粉末烧结工艺
金属粉末直接烧结法
⾦属粉末直接烧结法⼀、引⾔⾦属粉末直接烧结法是⼀种制造⾦属零件的重要⽅法，具有近净成形、节能环保等优点。
此技术是将⾦属粉末经过成形、烧结和后处理等⼯序，最终得到具有所需形状、结构和性能的⾦属零件。
本⽂将详细介绍⾦属粉末直接烧结法的原理、⼯艺流程、应⽤领域以及发展前景。
⼆、⾦属粉末直接烧结法的基本原理⾦属粉末直接烧结法的基本原理是将⾦属粉末加热⾄其熔点以下的温度，使其在固态下通过原⼦或分⼦的扩散和流动，实现粉末颗粒之间的结合，形成具有所需形状和性能的⾦属零件。
在烧结过程中，⾦属粉末的表⾯会形成液相，有助于颗粒之间的润湿和结合。
随着温度的升⾼，原⼦或分⼦的扩散和流动速度加快，使得颗粒之间的结合更加紧密，最终得到⾼致密度的⾦属零件。
三、⾦属粉末直接烧结法的⼯艺流程1.制备⾦属粉末：根据所需零件的材质和性能要求，选择合适的⾦属粉末。
⾦属粉末的粒度、纯度、松装密度等参数对最终零件的性能有重要影响。
2.成形：将⾦属粉末装⼊模具中，施加压⼒或磁场等外⼒，使粉末在模具内成形为所需形状的坯体。
成形的⽅法有多种，如压制成形、注射成形等。
3.烧结：将成形后的坯体加热⾄烧结温度，使粉末颗粒之间发⽣结合，形成具有所需强度和致密度的⾦属零件。
烧结温度和时间的选择是关键因素，直接影响零件的性能。
4.后处理：烧结后的零件可能需要进⾏热处理、机加⼯、表⾯处理等后处理⼯序，以提⾼其性能和满⾜使⽤要求。
四、⾦属粉末直接烧结法的应⽤领域⾦属粉末直接烧结法具有⼴泛的应⽤领域，包括汽⻋制造、航空航天、电⼦、医疗器械等。
在汽⻋制造领域，利⽤⾦属粉末直接烧结法可以制造⾼性能的发动机零件、⻮轮、刹⻋盘等。
在航空航天领域，该⽅法可⽤于制造轻质⾼强的航空结构件、发动机零件等。
在电⼦领域，可以制造⾼性能的电⼦元件和电路板。
在医疗器械领域，可以制造⾼精度、⾼耐磨性的⽛科种植体、⻣科⼿术⽤具等。
五、⾦属粉末直接烧结法的发展前景随着科技的不断进步和⼯业⽣产的快速发展，⾦属粉末直接烧结法在技术进步和应⽤拓展⽅⾯具有⼴阔的发展前景。
整个烧结工艺流程
整个烧结工艺流程烧结是一种常用的金属加工工艺，用于将粉末状金属材料烧结成为固体块状材料。
下面将详细介绍一下整个烧结工艺流程。
首先是原料的准备。
根据所需产品的要求，选择相应的金属粉末，将其进行混合、筛选和称重，确保每种原料的比例准确，并且没有杂质。
接下来是原料的配料。
根据所需产品的化学组成，将不同种类的金属粉末按照一定的比例配比，将其放入搅拌设备中进行搅拌，以确保各种粉末充分混合。
然后是将混合好的原料进行粉碎。
使用球磨机对原料进行粉碎，使其尺寸更加均匀细小。
接下来是将粉碎好的原料进行压制。
将粉末状的原料放入模具中，利用压力将其压制成为块状。
这一步骤称为压坯。
完成压坯后，进行成型。
将压坯放入成型设备中，在一定的温度和压力条件下，使其形成所需的形状。
这一步骤称为成型。
成型完成后，进入烧结过程。
将成型好的坯体放入烧结炉中，通过高温下的热处理，使坯体中的金属粉末相互结合，并形成致密的块状材料。
在烧结的过程中，通过控制温度和时间，可以有效地控制材料的晶粒生长和结构形成。
烧结完成后，需要进行冷却处理。
将烧结好的块状材料从炉中取出，使其在自然环境下进行冷却，以确保其温度降至安全水平。
最后是进行表面处理。
通过对块状材料进行切割、磨削、打磨等工序，使其形成具有一定精度和光洁度的成品。
整个烧结工艺流程中，每个步骤的参数和条件都需要严格控制，以确保最终产品的质量。
同时，为了提高生产效率和材料利用率，常常需要进行工艺优化和设备改进。
总之，烧结工艺是一种重要的金属加工工艺，通过原料准备、配料、粉碎、压制、成型、烧结、冷却和表面处理等步骤，将粉末状金属材料转化为块状固体材料。
通过严格控制每个步骤的条件和参数，可以获得质量优良的成品。
粉末冶金烧结工艺
粉末冶金中的烧结烧结是粉末冶金过程中最重要的工序。
在烧结过程中，由于温度的变化粉末坯块颗粒之间发生粘结等物理化学变化，从而增加了烧结制品的电阻率、强度、硬度和密度，减小了孔隙度并使晶粒结构致密化。
一.定义将粉末或粉末压坯经过加热而得到强化和致密化制品的方法和技术。
二.烧结分类根据致密化机理或烧结工艺条件的不同，烧结可分为液相烧结、固相烧结、活化烧结、反应烧结、瞬时液相烧结、超固相烧结、松装烧结、电阻烧结、电火花烧结、微波烧结和熔浸等。
1.固相烧结：按其组元的多少可分为单元系固相烧结和多元系固相烧结两类。
单元系固相烧结纯金属、固定成分的化合物或均匀固溶体的松装粉末或压坯在熔点以下温度(一般为绝对熔点温度的2/3一4/5)进行的粉末烧结。
单元系固相烧结过程大致分3个阶段:(1)低温阶段(T烧毛0.25T熔)。
主要发生金属的回复、吸附气体和水分的挥发、压坯内成形剂的分解和排除。
由于回复时消除了压制时的弹性应力，粉末颗粒间接触面积反而相对减少，加上挥发物的排除，烧结体收缩不明显，甚至略有膨胀。
此阶段内烧结体密度基本保持不变。
(2)中温阶段(T烧(0.4~。
.55T动。
开始发生再结晶、粉末颗粒表面氧化物被完全还原，颗粒接触界面形成烧结颈，烧结体强度明显提高，而密度增加较慢。
(3)高温阶段(T烧二0.5一。
.85T熔)。
这是单元系固相烧结的主要阶段。
扩散和流动充分进行并接近完成，烧结体内的大量闭孔逐渐缩小，孔隙数量减少，烧结体密度明显增加。
保温一定时间后，所有性能均达到稳定不变。
（2）多元固相烧结：组成多元系固相烧结两种组元以上的粉末体系在其中低熔组元的熔点以下温度进行的粉末烧结。
多元系固相烧结除发生单元系固相烧结所发生的现象外，还由于组元之间的相互影响和作用，发生一些其他现象。
对于组元不相互固溶的多元系，其烧结行为主要由混合粉末中含量较多的粉末所决定。
如铜一石墨混合粉末的烧结主要是铜粉之间的烧结，石墨粉阻碍铜粉间的接触而影响收缩，对烧结体的强度、韧性等都有一定影响。
粉末烧结原理
粉末烧结原理
粉末烧结是一种常用的金属粉末加工技术，用于将细粉末颗粒通过加热和压制的方式，形成致密的固体材料。
其工作原理可简述如下：
1. 粉末制备：首先需要选择合适的金属粉末或其混合物，这些粉末通常具有较小的粒径和均匀的颗粒大小。
粉末制备过程可以包括球磨、气雾化、水热合成等手段，以获得所需的粉末。
2. 粉末混合：将所选的金属粉末混合均匀，以确保最终烧结体具有均一的组织结构和化学成分。
3. 压制成型：将混合的金属粉末置于模具中，并施加高压力以压制粉末。
压制的目的是使粉末颗粒之间发生变形，并使颗粒间的物理接触增加，促进后续烧结过程中的颗粒结合。
4. 烧结：将已压制成型的粉末坯体置于高温环境中进行加热处理。
在加热过程中，金属粉末颗粒之间发生扩散和结合，生成新的结晶颗粒，并形成致密的固体结构。
具体的烧结温度和时间取决于所使用的粉末和目标材料。
5. 冷却处理：完成烧结过程后，将烧结体从高温环境中取出，并进行冷却处理，使其达到室温。
冷却过程有助于固化和稳定烧结体的结构，并提高其力学性能。
总的来说，粉末烧结通过压制和加热金属粉末，使其颗粒结合并形成坚固的体材料。
这种方法可用于制备各种金属材料，具
有较高的加工效率和良好的成型能力，广泛应用于金属制造和材料工程领域。
粉末冶金新技术-烧结
用SPS制取块状纳米晶Fe90Zr7B3软磁的过程是: 先将由非 晶薄带经球磨制成的50～150μｍ非晶粉末装入WC/Co合金 模具内,并在SPS烧结机上烧结(真空度1×10-2Pa以下、升温 速度0.09~1.7K/s、温度673～873Ｋ、压力590MPa), 再把所 得的烧结体在1×10-2Pa真空下、以3 7K/s速度加热到923Ｋ、 保温后而制成。材料显示较好的磁性能：最大磁导率29800、 100Ｈｚ下的动态磁导率3430, 矫顽力12Ａ/ｍ。
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双频微波烧结炉 生产用大型微波烧结炉 已烧结成多种材料：如陶瓷和铁氧体等材料。另 外，在日本又开发出相似的毫米波烧结技术，并成功 地在2023K下保温1h烧结成全致密的AlN材料。
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2.爆炸压制技术 爆炸压制又称冲击波压制是一种有前途的工艺
方法,它在粉末冶金中发挥了很重要的作用, 爆炸压 制时,只是在颗粒的表面产生瞬时的高温,作用时间 短,升温和降温速度极快。适当控制爆炸参数,使得 压制的材料密度可以达到理论密度的90%以上,甚至 达到99%。
3）快速脉冲电流的加入, 无论是粉末内的放电部位还是焦耳 发热部位, 都会快速移动, 使粉末的烧结能够均匀化。
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与传统的粉末冶金工艺相比，SPS工艺的特点是：
• 粉末原料广泛：各种金属、非金届、合金粉末，特别是 活性大的各种粒度粉末都可以用作SPS 烧结原科。
• 成形压力低：SPS烛结时经充分微放电处理，烧结粉末表 面处于向度活性化状态．为此，其成形压力只需要冷压烧 结的l/10~1/20。
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SPS制备软磁材料 通常用急冷或喷射方法可得到FeMe(Nb、Zr、Hf)Ｂ的非 晶合金,在稍高于晶化温度处理后, 可得到晶粒数10ｎｍ，具有 体心立方结构，高Bs 、磁损小的纳米晶材料。但非晶合金目 前只能是带材或粉末, 制作成品还需要将带材重叠和用树脂固 结, 这使得成品的密度和Bs均变低。近年, 日本采用SPS工艺研 究FeMeＢ块材的成形条件及磁性能。
铝合金 粉末烧结
铝合金粉末烧结铝合金粉末烧结是一种先进的制造工艺，通过将铝合金粉末在高温下烧结成块状，可以制备出高强度、高耐磨性和耐腐蚀性的铝合金材料。
这种工艺在航空航天、汽车制造、机械制造等领域得到广泛应用。
铝合金粉末烧结的工艺过程相对简单，主要包括粉末制备、成型、烧结和后处理几个步骤。
首先，需要选择合适的铝合金粉末作为原料，粉末的粒度和成分对最终产品的性能有着重要影响。
然后，将粉末进行混合和球磨处理，以提高粉末的流动性和均匀性。
接下来，通过压制或注射成型将粉末转变为所需形状的坯料。
成型后的坯料需要经过除蜡和预烧处理，以去除残留的有机物和水分。
最后，将坯料置于高温热处理炉中进行烧结，使粉末颗粒之间发生结合，形成致密的铝合金材料。
铝合金粉末烧结具有许多优点。
首先，由于粉末颗粒在烧结过程中形成了致密的结合，因此制备出的铝合金材料具有较高的密度和致密性，从而提高了材料的力学性能。
其次，粉末烧结过程中可以控制材料的成分和微观结构，使得材料具有优异的性能，如高强度、高硬度和良好的耐磨性。
此外，铝合金粉末烧结还可以制备出复杂形状的零件，实现产品的多样化和个性化。
铝合金粉末烧结工艺也存在一些挑战和难点。
首先，粉末的制备和混合过程需要严格控制，以确保粉末的均匀性和流动性。
其次，烧结过程中需要控制烧结温度、保持合适的气氛和热处理时间，以避免材料的过烧或过热。
此外，粉末的烧结收缩率也需要进行准确的计算和控制，以保证最终产品的尺寸精度和形状稳定性。
铝合金粉末烧结技术的应用领域非常广泛。
在航空航天领域，烧结制备的铝合金材料可以用于制造飞机零部件和航天器结构件，具有重量轻、强度高和耐腐蚀性好的特点。
在汽车制造领域，粉末烧结技术可以制备出高强度的发动机零部件和车身结构件，提高汽车的性能和燃油经济性。
在机械制造领域，铝合金粉末烧结材料可以用于制造轴承、齿轮和模具等高强度和耐磨性要求较高的零件。
此外，粉末烧结技术还可以应用于电子器件、医疗器械和能源领域。
烧结工艺介绍
烧结工艺介绍烧结工艺是一种常见的冶金工艺，用于将粉末状物质加热至接触点熔融，形成固态结合体的过程。
本文将介绍烧结工艺的原理、应用范围以及工艺流程。
一、原理烧结是通过热量作用使粉末颗粒表面融合，而形成较强的固态接触的过程。
烧结过程中，粉末颗粒相互接触，颗粒表面由于温度升高而软化或熔化，粒子间形成了弥散相和连续相，使颗粒间形成了较强的结合力。
通过控制加热温度、时间以及加压力度等工艺参数，使颗粒状物质在相互接触的同时，形成致密且高强度的结构体。
二、应用范围烧结工艺在冶金、陶瓷、粉末冶金、高分子材料等领域有着广泛的应用。
1. 冶金领域烧结工艺在冶金领域广泛应用于粉末冶金制品的制备，如金属粉末冶金零件、冶金陶瓷、高合金材料等。
2. 陶瓷领域烧结是陶瓷领域中常用的制备工艺之一，通过烧结工艺可以制备出具有高强度和良好耐磨性的陶瓷制品，如瓷砖、陶瓷碗碟等。
3. 粉末冶金领域粉末冶金是一种以粉末为原料，通过烧结工艺制备制品的工艺。
烧结工艺可以将金属粉末制备成各种零件，如齿轮、凸轮等。
4. 高分子材料领域烧结工艺在高分子材料领域中用于制备具有特殊性能的塑料制品，如高强度塑料零件、高耐磨塑料制品等。
三、工艺流程烧结工艺的基本流程包括原料制备、粉末颗粒的装填、加热烧结和冷却等步骤。
1. 原料制备：首先需要根据所需制品的要求，选择合适的原料并对其进行加工和处理。
这一步骤可以包括粉末的混合、筛分以及添加特定添加剂等。
2. 粉末颗粒的装填：将经过处理的粉末颗粒通过特定的装填方式填入烧结模具中。
装填要求均匀且适量，以确保烧结过程中的热量传导均匀。
3. 加热烧结：将装有粉末颗粒的模具放入烧结炉中，加热至一定温度并保持一定时间。
温度和时间的选择根据所需制品的要求来确定。
4. 冷却：烧结结束后，需要进行冷却处理。
冷却可以通过自然冷却或者采用特殊的冷却方法来进行。
四、工艺优势烧结工艺相对于其他加工方式具有以下优势：1. 提高材料的致密度和强度。
粉末烧结技术
加压烧结—加压和加热同时并用，以达到消除孔
隙的目的，从而大幅度提高粉末制品的性能。常用
的加压烧结工艺有热压、热等静压及烧结-热等静压。
热压—将粉末装在压模内，在加压的同时把粉末加热到熔
点以下，使之加速烧结成比较均匀致密的制品。
热等静压—把粉末压坯或把装入特制容器内的粉末置于热
等静压机高压容器内，使其烧结成致密的材料或零件的过 程。
烧结-热等静压—把压坯放入烧结-热等静压设备的高压容
器内，先进行脱蜡、烧结，再充入高压气体进行热等静压。
反应烧结—先将原材料（如制备Si3N4时使用Si粉）
粉末以适当方式成形后，在一定气氛中（如氮气）
加热发生原位反应合成所需的材料并同时发生烧结。
微波烧结—材料内部整体地吸收微波能并被加热，
使得在微波场中试样内部的热梯度和热流方向与常规 烧结的试样相反。
电火花等离子烧结—也叫等离子活化烧结或电火
花等离子烧结，是利用粉末间火花放电多产生的等
离子活化颗粒，同时在外力作用下进行的一种特殊
烧结方法。
真空热压烧结炉图
微波生物陶瓷烧结炉图
微波烧结炉图
热等静压烧结炉图
放电等离子烧结炉图
物理 化学变化
烧结后期还可能出现二次再结还可能发生固相的溶解与析出。
烧结驱动力
烧结的驱动力----一般为体系的表面能和缺陷能。烧
结实际上是体系表面能和缺陷能降低的过程。通常体
系能量的降低靠的是高温热能激活下的物质传递过程。
烧结原动力----烧结颈部与粉末颗粒其它部位之间存 在化学位差。
扩散机制将发生孔隙的孤立、球化及收缩。
氧化铝陶瓷典 型的不同烧结 阶段显微结构
烧结工艺知识点总结大全
烧结工艺知识点总结大全一、烧结原理1. 烧结是指将粉末材料在一定温度下加热，使其颗粒间发生结合，形成致密的块状产品。
烧结的基本原理是固相扩散，即热力学上的固相之间的扩散过程。
2. 烧结过程中主要有三种力学过程，分别为颗粒间的原子扩散、颗粒间的表面扩散和颗粒间的体扩散。
这三种扩散方式相互作用，共同促进颗粒间发生结合。
3. 烧结过程中温度、时间和压力是影响烧结效果的重要因素。
通过控制这些参数，可以使烧结过程更加均匀和有效。
二、烧结设备1. 烧结设备主要包括热处理炉、烧结炉、烧结机等。
不同的烧结设备适用于不同的烧结材料和工艺要求。
2. 烧结设备的主要部件包括燃烧室、加热炉、炉膛、热风循环系统、控制系统等。
这些部件共同作用，实现对粉末材料的加热和烧结作用。
3. 热处理炉是常见的烧结设备之一，主要通过电阻加热、气体燃烧等方式对粉末材料进行加热处理，适用于各种金属和非金属材料的烧结工艺。
三、烧结工艺控制1. 烧结工艺控制是烧结过程中的关键环节，可以通过控制温度、时间、压力等参数，实现对烧结过程的精确控制。
2. 烧结工艺控制的主要方法包括PID控制、自适应控制、模糊控制等。
这些控制方法通过对烧结过程中的各个参数进行实时监测和调整，以实现对烧结过程的精确控制。
3. 在实际生产中，烧结工艺控制可以通过计算机控制系统实现自动化，提高生产效率和产品质量。
四、烧结材料选型1. 烧结工艺适用于各种粉末材料，包括金属粉末、陶瓷粉末、粉末冶金材料等。
根据不同的材料性质和要求，选择合适的烧结工艺和设备。
2. 烧结材料的选型考虑因素包括原料种类、粒度、成分、形状等。
根据不同的要求，选择合适的烧结材料，可以有效提高产品质量和生产效率。
3. 在烧结材料选型过程中，也需要考虑成本、资源利用率和环境保护等方面的因素，以实现经济、环保和可持续发展。
五、烧结工艺的应用1. 烧结工艺广泛应用于金属、陶瓷、粉末冶金、电子材料等行业。
在金属制品生产中，烧结工艺可以用于制造各种粉末冶金制品、焊接材料、钎焊材料等。
粉末烧结原理
粉末烧结原理粉末冶金是一种利用粉末作为原料，通过成型和烧结工艺制备金属、陶瓷和复合材料的工艺方法。
其中，粉末烧结是粉末冶金中最为重要的一环，它通过高温烧结使粉末颗粒互相结合，形成致密的块体材料。
本文将介绍粉末烧结的原理及其在工业生产中的应用。
首先，粉末烧结的原理是基于固相烧结的物理化学过程。
在烧结过程中，粉末颗粒之间发生扩散、溶解、再结晶等过程，最终形成致密的块体材料。
这一过程主要受温度、压力、时间等因素的影响。
在高温下，粉末颗粒表面发生扩散，原子间的结合能降低，颗粒之间出现结合，形成颗粒间的颈部，最终形成致密的结构。
其次，粉末烧结的原理还与粉末颗粒的形状、大小和分布有关。
通常情况下，形状不规则、尺寸均匀的粉末颗粒更有利于烧结过程中的颗粒间结合。
此外，粉末颗粒的分布均匀性也对烧结效果有着重要影响。
分布不均匀会导致烧结过程中局部温度过高或过低，影响颗粒间的结合质量。
再者，粉末烧结的原理还与烧结助剂的选择和添加有关。
烧结助剂可以改善粉末颗粒间的结合情况，促进烧结过程中的颗粒间扩散和溶解。
常用的烧结助剂有氧化铝、氧化锆等，它们能够形成液相，填充颗粒间的空隙，促进颗粒间的结合。
最后，粉末烧结在工业生产中有着广泛的应用。
在制备金属材料方面，粉末烧结可以制备具有特殊功能的工程材料，如高温合金、硬质合金等。
在制备陶瓷材料方面，粉末烧结可以制备高性能的陶瓷材料，如氧化铝、氮化硅等。
此外，粉末烧结还可以制备具有复合功能的粉末冶金材料，如金属陶瓷复合材料、金属基复合材料等。
总之，粉末烧结作为粉末冶金中的重要工艺环节，其原理是基于固相烧结的物理化学过程，受到温度、压力、时间等因素的影响。
在工业生产中，粉末烧结已经得到了广泛的应用，为制备高性能的材料提供了重要的技术手段。
粉末冶金材料的烧结
粉末冶金材料的烧结在粉末冶金生产过程中，为了将成型工艺制得的压坯或者松装粉末体制成有一定强度、一定密度的产品，需要在适当的条件下进行热处理，最常用的工艺是烧结。
烧结是把粉末或粉末压坯后，在适当的温度和气氛条件下加热的过程，从而使粉末颗粒相互黏结起来，改善其性能。
烧结的结果是颗粒间发生黏结，烧结体强度增加，而且多数情况下，其密度也提高。
在烧结过程中，发生一系列的物理和化学变化，粉末颗粒的聚集体变为晶粒的聚集体，从而获得具有所需物理、力学性能的制品或材料。
在粉末冶金生产过程中，烧结是最基本的工序之一。
从根本上说，粉末冶金生产过程一般是由粉末成型和粉末毛坯热处理这两道基本工序组成的。
虽然在某些特殊情况下（如粉末松装烧结）缺少成型工序，但是烧结工序或相当于烧结的高温工序（如热压或热锻）是不可缺少的。
另外，烧结工艺参数对产品性能起着决定性的作用，由烧结工艺产生的废品是无法通过其他的工序来挽救的。
影响烧结的两个重要因素是烧结时间和烧结气氛。
这两个因素都不同程度地影响着烧结工序的经济性，从而对整个产品成本产生影响。
因此，优化烧结工艺，改进烧结设备，减少工序的物质和能量消耗，如降低烧结温度、缩短烧结时间，对产品生产的经济性具有重大意义。
一、烧结过程的基本类型用粉末烧结的方法可以制得各种纯金属、合金、化合物以及复合材料。
烧结体按粉末原料的组成可分为由纯金属、化合物或固溶体组成的单相系，由金属，金属、金属－非金属、金属化合物组成的多相系。
为了反映烧结的主要过程和烧结机构的特点，通常按烧结过程有无明显液相出现和烧结系统的组成对烧结进行分类，如固相烧结和液相烧结，单元系烧结和多元系烧结等。
二、固相烧结粉末固相烧结是指整个烧结过程中，粉末压坯的各个组元都不发生熔化，即无液相出现和形成的烧结过程。
按其组元的多少，可分为单元系固相烧结和多元系固相烧结两类。
1.单元系固相烧结单元系固相烧结，即单一粉末成分的烧结。
例如各种纯金属的烧结、预合金化粉末的烧结、固定成分的化合物粉末的烧结等，均为单元系固相烧结。
粉末烧结工艺流程
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粉末冶金原理第四部分 粉末烧结技术
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Part 2： 粉末烧结
对于具体的粉末烧结体系，能量平衡， 则:
• • • • K=COS(θ /2)=γ gb/2γ s E=6γ sρ Vb[K+A(1-K)]/G ρ 为烧结进行过程中的密度 对Vb微分，得致密化压力 Pd=6γ s(1-ρ )ρ 2(1-K)/[G(1-ρ o)2] ρ o为坯块的起始密度
一、作用在烧结颈上的原动力(driving force for neck growth) 二 、 烧 结 扩 散 驱 动 力 (driving force atom diffusion) 三、蒸发-凝聚物质迁移动力—蒸汽压差 四、烧结收缩应力（补）-宏观烧结应力
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Part 2： 粉末烧结
一、作用在烧结颈上的拉应力
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Part 2： 粉末烧结
• 考虑在烧结颈部与附近区域（线度 为 ρ ）空位浓度的差异 空 位 浓 度 梯 度 ▽ Cv= Cvoγ Ω / （kTρ 2） • 可以发现 • ↑γ （活化） • ↓ρ （细粉） • 均有利于提高浓度梯度
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Part 2： 粉末烧结
三、蒸发-凝聚气相迁移动力—蒸汽压差 (driving force for mass transportation by evaporation-condensation)
Part 2： 粉末烧结
含 义
2 低于主要组分熔点的温度
* 固相烧结—烧结温度低于所有组分的熔点 * 液相烧结—烧结温度低于主要组分的熔点 但高于次要组分的熔点 WC-Co合金， W-Cu-Ni合金
Part 2： 粉末烧结
含 义
3 烧结的目的
依靠热激活作用，原子发生迁移，粉末 颗粒形成冶金结合 Mechanical interlocking or physical bonging →Metallurgical bonding ↑烧结体的强度
烧结工艺流程介绍
烧结工艺流程介绍烧结工艺是一种常见的金属粉末冶金工艺，通过将金属粉末加热至一定温度下进行高压成型，使粉末颗粒之间发生结合并形成致密的固体材料。
以下是烧结工艺流程的详细介绍。
1.原料准备：根据要求选择适当的金属粉末作为原料，通常为粒径在10-200微米之间的细粉末。
同时，需要使用一定比例的添加剂，如润滑剂和结合剂，以改善烧结性能和加工性能。
2.混合：将金属粉末、添加剂和其他必要的组分混合在一起，可以使用球磨机、垂直搅拌机等设备进行均匀混合。
混合的目的是使不同粉末颗粒充分接触，提高烧结活性。
3.粉碎：将混合后的粉末进行粉碎，以获得更细的颗粒尺寸和更好的流动性。
可以采用球磨机、振动磨等设备进行粉碎，使粉末的表面积增大，有利于烧结过程中的颗粒结合。
4.成型：将粉末放入模具中进行成型。
常用的成型方式有压制成型和注射成型。
压制成型是将粉末置于模具中，施加一定的压力使其成型；注射成型是将粉末与添加剂混合后，以高压将混合物注入到模具中进行成型。
5.除蜡：对于使用结合剂的情况，需要进行脱蜡处理。
将已成型的零件放入高温炉中，加热至结合剂的熔点以上，使结合剂熔化并挥发掉。
这一步骤可以保证在烧结过程中不会产生气孔。
6.烧结：将成型后的零件置于烧结炉中，进行高温处理。
烧结温度通常在金属材料的熔点以下，但足够高以实现颗粒之间的结合。
烧结过程中，经过粉末颗粒间的扩散和溶解再结晶，形成致密的固体材料。
7.冷却：烧结完成后，将零件从烧结炉中取出，进行冷却。
冷却速度较快，以避免过程中产生新的内应力和不均匀组织。
8.后处理：根据需要，可以进行后处理工序，如光亮处理、油漆涂覆等，以提高零件的表面质量和外观。
总结起来，烧结工艺流程包括原料准备、混合、粉碎、成型、除蜡、烧结、冷却和后处理等步骤。
通过合理控制每一步骤的条件和参数，可以获得具有理想物理性能的烧结材料。
粉末冶金原理-烧结
粉末冶金原理-烧结烧结是粉末冶金中一种常用的加工方法，它通过高温和压力的作用，将金属粉末粒子相互结合成致密的块状体，从而获取所需的材料性能和形状。
本文将介绍烧结的原理、方法以及应用。
1. 烧结原理粉末冶金烧结的原理基于固相扩散和短程扩散的作用。
在烧结过程中，金属粉末颗粒之间的接触面发生原子间的扩散，使得粒子之间形成更强的结合力，从而实现粉末的聚结。
烧结过程中，首先是金属粉末颗粒之间的接触，原子开始扩散。
随着温度的升高，扩散速率也随之增加。
当粉末颗粒之间的接触点扩散到一定程度后，开始形成颗粒之间的原子键合。
键合的形成使得颗粒间的结合力增强，同时形成新的晶体结构或弥散态结构。
2. 烧结方法2.1 传统烧结传统烧结是指采用外加热源和压力来实现烧结过程。
该方法通常包括以下几个步骤：1.装料：将金属粉末和所需添加剂按照一定比例混合，并形成一定的装料形状，如坯料或颗粒。
2.预压：将装料放入模具中，并施加一定的压力，使装料初步固结成形。
3.高温烧结：将装料放入烧结炉中，在一定的温度下暴露一段时间，使装料中的金属粉末颗粒扩散、晶粒长大并结合。
4.冷却：烧结完成后，将烧结块从炉中取出，经过冷却以稳定材料结构。
5.表面处理：根据需求，对烧结块进行加工、修整和处理，以得到最终所需的形状和表面特性。
2.2 反应烧结反应烧结是指在烧结过程中引入化学反应，利用固相反应进行金属粉末的结合。
相较于传统烧结，反应烧结可以实现更高的烧结温度，加快晶粒生长和结合的速度。
反应烧结的具体步骤包括：1.装料：将金属粉末和反应剂按照一定比例混合，并形成装料。
2.高温烧结：将装料放入烧结炉中，在一定的温度下暴露一段时间。
在高温下，反应剂与金属粉末发生固相反应，生成新的物质并结合金属粉末颗粒。
3.冷却：烧结完成后，将烧结块从炉中取出，经过冷却以稳定材料结构。
4.表面处理：根据需求，对烧结块进行加工、修整和处理，以得到最终所需的形状和表面特性。
3. 烧结应用烧结方法在粉末冶金中具有广泛的应用。
粉末压制及烧结方法
粉末压制及烧结方法一、成形技术1、金属粉末注射成形技术( MIM)粉末注射成形技术是随着高分子材料的应用而发展起来的一种新型固结金属粉、金属陶瓷粉和陶瓷粉的特殊成形方法，首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下(约150℃)用注射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。
被誉为“当今最热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。
由于在流动状态下，均匀填充模腔成形，模腔内各点压力一致，密度一致，消除了传统粉末冶金压制成形不可避免的沿压制方向的密度梯度，可以获得组织结构均匀、力学性能优异的近净成形零部件，并且产品的制造成本可以降低到传统工艺的20％～30％。
适合于大批量生产小型、复杂以及具有特殊要求的金属零件。
缺点：去除粘结剂可能会产生气孔问题。
2、激光成型技术激光成型原理是用CAD生成的三维实体模型，通过分层软件分层、每个薄层断面的二维数据用于驱动控制激光光束，扫射液体、粉末或薄片材料，加工出要求形状的薄层，逐层积累形成实体模型。
同传统的制造方法相比较，激光成型显示出诸多的优点：（1）制造速度快、成本低、节省时间和节约成本，为传统制造方法注入新的活力，而且可实现自由制造，产品制造过程以及产品造价几乎与产品的批量和复杂性无关。
（2）采用非接触加工的方式，没有传统加工的残余应力的问题，没有工具更换和磨损之类的问题，无切割、噪音和振动等，有利于环保。
（3）可实现快速铸造、快速模具制造，特别适合于新产品开发和单间零件生产。
3、温压成形技术它是在混合物中添加高温新型润滑剂，然后将粉末和模具加热至150℃左右进行刚性模压制，最后采用传统的烧结工艺进行烧结的技术，是普通模压技术的发展与延伸。
该技术主要有以下几个方面的特点：能以较低的成本制造出高性能的铁基等粉末冶金零部件；提高零部件生坯密度；产品具有高强度；便于制造形状复杂以及要求精密的零部件；密度均匀等该技术目前主要用于生产铁基合金零件，同时人们正在研究用这种技术制备铜基合金、钛合金等其它材料零件。
高分子粉末材料的激光烧结工艺流程
高分子粉末材料的激光烧结工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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纯钨粉末制品真空烧结工艺流程
纯钨粉末制品真空烧结工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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1. 配料，按配比称取纯钨粉末和添加剂，均匀混合。
不锈钢粉末烧结最大工作压力
不锈钢粉末烧结最大工作压力不锈钢粉末烧结是一种重要的金属粉末冶金工艺，通过高温烧结将金属粉末颗粒相互结合，形成致密的材料。
在工程应用中，不锈钢粉末烧结制品通常要求具有一定的工作压力承受能力，因此研究不锈钢粉末烧结制品的最大工作压力具有重要意义。
本文将从不锈钢粉末烧结的原理、工艺条件以及影响最大工作压力的因素等方面展开讨论，以期为相关研究和应用提供参考。
一、不锈钢粉末烧结工艺原理不锈钢粉末烧结是利用金属粉末在高温下相互扩散、颗粒间相互结合形成致密材料的工艺。
在烧结过程中，金属粉末在高温下发生固相扩散和表面粘结，颗粒间形成颈部，随着烧结温度和时间的增加，颈部逐渐扩大并最终形成连续的致密结构。
不锈钢材料由于其抗腐蚀性和耐高温性能，被广泛应用于化工、医药、食品等领域，因此对其工作压力的研究显得尤为重要。
二、不锈钢粉末烧结制品的工作压力要求不锈钢粉末烧结制品通常要求具有一定的工作压力承受能力，例如在化工设备中承受介质压力、在食品加工设备中承受加工压力等。
对不锈钢粉末烧结制品的工作压力进行研究可以为材料的设计和工程应用提供理论依据。
这也是本文研究的重点。
三、影响不锈钢粉末烧结制品最大工作压力的因素1. 粉末特性：金属粉末的颗粒形状、大小以及化学成分等对烧结后材料的密实度和力学性能有着重要影响。
2. 烧结工艺条件：包括烧结温度、烧结时间、气氛控制等，对最终制品的密实度和结合强度有显著影响。
3. 烧结设备：烧结设备的性能和工艺控制水平直接影响烧结制品的质量。
4. 烧结后处理工艺：热处理等后续工艺对制品的结构和性能也有重要影响。
四、不锈钢粉末烧结制品的最大工作压力测试方法1. 基于标准压力测试：参考相关标准，采用压力测试设备对烧结制品进行最大工作压力测试。
2. 定制化测试：根据具体工程需求，设计定制化的工作压力测试方案，以模拟实际工况下的应力情况。
五、不锈钢粉末烧结制品最大工作压力的研究现状和展望目前，关于不锈钢粉末烧结制品最大工作压力的研究还相对较少，尤其是在特定工程应用条件下的最大工作压力研究。
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压力烧结粉末冶金压力烧结粉末冶金（Press Sinter）在高温下，陶瓷生坯固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙(气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体，这种现象称为烧结。
烧结的术语：1、烧结 sintering粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。
2、填料 packing material在预烧或烧结过程中为了起分隔和保护作用而将压坯埋入其中的一种材料。
3、预烧 presintering在低于最终烧结温度的温度下对压坯的加热处理。
4、加压烧结 pressure在烧结同时施加单轴向压力的烧结工艺。
5、松装烧结 loose-powder sintering,gravity sintering粉末未经压制直接进行的烧结。
6、液相烧结 liquid-phase sintering至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结。
7、过烧 oversintering烧结温度过高和（或）烧结时间过长致使产品最终性能恶化的烧结。
8、欠烧 undersintering烧结温度过低和（或）烧结时间过短致使产品未达到所需性能的烧结。
9、熔渗 infiltration用熔点比制品熔点低的金属或合金在熔融状态下充填未烧结的或烧结的制品内的孔隙的工艺方法。
10、脱蜡 dewaxing,burn-off用加热排出压坯中的有机添加剂（粘结剂或润滑剂）。
11、网带炉 mesh belt furnace一般由马弗保护的网带将零件实现炉内连续输送的烧结炉。
12、步进梁式炉 walking-beam furnace通过步进梁系统将放置于烧结盘中的零件在炉内进行传送的烧结炉。
13、推杆式炉 pusher furnace将零件装入烧舟中，通过推进系统将零件在炉内进行传送的烧结炉。
14、烧结颈形成 neck formation烧结时在颗粒间形成颈状的联结。
15、起泡 blistering由于气体剧烈排出，在烧结件表面形成鼓泡的现象。
16、发汗 sweating压坯加热处理时液相渗出的现象。
17、烧结壳 sinter skin烧结时，烧结件上形成的一种表面层，其性能不同于产品内部。
18、相对密度 relative density多孔体的密度与无孔状态下同一成分材料的密度之比，以百分率表示。
19、径向压溃密度 radial crushing strength通过施加径向压力测定的烧结圆筒试样的破裂强度。
20、孔隙度 porosity多孔体中所有孔隙的体积与总体积之比。
21、扩散孔隙 diffusion porosity由于柯肯达尔效应导致的一种组元物质扩散到另一组元中形成的孔隙。
22、孔径分布 pore size distribution材料中存在的各级孔径按数量或体积计算的百分率。
23、表观硬度 apparent hardness在规定条件下测定的烧结材料的硬度，它包括了孔隙的影响。
24、实体硬度 solid hardness在规定条件下测定的烧结材料的某一相或颗粒或某一区域的硬度，它排除了孔隙的影响。
25、起泡压力 bubble-point pressure迫使气体通过液体浸渍的制品产生第一气泡所需的最小的压力。
26、流体透过性 fluid permeability在规定条件下测定的在单位时间内液体或气体通过多孔体的数量。
粉末冶金烧结炉sintering furnace for powder metallurgyfenmo yel、n shao】lelu 粉末冶金烧结炉(Sintering furnaee fo:pow- der metallurgy)用于粉末冶金材料或粉末冶金制品烧结的冶金炉。
类型烧结炉主要是电炉。
烧结电炉分为电阻烧结炉和感应烧结炉两大类，电阻烧结炉使用较多。
电阻烧结炉是通过电热元件将电能转变为热能用来进行烧结的电炉;感应烧结炉是利用电磁感应在金属内激励出电流使其加热的电炉。
按炉内使用气氛和真空度，电阻烧结炉分为普通气氛电阻烧结炉和真空电阻烧结炉，感应烧结炉亦可分为普通气氛感应烧结炉和真空感应烧结炉;按炉子结构型式，电阻烧结炉分为竖式电阻烧结炉和卧式电阻烧结炉，感应烧结炉亦可分为竖式感应烧结炉和卧式感应烧结炉;按作业性质，电阻烧结炉分为间断式电阻烧结炉和连续式电阻烧结炉，感应烧结炉亦可分为间断式感应烧结炉和连续式感应烧结炉。
此外，感应烧结炉按使用的频率，可分为中频感应烧结炉(sooHz一 lokHZ)和高频感应烧结炉(70一ZookHz)。
按加热方式，电阻烧结炉又分为间接加热式电阻烧结炉和直接加热式电阻烧结炉。
间接加热式电阻烧结炉是指电流通过电热元件发出热量，借辐射传热使炉膛温度升高从而将制品加热;直接加热式电阻烧结炉是指电流由电源通过接头直接流过被加热制品使其加热，例如，用于钨、钥、担和锐等难熔金属高温烧结的高温垂熔炉便是一种典型的直接加热式电阻烧结炉。
烧结时需要使用压力而有加压烧结炉，这种炉子主要用于薄层制品如粉末冶金摩擦片的烧结，钟罩炉便是一种典型的加压烧结炉。
电热元件电阻烧结炉的电热元件分为金属电热元件和非金属电热元件两大类。
金属电热元件有纯金属和合金两种。
纯金属电热元件有:铂(最高使用温度 1400C)、钥(最高使用温度1600C)、钨(最高使用温度2100一2500C)、担(最高使用温度2500C)等;合金电热元件有:镍铬系(最高使用温度105。
一110。
「C)、铁铬铝系(最高使用温度130。
~1400C)。
非金属电热元件有:碳化硅(最高使用温度145oC)、硅化钥(最高使用温度1700c)、石墨(最高使用温度3000c)等。
有代表性的是钥丝炉，应用也较广泛。
钥丝烧结炉的结利用金属和合金作电热元件的电阻烧结炉，根据构示意图如图1所示，工作温度1500‘C，常用来烧结电热元件的材质和形状，可分为钥丝炉、钨丝炉、钨棒粉末冶金材料和制品，特别是烧结硬质合金。
如果需要炉、钥片炉、钮片炉、镍铬丝炉和铁铬铝丝炉等。
其中最使用真空，便可制成真空铝丝炉、真空钨棒炉等。
性食困1卧式连续相丝烧结护结构示意图 l冷却水进口;2一氢气进口;3冷却水出口;4铂丝;5炉壳;6一高温测温计;7一热电偶;粉末冶金烧结理论theory of powder metallurgical sinteringfenmo yeiin Shaoiie IIlun 粉末冶金烧结理论(theory of powaer me- tallurgieal sintering)有关烧结驱动力、烧结过程中物质迁移的方式和烧结致密化动力学的理论。
烧结可分为固相烧结和液相烧结两类。
在固相烧结中，主要的烧结机理有粘性流动、蒸发凝聚、表面扩散、体积扩散、晶界扩散等几种。
(1)粘性流动。
烧结早期粉末颗粒间的粘结可视为在表面张力的作/尸~\ 用下，颗粒发生类似粘l、性液体的流动。
烧结的、。
剧l 两球模型如图所示，其、试l/ 烧结颈半径x和烧结时厂}一、\ 间t满足关系式:扩OCt。
l卜刊、 (2)蒸发一凝聚。
粉末颖、，粒球表面处的蒸气压高\/ 于烧结颈凹面的蒸气压，蒸气可在球表面产烧结的两球几何模型生，重新在烧结颈上凝聚，使烧结颈长大。
此机构的特征方程为:扩cct。
此机构对某些蒸气压在烧结温度下较高的物质有一定作用。
(3)体积扩散。
烧结颈处空位浓度高于颗粒的其他部位，空位将通过颗粒内部向球表面扩散，原子向烧结颈方向扩散，使烧结颈长大。
此机理的特征方程为:扩 o=t。
(4)表面扩散:。
物质通过表面扩散向烧结颈迁移，特征方程为:了cct。
(5)晶界扩散。
原子能通过晶界向烧结颈扩散。
晶界扩散系数较体积扩散系数大得多，因此晶界对烧结有重要意义。
此机构的特征方程为: x6cct。
实际的烧结过程非常复杂，往往同时包括上述多个机理。
在较低温度时，表面扩散有较大作用;在较高温度时，特别是烧结后期，即形成闭孔后，体积扩散和晶界扩散对致密化起主要作用。
表面扩散和蒸发一凝聚过程只使闭孔球化。
根据这些情况，已有学者提出了多种烧结机理综合作用的烧结理论。
在液相烧至靛丈程中，烧结机理有以下3种。
(1)颗粒重排。
液相的毛细管吸力使颗粒重新排列，以尽可能密堆，密度迅速增加。
此机理发生在液相大量产生的烧结初期。
(2)溶解一析出机理。
固体顺粒中曲率大的部位在液相中的溶解度大，溶质通过液相向低浓度部位，即曲率小的部位迁移，并析出。
(3)骨架形成，固相烧结机构。
当固体颗粒彼此接触后，烧结主要以固态扩散的方式进行。
前两种机理的特征方程分别为:(1)△V/ V。
~3天r一It‘+之;(2)△v/V。
=sK，r一‘tl/3。
式中△V/V。
为体积收缩率;r为原始颗粒半径;t为烧结时间。
BuB粉末冶金烧结工艺powder metallurgical sintering processfenmo yejin shaojie gongyi 粉末冶金烧结工艺(powder metallurgieal sintering Proc ess)将粉末或粉末压坯经过加热而得到强化和致密化制品的方法和技术。
烧结是粉末冶金过程中最重要的工序。
在烧结过程中，由于温度的变化粉末坯块顺粒之间发生粘结等物理化学变化，从而增加了烧结制品的电阻率、强度、硬度和密度，减小了孔隙度并使晶粒结构致密化。
根据致密化机理或烧结工艺条件的不同，烧结可分为液相烧结、固相烧结、活化烧结、反应烧结、瞬时液相烧结、超固相烧结、松装烧结、电阻烧结、电火花烧结、微波烧结和熔浸等。
为了控制周围环境对烧结制品的影响并调整烧结制品成分，在烧结中使用以下几类不同功能的烧结气氛:(1)氧化性气氛，包括纯氧、空气、水蒸气等，用于贵金属的烧结，氧化物弥散强化材料和某些含氧化物质点电接触材料的内氧化烧结以及预氧化活化烧结;(2)还原性气氛，包括氢、分解氨、煤气、转换天然气等，用于烧结时还原被氧化的金属及保护金属不被氧化，广泛用于铜、铁、钨、钥等合金制品的烧结中; (3)惰性或中性气氛，包括氮、氢、氦及真空等;(4) 渗碳气氛，即CO，CH;及其他碳氢化合物的气体，对于铁及低碳钢具有渗碳作用;(5)渗氮气氛，即NH3 以及对于某些合金系而言的NZ。
对于不同合金，上述分类可以有变化。
在烧结过程中，在不同阶段可能采用不同的气氛。
烧结制度包括升温、高温烧结、冷却等几个部分。
在烧结时，根据需要，可以采用快速升温，也可以采用慢速升温;可以直接升温到最高烧结温度，也可以分阶段逐步升温，如在需预烧或脱除成形剂和润滑剂时的情况，烧结温度和保温时间由金属特性和制品尺寸决定。
冷却也有慢冷、快冷和淬火等几种情况。
在烧结过程中，粉末体发生以下一系列变化:表面吸附的水分或气体挥发或分解;应力松弛;发生回复和再结晶;原子在颗粒表面、晶界或晶内扩散，使颗粒间的结合由机械结合逐步转变为冶金结合，化学组分均匀化;在有液相存在时，发生颗粒重排，固相物质的溶解和析出，液相网络提供一物质输运的快速通道。