粉末冶金原理(实用课件)
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年，铂； 1909年钨丝。 • 3含油轴承的发明、硬质合金的生产推动了粉末冶金在机械制造业的
发展 • 4科学技术的发展带动了粉末冶金材料和技术的的发展 • 5粉末冶金制造技术和设备的发展 • 6我国粉末冶金的发展 • 7粉末冶金的发展现状和前景 新工艺和新技术：温压成形，粉末注射，
粉末锻造，粉末喷射成形，微波烧结，放电等离子烧结
2020-11-23
22
VVT 凸轮轴链
链轮轮
平衡轴 机构
平衡轴 链轮
双联曲轴 链轮
机油泵 总成
2020-11-23
23
2020-11-23
EA 888 发动机
真空泵 总成
水泵总 成
空调总 成
24
凸轮轴 护圈
气门导 管
摇臂支 架
进排气 座圈
2020-11-23
凸轮轴 组件
凸轮轴轴 承盖
杆导承
曲轴连 杆
曲轴轴 承盖
25
2020-11-23
26
MPIF确认VVT为PM里 程碑技术
202真0-1空1-2泵3
燃油泵
齿轮泵
转子泵
内外齿27泵
2020-11-23
28
铸物产品
2020-11-23
29
带轮系列 Pulley
链轮系列 Sprocket Gears
同步器齿毂系列 Synchronic Hub
氧化物弥散 碳化物
硼化物
氮化物
2020-11-23
纤维强化材
21
粉末冶金在汽车上的应用
据资料介绍：发达国家汽车制造业粉末冶金制品的用量占其粉末冶 金制品总产量的绝大多数，如美国占90%，欧洲为80%，而我国目前 尚不足40%。欧洲平均每辆汽车的粉末冶金制品使用量是14kg，日本 为16kg，美国已达到19.5kg以上，预计未来可能达到22kg。而我国目 前平均每辆汽车粉末冶金制品的用量却只有4kg多点（按2010乘用车 产量1826万辆计算为4.15kg/辆）。
量等 • 3）复合材料 • （2）比普通冶炼法生产的材料性能优越； • 1）高合金材料，如超合金，高速钢等 • 2）难熔金属
2020-11-23
11
（3）比普通熔炼法更经济 少切削、无切削和一次成形的特点 1）材料利用率高； 2）能耗低； 3）投资低，批量愈大成本愈低，粉末冶金产品成本取决于模具和设备的 一次投资； 4）可按照需要调节材料的成分； 5）可生产形状复杂的零件； 6）精度高，粗糙度低； 7）环境好，无污染、噪音；
空调压缩机系列 Air Compressor
各种方法可达到的径向尺寸公差
磨加工 * * * *
2020-11-23
15
平均粗糙度 16
25 16 10 6.30 4.00 2.50 1.60 1.00 0.63 0.40 0.25 0.16 0.10 0.06
加工工 艺 锻造 冲压 高精度 锻造 机械加 工 磨加工 粉末冶 金
2020-11-23
4粉末冶金的发展
• 1远古的粉末冶金 海绵铁锻打冶金工艺。我国早在春秋末期，也就是2500多年以前，就 已用 块炼铁(即海绵铁)锻造法制造铁器了。公元4世纪，古印度用同 一工艺制成了举世闻名 的德里铁柱(高7．2m，重6t)和达尔铁柱(高 12．5m，重7t)。
• 2现代粉末冶金 • 起源于难熔金属，难熔金属粉末压制、烧结、热锻工艺。1750-1850
9
原料粉末
添加剂 混合
压制 热等静压
等静 压
注射
挤压
烧结
轧制
粉浆浇注 热挤压
复压 复烧
精整 锻造
浸油
热处 理
轧制 后处理
2020-11-23
成品
粉末冶金材料和制品生产工艺流程
10
3粉末冶金特点
• （1）粉末冶金能生产普通冶炼方法无法生产的具有特殊性能的材料； • 1）孔隙度可控 • 2）可组成相图不成立的合金，如金属与非金属，假合金，高合金含
钢结硬质合 金
wk.baidu.com
超硬材料
立方氮化硼
金刚石工具
陶瓷工具材料
粉末高速钢
磁性材料和 磁性材料 电工材料
软磁材料 硬磁材料
高温磁性材 料
2020-11-23
矩磁铁氧体 20
旋磁铁氧体
耐热材料 粉末超合金
粉末镍基超 合金
粉末钴基超 合金
难熔金属及 其合金
金属陶瓷
高温金属陶 氧化物基
瓷
碳化钛基
高温涂层
弥散强化材 料
坯
烧结
粉末制品生产示意图
产
品
4
2020-11-23
5
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6
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7
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8
2.粉末冶金生产工艺
• 粉末冶金生产工艺由三大步骤组成： • （1）粉末生产 • （2）粉末成型 • （3）成形坯烧结 • 粉末冶金材料和零件主要制造流程
2020-11-23
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17
5粉末冶金材料的种类和应用
• （1）粉末冶金材料和制品的种类 • 1）机械零件 • 2）工具材料 • 3）磁性和电工材料 • 4）耐热材料 • 5）原子能工程材料 • （2）应用领域
2020-11-23
18
类别
材料和制品的名称
机械零件和结 减磨材料 构零件
2020-11-23
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12
齿轮的粉末生产工艺 粉末 成形 烧结 精整
高频淬火 成品
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齿轮的机加工生产工艺
冶炼
淬火
铸造
磨加工
锻打
成品
切割
退火 机加工
13
90
铸造
38
95 85 80 50
粉末冶金
28. 5
41 冷成形
49 锻造
82
机械加工
10075 50 25
0 25 50 75
0（%）
100（MJ）
材料利用各率种方法材料利用率与能每耗kg零件的能耗
2020-11-23
14
径向可达到的ISO公差标准
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 级
加工工艺
精密锻造
****
锻造（冲 裁）
高精度锻 造
冷压
****** **** *****
粉末冶金
****
拉拔成型
****
粉末冶金原理
感谢您的阅览
绪论
• 1.粉末冶金定义
生产金属粉末和用金属粉末（也包括非金属粉末）作为原料经过成 型和烧结生产金属材料、复合材料和各种类型制品的冶金工程与材料 科学和机械零件制造技术。
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2
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3
合金元素粉 润滑剂
原料粉
成 型
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混合
压
机械零件 摩擦材料 多孔材料
多孔含油轴承 铁基含油轴承
铜基含油轴承
铝基含油轴承
金属塑料减磨 材料
致密减磨材料
铁基机械零件
有色金属机械 零件
铁基摩擦材料
铜基摩擦材料
过滤器
流体分布元件
多孔电极
发散发汗材料
19
工具材料
硬质合金
含钨硬质合 WC-Co
金
WC-Ti-Co
无钨硬质合 碳化钛基硬
金
质合金
碳化铬基硬 质合金
发展 • 4科学技术的发展带动了粉末冶金材料和技术的的发展 • 5粉末冶金制造技术和设备的发展 • 6我国粉末冶金的发展 • 7粉末冶金的发展现状和前景 新工艺和新技术：温压成形，粉末注射，
粉末锻造，粉末喷射成形，微波烧结，放电等离子烧结
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VVT 凸轮轴链
链轮轮
平衡轴 机构
平衡轴 链轮
双联曲轴 链轮
机油泵 总成
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23
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EA 888 发动机
真空泵 总成
水泵总 成
空调总 成
24
凸轮轴 护圈
气门导 管
摇臂支 架
进排气 座圈
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凸轮轴 组件
凸轮轴轴 承盖
杆导承
曲轴连 杆
曲轴轴 承盖
25
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MPIF确认VVT为PM里 程碑技术
202真0-1空1-2泵3
燃油泵
齿轮泵
转子泵
内外齿27泵
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28
铸物产品
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29
带轮系列 Pulley
链轮系列 Sprocket Gears
同步器齿毂系列 Synchronic Hub
氧化物弥散 碳化物
硼化物
氮化物
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纤维强化材
21
粉末冶金在汽车上的应用
据资料介绍：发达国家汽车制造业粉末冶金制品的用量占其粉末冶 金制品总产量的绝大多数，如美国占90%，欧洲为80%，而我国目前 尚不足40%。欧洲平均每辆汽车的粉末冶金制品使用量是14kg，日本 为16kg，美国已达到19.5kg以上，预计未来可能达到22kg。而我国目 前平均每辆汽车粉末冶金制品的用量却只有4kg多点（按2010乘用车 产量1826万辆计算为4.15kg/辆）。
量等 • 3）复合材料 • （2）比普通冶炼法生产的材料性能优越； • 1）高合金材料，如超合金，高速钢等 • 2）难熔金属
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（3）比普通熔炼法更经济 少切削、无切削和一次成形的特点 1）材料利用率高； 2）能耗低； 3）投资低，批量愈大成本愈低，粉末冶金产品成本取决于模具和设备的 一次投资； 4）可按照需要调节材料的成分； 5）可生产形状复杂的零件； 6）精度高，粗糙度低； 7）环境好，无污染、噪音；
空调压缩机系列 Air Compressor
各种方法可达到的径向尺寸公差
磨加工 * * * *
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平均粗糙度 16
25 16 10 6.30 4.00 2.50 1.60 1.00 0.63 0.40 0.25 0.16 0.10 0.06
加工工 艺 锻造 冲压 高精度 锻造 机械加 工 磨加工 粉末冶 金
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4粉末冶金的发展
• 1远古的粉末冶金 海绵铁锻打冶金工艺。我国早在春秋末期，也就是2500多年以前，就 已用 块炼铁(即海绵铁)锻造法制造铁器了。公元4世纪，古印度用同 一工艺制成了举世闻名 的德里铁柱(高7．2m，重6t)和达尔铁柱(高 12．5m，重7t)。
• 2现代粉末冶金 • 起源于难熔金属，难熔金属粉末压制、烧结、热锻工艺。1750-1850
9
原料粉末
添加剂 混合
压制 热等静压
等静 压
注射
挤压
烧结
轧制
粉浆浇注 热挤压
复压 复烧
精整 锻造
浸油
热处 理
轧制 后处理
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成品
粉末冶金材料和制品生产工艺流程
10
3粉末冶金特点
• （1）粉末冶金能生产普通冶炼方法无法生产的具有特殊性能的材料； • 1）孔隙度可控 • 2）可组成相图不成立的合金，如金属与非金属，假合金，高合金含
钢结硬质合 金
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超硬材料
立方氮化硼
金刚石工具
陶瓷工具材料
粉末高速钢
磁性材料和 磁性材料 电工材料
软磁材料 硬磁材料
高温磁性材 料
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矩磁铁氧体 20
旋磁铁氧体
耐热材料 粉末超合金
粉末镍基超 合金
粉末钴基超 合金
难熔金属及 其合金
金属陶瓷
高温金属陶 氧化物基
瓷
碳化钛基
高温涂层
弥散强化材 料
坯
烧结
粉末制品生产示意图
产
品
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2.粉末冶金生产工艺
• 粉末冶金生产工艺由三大步骤组成： • （1）粉末生产 • （2）粉末成型 • （3）成形坯烧结 • 粉末冶金材料和零件主要制造流程
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5粉末冶金材料的种类和应用
• （1）粉末冶金材料和制品的种类 • 1）机械零件 • 2）工具材料 • 3）磁性和电工材料 • 4）耐热材料 • 5）原子能工程材料 • （2）应用领域
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类别
材料和制品的名称
机械零件和结 减磨材料 构零件
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齿轮的粉末生产工艺 粉末 成形 烧结 精整
高频淬火 成品
2020-11-23
齿轮的机加工生产工艺
冶炼
淬火
铸造
磨加工
锻打
成品
切割
退火 机加工
13
90
铸造
38
95 85 80 50
粉末冶金
28. 5
41 冷成形
49 锻造
82
机械加工
10075 50 25
0 25 50 75
0（%）
100（MJ）
材料利用各率种方法材料利用率与能每耗kg零件的能耗
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径向可达到的ISO公差标准
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 级
加工工艺
精密锻造
****
锻造（冲 裁）
高精度锻 造
冷压
****** **** *****
粉末冶金
****
拉拔成型
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粉末冶金原理
感谢您的阅览
绪论
• 1.粉末冶金定义
生产金属粉末和用金属粉末（也包括非金属粉末）作为原料经过成 型和烧结生产金属材料、复合材料和各种类型制品的冶金工程与材料 科学和机械零件制造技术。
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合金元素粉 润滑剂
原料粉
成 型
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混合
压
机械零件 摩擦材料 多孔材料
多孔含油轴承 铁基含油轴承
铜基含油轴承
铝基含油轴承
金属塑料减磨 材料
致密减磨材料
铁基机械零件
有色金属机械 零件
铁基摩擦材料
铜基摩擦材料
过滤器
流体分布元件
多孔电极
发散发汗材料
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工具材料
硬质合金
含钨硬质合 WC-Co
金
WC-Ti-Co
无钨硬质合 碳化钛基硬
金
质合金
碳化铬基硬 质合金