制品的孔隙度；

2)能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果，生产各种特殊性能的材料；

3)能生产各种复合材料；

(2)粉末冶金方法生产的某些材料，与普通熔炼法相比，性能优越：

1)高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好；

2)生产难熔金属材料和制品，一般要依靠粉末冶金法；

从制造机械零件方面来看，粉末冶金法制造的机械零件时一种少切削、无切削的新工艺，可以大量减少机加工量，节约金属材料，提高劳动生产率。

总之，粉末冶金法既是一种能生产具有特殊性能材料的技术，又是一种制造廉价优质机械零件的工艺。

2粉末冶金的工艺过程

（1）生产粉末。粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成型性和可塑性通常加入汽油、橡胶或石蜡等增塑剂。

（2）压制成型。粉末在500~600MPa压力下，压成所需形状。

（3）烧结。在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。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。

（4）后处理。一般情况下，烧结好的制件可直接使用。但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。

现代粉末冶金的主要工艺过程

生产粉末

制坯

烧结

3、粉末冶金发展中的三个重要标志：

第一是克服了难熔金属（如钨、钼等）熔铸过程中产生的困难

第二是本世纪30年代用粉末冶金方法制取多孔含油轴承取得成功

第三是向更高级的新材料新工艺发展。

4、怎样理解“粉末冶金技术既古老又年轻”

粉末冶金是一项新兴技术，但也是一项古老技术。根据考古学资料，远在纪元前3000年左右，埃及人就在一种风箱中用碳还原氧化铁得到海绵铁，经高温锻造制成致密块，再锤打成铁的器件。3世纪时，印度的铁匠用此种方法制造了“德里柱”，重达。 19世纪初，相继在俄罗斯和英国出现将铂粉经冷压、烧结，再进行热锻得致密铂，并加工成铂制品的工艺·19世纪50年代出现了铂的熔炼法后，这种粉末冶金工艺便停止应用，但它对现代粉末冶金工艺打下了良好的基础。

直到1909年库利奇(W. D. Coolidge)的电灯钨丝问世后，粉末冶金才得到了迅速的发展。

5、粉末冶金在现代工业中的应用情况

高性能结构材料、金属陶瓷、超导材料、非晶态材料、纳米材料、复合材料、多孔材料

粉末冶金在解决材料领域问题的范围是很广泛的。就材料成分而言，有铁基粉末冶金、有色金属粉末冶金、稀有金属粉末冶金等。就材料性能而言，既有多孔材料，又有致密材料；既有硬质材料，又有很软的材料，既有重合金，也有很轻的泡沫材料；既有磁性材料，也有其他性能材料。就材料类型而言，既有金属材料，又有复合材料。复合材料广义地说，包括金属和金属复合材料、金属和非金属复合材料、金属陶瓷复合材料、弥散强化复合材料、纤维强化复合材料等。粉末冶金由于在技术上和经济上有优越性，在国民经济中起的应用愈来愈广。可以说，在没有哪

一个工业部门不使用粉末冶金材料和制品的。

6、发展现代粉末冶金的战略意义

在节能节材、提高性能和提高劳动生产率和环保等方面发挥巨大作用；

作为特殊材料和高性能材料的制备技术促进了国防工业和技术产业的发展；

可能会引起一系列传统材料工艺过程的革命；

将赋于材料科学和冶金科学更丰富、更深刻的内涵。

7、我国粉末冶金行业与发达国家有哪些差距

铁粉和铁基粉末冶金还不能满足国民经济发展的需要；没有形成专门的粉末冶金工艺装备制造业；缺乏全国的统一规划，条块分割严重，投资强度低，科研、开发和工业生产尚未形成一个有机整体；刀具、工具等行业产业结构和技术水平还有待改善和提高。

8、粉末冶金中粉末的特征和特性（第六页）

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。

几何性能最基本的是粉末的粒度和形状。(1)粒度。它影响粉末的加工成形、烧结时收缩和产品的最终性能。某些粉末冶金制品的性能几乎和粒度直接相关。生产实践中使用的粉末，其粒度范围从几百个纳米到几百个微米。粒度越小，活性越大，表面就越容易氧化和吸水。当小到一定程度时量子效应开始起作用，其物理性能会发生巨大变化，如铁磁性粉会变成超顺磁性粉，熔点也随着粒度减小而降低。(2)粉末的颗粒形状。它取决于制粉方法，如电解法制得的粉末，颗粒呈树枝状；还原法制得的铁粉颗粒呈海绵片状；气体雾化法制得的基本上是球状粉。此外，有些粉末呈卵状、盘状、针状、洋葱头状等。粉末颗粒的形状会影响到粉末的流动性和松装密度，由于颗粒间机械啮合，不规则粉的压坯强度也大，特别是树枝状粉其压制坯强度最大。但对于多孔材料，采用球状粉最好。力学特性粉末的力学性能即粉末的工艺性能，它是粉末冶金成形工艺中的重要工艺参数。粉末的松装密度是压制时用容积法称量的依据；粉末的流动性决定着粉末对压模的充填速度和压机的生产能力；粉末的压缩性决定压制过程的难易和施加压力的高低；而粉末的成形性则决定坯的强度。化学性能主要取决于原材料的化学纯度及制粉方法。较高的氧含量会降低压制性能、压坯强度和烧结制品的力学性能，因此粉末冶金大部分技术条件中对此都有一定规定。例如，粉末的允许氧含量为％～％，这相当于氧化物含量为1％～10％。

⑴粒度及粒度分布

粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。实际的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。

⑵颗粒形状

即粉末颗粒的外观几何形状。常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以通过显微镜的观察确定。

⑶比表面积

单位质量粉末的总表面积，可通过实际测定。比表面积大小影响着粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。3.粉末的工艺性能

粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。

⑴填充特性

指在没有外界条件下，粉末自由堆积时的松紧程度。常以松装密度或堆积密度表示。粉末的填充特性与颗粒的大小、形状及表面性质有关。

⑵流动性

指粉末的流动能力，常用50克粉末从标准漏斗流出所需的时间表示。流动性受颗粒粘附作用的影响。

⑶压缩性

表示粉末在压制过程中被压紧的能力，用规定的单位压力下所达到的压坯密度表示，在标准模具中,规定的润滑条件下测定。影响粉末压缩性的因素有颗粒的塑性或显微硬度，塑性金属粉末比硬、脆材料的压缩性好；颗粒的形状和结构也影响粉末的压缩性。