21非铁金属及粉末冶金材料
上千种粉末冶金材料化学成分
上千种粉末冶金材料化学成分
摘要：
一、粉末冶金材料概述
二、粉末冶金材料的分类
三、粉末冶金材料的应用领域
四、粉末冶金材料的发展趋势与前景
正文：
粉末冶金材料是一种以金属粉末或金属与非金属粉末的混合物为原料，通过成形和烧结等工艺制造的金属材料或复合材料。
粉末冶金材料因其独特的化学成分和物理、力学性能，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。
粉末冶金材料可以分为以下几类：
1.粉末冶金结构材料：这类材料能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷，具有良好的力学性能。
包括烧结结构材料、粉末冶金高速钢等。
2.粉末冶金工模具材料：包括硬质合金、粉末冶金高速钢等。
这类材料具有较高的硬度、韧性和耐磨性，可用于制造切削刀具、模具和零件的坯件。
3.多孔粉末冶金材料：这类材料具有孔隙度可控的特点，如多孔过滤材料、多孔含油轴承等。
4.粉末冶金磁性材料：如铁氧体磁性材料、永磁合金等。
这类材料具有较高的磁性能，广泛应用于磁性器件、磁力矫治等领域。
5.粉末冶金功能材料：如电催化材料、导电材料、热管理材料等。
这类材料具有独特的功能特性，可在电子、能源等产业中发挥重要作用。
粉末冶金材料广泛应用于航空航天、汽车、摩托车、家电、能源、电子、通讯、仪器仪表等领域。
随着科技的进步和产业的发展，粉末冶金材料在新能源、节能减排、环保等领域将发挥越来越重要的作用。
粉末冶金材料的分类及应用
粉末冶金材料的分类及应用粉末冶金材料的分类及应用粉末冶金材料的分类及应用【摘要】粉末冶金材料有着传统熔铸工艺不能获取的独特化学成分及物理性能，且具有一次成型等特点，因此被广泛应用。
本文主要从粉末冶金材料的主要分类入手，重点对其应用进行了阐述，希望给行业相关人士一定的参考和借鉴。
【关键词】：粉末冶金;材料;分类;应用0.引言所谓的粉末冶金材料指的是用几种金属粉末或者金属与非金属粉末为原料，通过配比、压制成型以及烧结等特殊工艺制成的各类材料的总称，而这种与熔炼和铸造明显不同的工艺也被统称为粉末冶金法。
因其生产流程与陶瓷制品比较类似，所以又被称为金属陶瓷法。
就目前而言，粉末冶金法不单是用来制取某些特殊材料的方法，也是一种优质的少切屑或者无切屑方法，且其具有材料利用率高、生产效率高，节省占地面积及机床等优点。
然而粉末冶金法也并非万能之法，其无论是金属粉末还是模具都有着较高的成本，且制品的形状和大小都受到一定的限制。
1.粉末冶金材料的主要分类1.1传统的粉末冶金材料第一，铁基粉末冶金材料。
作为最传统也是最基本的粉末冶金材料，其在汽车制造行业的应用最为普遍，并随着经济的迅猛发展，汽车工业的不断扩大，铁基粉末冶金材料的应用范围也就变得越来越广阔，因此其需求量也越来越大。
与此同时，铁基粉末冶金材料对其他行业来说也非常重要。
第二，铜基粉末冶金材料。
众所周知，经过烧结铜基制作的零件抗腐蚀性相对来说比较好，且其表面光滑没有磁性干扰。
用来做铜基粉末冶金材料的主要材料有：烧结的青铜材质、黄铜材质以及铜镍合金材料等，此外还有少量的具有弥散性的强化铜等材质。
在现代，铜基粉末冶金材料主要备用到电工器件、机械设备零件等各个制造类领域中，同时也对过滤器、催化剂以及电刷等有一定的作用。
第三，难熔金属材料。
因这类材料的熔点、硬度、强度都比较高，因此其主要成分为难熔性的金属及金属合金复合材料，主要被应用国防、航空航天以及和研究领域等。
第四，硬质合金材料。
粉末冶金材料配方
粉末冶金材料配方粉末冶金（PowderMetallurgy，简称PM）是将金属（粉末）制成零件的一种技术，它比传统机械加工技术更省时、更可靠。
PM材料可用于制造锻件和其他类型的零件，它们的强度和耐久性比传统锻件要高。
PM材料的配方直接决定了最终零件的性能，因此非常重要。
PM 材料的配方通常包括金属、非金属和合金。
金属包括铁、钢、铝、镍、铜和锡等；非金属包括碳、氮、氧、硅、氟等；合金包括钨铁、铬钽、钛铌、钛钡和钛锌等。
PM材料通常需要经过多次添加材料来改变配方，以确保粉末在热压模具中获得高品质的零件。
PM材料的配方也可以用来制造膨胀体和其他特定形状、重量或力学性能的零件，这些零件经常用于涡轮机和制动器等电气设备。
PM 材料的配方还可以用来制造各种新型复合材料，用于特殊应用，如汽车零件、航天器零件和太阳能电池片。
为了达到最佳性能，PM材料的配方应该考虑其特性、性能和结构。
首先，应考虑金属和合金的粒子大小、元素组成和比例，以及非金属的种类和比例，这些都会影响PM材料的机械性能。
粒子大小和元素比例在确定烧结行为和结构的时候也很重要。
其次，应考虑PM 材料的热性能、弹性、疲劳和潮湿行为，以及高温、低温和抗腐蚀行为。
最后，应考虑PM材料的重量和形状，以及其制造的零件的尺寸和精度。
PM材料的配方是一项复杂的科学技术，需要考虑多因素因素，改变其中任何一个因素都会引起PM材料性能的变化。
经验丰富的冶金工程师可以根据用户的要求，研究不同的材料配方，确定最优的配方，并可以给出有关参数和具体的生产工艺要求。
PM材料的配方是一门复杂的科学技术，其配方的精密性和复杂性直接影响零件的性能，因此需要专业的冶金工程师研究原料配方，及时调整配方，以达到最佳性能。
只有通过正确的配方和工艺技术，才能达到最佳的性能要求，保证质量，并降低生产成本。
粉末冶金
热处理炉
粉末冶金件的显微结构通常不如传统钢件那样均匀，因此在淬火表面以下任何给定距离，烧结钢件的显微硬 度值比传统钢要分散得多。有时候试锥打在马氏体基体中分散的铁素体、残留奥氏体或珠光体的软点上或孔隙上， 测量会有很大的偏差。
Ⅱ-6粉末冶金常见缺陷：
缺陷内容
图片
原因及解决方法
每个烧结炉中第 一个部件发泡
（2）、高速压制技术
原理：高速压制采用液压冲击机,它与传统压制有许多相似之处,但关键是压制速度比传统快500～1000倍, 其压头速度高达2～30m/s,因而适用于大批量生产 特点：压制件密度提高，提高幅度在0.3g/cm3左右；压制件抗拉强度可提高20%～25%；高速压制压坯径向 弹性后效很小, 脱模力较低；高速压制的密度较均匀, 其偏差小于0.01g/cm3
粉末冶金工艺
Ⅰ粉末冶金概述
粉末冶金是一门制造金属粉末，并以金属粉末（有时也添加少量 非金属粉末）为原料，经过混合、成形和烧结，制造材料或制品的技 术。
粉末冶金最突出的优点有两个： (1)能够制造目前使用其他工艺无法制造或难于制造的材料和制 品，如多孔、发汗、减震、隔音等材料和制品，钨、钼、钛等难熔金 属材料和制品，金属-塑料、双金属等复合材料及制品。 (2)能够直接制造出合乎或者接近成品尺寸要求的制品，从而减 少或取消机械加工，其材料利用率可以高达95%以上，它还能在一些 制品中以铁代铜，做到了“省材、节能”。
对于支架、连杆、轴承板、偏心轮以及配种块，一般选用SMF40系列，优点是成形性好，价格低，烧结硬 度低，整形容易，缺点是一般变化率大，非整形的产品尺寸相对不易控制。对于轴套、隔套等定位零件，AMF 和SMF系列均可，视其功能及工作要求选用，对于荷重齿轮、链轮、棘轮选用SMF50系列，其中的镍和钼均可
粉末冶金材料的应用
粉末冶金材料的应用粉末冶金是一种重要的材料加工方法，它通过将金属或非金属粉末压制成所需形状，然后在高温下烧结或热处理，从而制造出各种精密的工程材料。
粉末冶金材料在各个领域都有广泛的应用，以下是一些典型的应用领域：1. 汽车工业：●引擎零件，如曲轴、连杆、气缸套等，常使用粉末冶金材料制造，因为它们具有高强度、轻量化和耐磨性等特点。
●制动系统中的金属基复合材料，用于提高制动性能和耐磨性。
2. 航空航天业：●航空发动机零件，如涡轮叶片、涡轮盘等，通常使用超合金粉末冶金材料制造，以承受高温和高压条件下的应力。
●航天器的结构组件，如火箭发动机零件、卫星零件等。
3. 医疗器械：●人工关节、牙科植入物和医用工具等医疗器械中，粉末冶金材料常用于制造耐腐蚀、生物相容性好的部件。
4. 电子和电气工程：●电子电路板上的金属化连接器、封装材料和导电粘合剂中常使用粉末冶金材料。
●用于磁性元件、电感器和传感器的软磁材料，如铁氧体粉末。
5. 工具和刀具：●刀片、铣刀、钻头、齿轮和锯片等切削工具常使用粉末冶金材料制造，因为它们具有高硬度、耐磨性和耐热性。
●硬质合金（碳化钨等）用于制造切削刀具。
6. 磁性材料：●用于电机、变压器、传感器和磁盘驱动器的永磁体材料。
●电感线圈和电子元件的软磁材料。
7. 能源产业：●用于太阳能电池和燃料电池的材料。
●用于储能系统中的电池材料。
总的来说，粉末冶金材料在制造业中发挥着重要作用，因为它们具有高度可控性、高精度和多种定制化特性，可以满足各种应用的要求。
由于粉末冶金材料的广泛适用性和优越性能，它们在现代工程和科学领域中扮演着不可或缺的角色。
粉末冶金是什么
粉末冶金是什么?粉末冶金（Powder Metallurgy)是制取金属粉末，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）制成材料和制品的工艺技术。
它是冶金和材料科学的一个重要分支学科。
粉末冶金有历史2500年前块炼铁锻造法制造铁器20世纪初制取难熔金属。
1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展；1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命。
30年代成功制取含油轴承。
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。
40年代金属陶瓷、弥散强化等材料60年代粉末冶金高速钢，粉末高温合金应用80年代~ 汽车领域应用迅速发展粉末冶金的特点节材，节能低环境污染较好的尺寸精度较好的表面状态接近最终形状降低产品制造成本产品一致性好特殊的多合金组织多孔性组织复杂的形状适合大批量生产经济性节能：粉末成形所需压力远低于锻造、辊轧等传统制程；烧结温度又低于主成分熔点。
故耗费之能源远低于铸造、机械加工等其它制程。
省材：粉末冶金法的材料利用率高达95%以上，远高于其它制程。
例如机械加工法的材料利用率平均仅有40∼50%之间。
省时：在自动化生产在线，成形一个生胚的时间可低至0.5秒；而每一成品所耗费的平均烧结时间亦可低至数秒钟。
其时间成本远低于其它制程。
精度：粉末冶金产品的尺寸精度极高，在一般用途中，几乎无须后续加工性质上某些具有独特性质或显微组织的产品，除粉末冶金制程外，无法以其它制程获得。
例如：多孔材料：过滤器、含油轴承、透气钢等复合材料：弥散强化或纤维强化复合材料合金系统：大部分合金系统均有固溶限，超过此一限度，其铸造组织会产生共晶、共析、或金属间化合物等偏析现象，形成不均匀的组织结构；而某些元素间即使在熔融状态下也不互溶，故不可能以铸造法制造。
粉末冶金法的特性却使其可轻易调配出任意比例且组织均匀的合金材质(因其制程中未达熔点)。
特殊性上有些材料虽可能以其它方法制作，在实作上却有相当的困难度，例如：高熔点金属：钨(3380℃)、钼(2615℃)、陶瓷等高熔点材料很难熔化铸造。
非铁金属材料与粉末冶金材料知识
非铁金属材料与粉末冶金材料知识非铁金属材料与粉末冶金材料知识非铁金属材料指除铁以外的金属材料。
非铁金属材料具有重要的物理、化学和机械特性，被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域。
非铁金属材料能够制造出高强度、高耐热、高抗腐蚀、高导电和耐磨损的材料。
下面将介绍几种常见的非铁金属材料。
1.铜及其合金铜是唯一既能够被用作结构材料，又能够被用来制造电器、导线等高电导性材料的金属材料。
铜合金包括黄铜、青铜、铜铝合金、铜镍合金和铜镍硅合金等。
在黄铜中，含有30%至40%的锌，既能够提高铜的强度，又能够降低材料成本。
青铜中，铜和锡的比例大概是9：1，它具有良好的耐腐蚀性和机械性能，被广泛应用于制造自动化机器、伺服机和船舶轴承等领域。
2.铝及其合金铝合金具有轻、强度高、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空、汽车和建筑等领域。
铝合金的主要组成元素是铜、镁和锌。
在铝合金中，不同的合金组成会产生不同的性能。
例如，铝镁合金强度高、刚性好、耐腐蚀性好；铝锰合金具有高的强度和淬火性能；铝锌合金容易加工，强度高；铝铝合金强度高、可焊。
3.镁及其合金镁具有极低的密度，仅为钢的2/3、铝的1/4，所以被称为轻金属。
镁的强度和硬度较低，但其强度和刚性可以通过合金化得到提高。
镁合金主要包括镁铝合金、镁锌合金和镁锰合金。
镁合金具有极低的密度、良好的耐腐蚀性、高的热导率和良好的可加工性。
4.钛及其合金钛和其合金具有优异的机械性能、抗腐蚀性能、重量轻，因此被广泛应用于航空、航天、船舶、汽车、医疗等领域。
钛合金的主要组成元素为铝、钼、铁、钒等，其中最重要的是钛铝合金和钛铝锌合金。
钛及其合金具有良好的可塑性、良好的焊接性和优异的热膨胀性和低温性能。
5.镍及其合金镍合金主要包括镍铬合金、镍钴合金、镍钼合金等。
镍及其合金具有极高的耐热性、耐腐蚀性和耐磨性，因此被广泛应用于石化、航空、航天和制造业等领域。
在极端条件下，镍合金可以保持其稳定性和可靠性，尤其是在高温、高压环境下，镍合金的性能十分优越。
机械工程材料及成形工艺非铁金属和粉末冶金材料
日常生活领域
体育器材：如自行车、摩托艇、网球拍、马具、高尔夫球头等。 医疗器材：牙种植、齿形矫正器，人工关节、心脏瓣膜、、假肢等 照相器材：快门金属帘布、照相机外壳、取景镜架等 其它：手表壳体、表带，珠宝，眼镜架等
钛合金应用示例1
应用示例2
钛-钢复合板反釜
全钛换热器
• 变形铝合金牌号表示方法
用四位字符表示 四位字符表示规则 例如：2A11表示主要合金元素为铜的11号Al-Cu原始铝合金
变形铝合金牌号及标记方法
第一位：数字如表所示 第二位：数字（或字符）表示原始纯铝或铝合金的改型情况 第三、四位：表示同一组中的铝合金序号；纯铝则表示铝的 纯度，小数点后面的两位数字
• 工业纯钛在不同温度下的力学性能
温度/℃ b/MPa s/MPa
/%
20
520
400
24
-196
990
750
44
-253
1280
900
29
-269
1210
870
35
ψ/% 59 68 64 58
• 纯钛的应用 耐腐蚀件：化工、滨海发电、舰船、电镀热交换器 生物材料：与骨组织牢固结合 生活用品：如高尔夫球杆、网球拍，在珠宝行业
应用： 形状复杂的中等负荷零件， 如压缩机叶片，飞机桨叶片
常用变形铝合金牌号、性能及应用
（续表）
四、铸造铝合金（分类与牌号表示）
• 分类、代号：
铸造Al–Si合金，代号ZL1××，如ZL102 铸造Al–Cu合金，代号ZL2××，如ZL201 铸造Al–Mg合金，代号ZL3××，如ZL303 铸造Al–Zn合金，代号ZL4××，如ZL401
和α固溶体组织。固溶处理后的铝合金强度、硬度并不高
粉末冶金行业相关材料
粉末冶金行业相关材料
粉末冶金是指先将金属或者非金属的原料粉末化，再进行成型、烧结、热处理等加工过程的一种先进的材料制备工艺，它作为一种针对性很强的材料制备技术，被广泛地应用在航空、航天、汽车、电子、机械等领域，尤其是在新材料的开发与制造中，其应用前景非常广阔。
而在粉末冶金行业中，相关材料的种类也是多种多样，下面我们就来详细了解一下。
1. 金属粉末：金属粉末是粉末冶金行业中最基础的材料。
金属粉末是指将金属铸块、金属管材等物体进行粉碎或溅射而形成的颗粒状物质，它具有高密度、高纯度、化学性稳定、热稳定等特点。
目前市场上常用的金属粉末有铝、镁、铜、铁、钛、锌、锡等等。
2. 陶瓷粉末：陶瓷粉末也是粉末冶金行业中使用较为广
泛的一种材料。
陶瓷粉末是由氧化物、碳酸盐或者其他未完全熔化的原材料制备而成，具有多孔、高半导体和耐高温等性质，广泛应用于制造陶瓷器具、电子陶瓷、陶瓷刀具等领域。
3. 碳素材料：碳素材料是由高纯度的碳粉制备而成的材料，主要包括石墨、碳纤维、碳纳米管等各种形态。
碳素材料具有高强度、高温稳定、电导率高等特点，在航空航天、轻工等领域有非常广泛的应用。
4. 功能材料：功能材料是指在粉末冶金行业中经过特殊
加工，赋予特殊的功能的材料。
常见的功能材料有高强度耐高
温合金、复合材料、超硬材料等，这些材料在军品、工业、医疗、通信等领域都有广泛的应用。
总的来说，随着科技的不断进步，粉末冶金行业在未来将会成为更加重要的产业之一。
而在这个行业中，各种材料的应用将会更加广泛，也会激发出更多的科技创新和发展潜力。
粉末冶金概论PPT课件
机械合金化制备的合金粉末具有优异的综合性能，如高硬度、良好的耐磨性和耐腐 蚀性等，广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。
化学共沉淀法
化学共沉淀法是一种制备金属或金属氧化物粉末的常用方法。
电子工业
粉末冶金材料可用于制造电子元件和 集成电路的封装外壳、散热器等。
国防工业
粉末冶金技术对于国防工业至关重要， 用于制造高性能的武器装备和军事器 材。
05
04
航空航天
粉末冶金材料具有高强度、轻量化的 特点，在航空航天领域中广泛应用于 制造飞机和火箭的结构件。
粉末冶金的发展历程
20世纪初
粉末冶金技术开始发展，主要用于制造含油轴承 和硬质合金。
粉末冶金在新能源领域的应用 主要包括风能、太阳能等领域
。
粉末冶金零件如粉末冶金轴承 、粉末冶金齿轮等在风力发电 机组中广泛应用，提高了风能
利用率。
粉末冶金材料在太阳能光伏电 池的制造过程中也发挥了重要 作用，提高了光电转换效率。
随着新能源技术的不断发展， 粉末冶金在高效储能、绿色能 源转换等方面的应用将具有广 阔前景。
在喷雾干燥法中，首先将原料溶液或悬浮液送入雾化器， 在雾化器中经压力或旋转作用形成细小液滴，然后在热空 气中迅速蒸发干燥，得到固体粉末。
喷雾干燥法制备的粉末具有粒度均匀、形状规则、流动性 好等优点，广泛应用于陶瓷、涂料、医药等领域。
热分解法
1
热分解法是一种通过加热分解含有目标产物的化 合物来制备金属或非金属粉末的方法。
05 粉末冶金材料
硬质合金
硬质合金是由硬质相和粘结剂 组成的粉末冶金材料，具有高 硬度、高耐磨性和良好的化学 稳定性。
粉末冶金(材料)
粉末冶金粉末冶金简介粉末冶金是冶金和材料科学的一个分支，是以制造金属粉末和以金属粉末（包括混入少量非金属粉末）为原料，用成形——烧结法制造材料与制品的行业。
粉末冶金行业是机械工业中重要的基础零部件制造业。
粉末冶金制品按金属粉基和用途的不同，大致可分为粉末冶金机械零件、摩擦材料、磁性材料、硬质合金材料等，其中粉末冶金机械零件的应用领域广、需求量大、技术含量高，是粉末冶金行业中的主导产品。
随着现代粉末冶金制造技术的发展，粉末冶金制品作为可替代常规的金属铸、锻、切削加工和结构复杂难以切削加工的机械零件，其配套应用领域不断拓宽。
从普通机械制造到精密仪器，从五金工具到大型机械，从电子工业到电机制造，从民用工业到军事工业，从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影。
在民用工业领域，粉末冶金制品已成为汽车、摩托车、家电、电动工具、农业机械、办公用具等行业不可或缺的配套基础零部件。
粉末冶金材料的主要类型1、硬质合金硬质合金是以一种或几种难熔碳化物的粉末为主要成分，加入起粘结作用的钴粉末，用粉末冶金法制得的材料。
常用硬质合金按成分和性能特点分为：钨钴类、钨钴钛类、钨钛钽（铌）类。
（1）硬质合金的性能硬度高，常温下硬度可达69-81HRC。
热硬性高，可达900-1000℃。
耐磨性好，其切削速度比高速工具钢高4-7倍，刀具寿命高5-80倍，可切削50HRC左右的硬质材料。
抗压强度高，但抗弯强度低，韧性差。
耐腐蚀性和抗氧化性良好。
线膨胀系数小，但导热性差。
硬质合金材料不能用一般的切削方法加工，只能采用电加工（如电火花、线切割、电解磨削等）或砂轮磨削。
因此，一般是将硬质合金制品钎焊、粘结或机械夹固在刀体或模具上使用。
（2）切削加工用硬质合金的分类和分组代号根据GB2075-87规定，切削加工用硬质合金按其切屑排除形式和加工对象范围不同分为P、M、K三个类别，根据被加工材质及适应的加工条件不同，将各类硬质合金按用途进行分组，其代号由在主要类别代号后面加一组数字组成，如P01、M10、K20等。
《汽车材料》期末考试试卷及答案
《汽车材料》期末考试试卷及答案2021—2022学年第二学期一、判断题（每小题2分，共20分）1.现代汽车已经采用了更多的有色金属材料，非金属材料和粉末冶金材料，钢铁材料正逐渐被代替。
（）2. 2.耐磨钢通常是指在强烈冲击和挤压作用下具有高耐磨性能的高镭钢。
（）3. 3.铸造铝合金一般不进行压力加工，只用于铸造成形。
（）4. 4.生胶一般不能直接制造橡胶制品。
（）5. 5.晶须纤维系增强陶瓷具有高强度、高抗断裂韧性的性能特点。
（）6.6.汽油的10%储出温度表示汽油中轻质储分的含量，其温度越低，汽油发动机在低温时越容易启动。
（）7.7.加有降凝、抗氧、抗磨、清净分散剂等多种添加剂的稠化发动机润滑油，使用时油色会很快变深，这是不正常现象，应尽快更换合适的润滑油。
（）8.8.制动液的橡胶配伍性可通过皮碗试验来评定。
（）9.9.进行洗车作业时，可用洗衣粉或洗洁精代替专业清洗剂洗车。
（）10.10.油浸式点火线圈中的油的主要作用是散热。
（）二、填空题（每小题2分，共20分）1.汽车材料通常分为和两大类。
2.含碳量大于2.11%的铁碳合金称,含碳量小于2.11%的铁碳合金称为O3.金属材料学上通常把称为黑色金属，而把除了黑色金属以外的其他金属统称为O4.塑料是以为基体，并加入某些而制成的高分子材料。
5.燃料通常是指能够将自身储存的通过化学反应（燃烧）转变为物质。
6.发动机润滑油的作用主要有、、、及。
7.汽车制动液俗称,是用于汽车制动系统中传递压力，以制止车轮转动的液体。
8.汽车电气设备中的电气元件采用了大量的绝缘材料，如分电器中的分电器盖、分火、、、°9.汽油的蒸发性是指汽油由状态转化为状态的能力。
10.在保证润滑的前提下，应选用黏度等级的齿轮油；应尽可能选用多级油，以避免季节换油造成的。
三、单项选择题（每小题2分，共20分）1.下列不属于汽车工作液的是（）A.润滑脂B.液压油C.制动液2.下列不属于金属材料使用性能的是（）A.焊接性能B.物理性能C.力学性能3.（）是决定钢性能的主要元素。
粉末冶金材料的分类及应用
粉末冶金材料的分类及应用
粉末冶金材料是一种经过特殊处理的金属粉末，它是一种新型材料，具有性能优越，容易加工等特点。
粉末冶金材料可以分为几大类：
铁基粉末冶金材料：包括钢铁、不锈钢、弹性体和马氏体等，通常应用于矿山机械设备、航空航天以及各种工业机械装备。
非铁基粉末冶金材料：包括镁合金、铝合金、铜合金、锡合金等，主要用于制造建筑材料、泵、电力设备，以及电子、造纸和印刷行业等。
混合粉末冶金材料：广泛应用于航空航天、船舶和机械工业中，如铬钼合金、铜钛合金、钛合金等。
高温合金：又称耐高温合金，具有抗热侵蚀性能好，可以承受大量热负荷，是火力发电厂和军工行业所经常使用的一种粉末冶金材料。
磁性粉末冶金材料：由磁性金属粉末制成，主要用于制造磁记录存储介质、磁性分离设备、电磁制动器等。
以上是粉末冶金材料的主要分类，它们的应用也是十分广泛的。
粉末冶金材料用于制造航空航天、机械制造和电子行业的部件，也可以用于汽车制造，电力、核能及石油化工行业，以及汽车、摩托车、电脑、DVD/CD光盘等消费品的整体或零部件制造。
粉末冶金材料还能够制作出具有精密尺寸的各种零件，以及容易分解的模块性产品，在微电子、精密装备和数控机床上也有很多应用。
此外，粉末冶金材料的应用还可以延伸到生物医学材料的研究中，以及复合材料的制备上，它具有更好的表面性能、耐腐蚀性能和系统性能，为工业制造提供了新的发展方向。
粉末冶金成形及非金属成形
化工容器、管道、法兰接头、汽车零件、仪表罩壳
酚醛（PF） 强度和刚性好，耐磨性良好，易于成形
仪表外壳、灯头、插座
尼龙（PA） 韧性好，耐磨、耐油、吸水性大，影响尺寸稳定性
轴承、密封圈、轴瓦、石墨填充轴承
聚甲醛（POM）
耐磨、耐疲劳，抗冲击，摩擦系数低，吸水率小，但成形收缩率较大 大型轴承、齿轮、蜗轮、轴套。阀杆、螺母等。
浮动模压制：浮动模压制
压坯密度较均匀，适于压制 高度或厚度较大的制品。
2．粉末轧制 将粉末引入一对旋转轧辊之间使其压实成连续带坯
的方法。 适用于生产多孔材料、摩擦材料、复合材料和硬质合
金等的板材及带材。
3．挤压成形 将置于挤压筒内的粉末、压
坯或烧结体通过模孔压出的成 形方法
设备简单、生产率高，可以 获得沿长度方向密度均匀的制 品。 用于生产截面较简单的条、棒 和螺旋形条、棒（如麻花钻）
特点
第5章 粉末冶金成形
粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等 工艺将金属粉末（或与非金属粉末）的混合物制 成制品的加工方法
既可以制取用普通熔炼方法难以制取的特殊 材料，又可以制造各种精密的机械零件 省工省料
模具和金属粉末成本较高
批量小时或制品尺寸过大时不宜采用
普通粉末冶金制品的密度较低且很不均匀，强 度比相应的铸件或锻件约低20%～30%；一般只适 用于中、小型制品的成批、大量生产。
具有特殊性能的制品如硬质合金、金属陶瓷等
3．影响粉末制品烧结质量的因素 粉末制品的烧结质量取决于烧结温度、烧结时间
和烧结气氛等因素。 (1) 烧结温度和时间： 烧结温度过高或或过低， 时间过长或过短，都会使产品性能下降
粉末冶金材料的分类及应用
粉末冶金材料的分类及应用粉末冶金制备技术已经应用在金属材料、有色金属材料和合金以及非金属材料 You can answer the question for a1word1.金属粉末：包括钢材粉末，铝材粉末，铜材粉末，硅钢粉末，钨钢粉末，铌钢粉末，镍基合金粉末等金属材料，用于重力冶金，无损冶金成形，热喷涂，激光熔覆等工艺。
2.有色金属粉末：以金、银、铂族金属和稀土为主的有色金属粉末，可用于珠宝行业，电子制造等行业，例如：铂粒子粉末，金粒子粉末，银粒子粉末，稀土元素粉末等。
3.合金粉末：主要由钢、铝、铜、钛等不同金属元素构成的合金粉末，用于耐热合金的热喷涂、焊接材料的制备及航空航天、汽车等用途，如：钛基合金粉末，铝基合金粉末，高温合金粉末等。
4.非金属粉末：如氧化铝，氧化铬，硅酸盐，氮化硅，金刚石，碳纤维等，用于无损冶金，纳米加工，锻炼成形，高温耐火，特种表面处理等领域。
1.电子行业：电子行业中经常使用的材料包括铁氧体材料，热稳定性陶瓷材料，介质材料，接触材料等，其中有色金属粉末可以用于涂覆层的制造，耐电强度较高，耐磨性能也很好，所以经常常用于电子设备的制造。
2.汽车行业：粉末冶金技术可以用于汽车零部件，不锈钢汽车零部件，表面光洁度高，硬度高，耐腐蚀性能好，所以可以大大减少汽车零部件的磨损和损坏，大大延长服役寿命。
3.航空航天行业：粉末冶金材料可用于燃气喷头的精加工，采用粉末冶金技术可以有效降低重量，减少空气阻力，提升机体性能。
此外，还可以制备耐高温，耐压，耐冲击和耐腐蚀的合金部件，降低飞行风险。
4.纳米技术：粉末冶金技术可用于纳米加工，制备纳米晶体材料，例如金属纳米结构，金属氧化物纳米晶体材料，有机无机杂化材料等，具有催化，化学传感，生物传感等多种性能，用于医药研究和生物传感器的开发。
粉末冶金
粉末冶金材料粉末冶金材料用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。
粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能，如材料的孔隙度可控，材料组织均匀、无宏观偏析（合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象），可一次成型等。
[英文]：powder metallurgy material[解释]：用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。
粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能，如材料的孔隙度可控，材料组织均匀、无宏观偏析（合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象），可一次成型等。
通常按用途分为7类。
①粉末冶金减摩材料。
又称烧结减摩材料。
通过在材料孔隙中浸润滑油或在材料成分中加减摩剂或固体润滑剂制得。
材料表面间的摩擦系数小，在有限润滑油条件下，使用寿命长、可靠性高；在干摩擦条件下，依靠自身或表层含有的润滑剂，即具有自润滑效果。
广泛用于制造轴承、支承衬套或作端面密封等。
②粉末冶金多孔材料。
又称多孔烧结材料。
由球状或不规则形状的金属或合金粉末经成型、烧结制成。
材料内部孔道纵横交错、互相贯通，一般有30％～60％的体积孔隙度，孔径1～100微米。
透过性能和导热、导电性能好，耐高温、低温，抗热震，抗介质腐蚀。
用于制造过滤器、多孔电极、灭火装置、防冻装置等。
③粉末冶金结构材料。
又称烧结结构材料。
能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷，并能在摩擦磨损条件下工作。
由于材料内部有残余孔隙存在，其延展性和冲击值比化学成分相同的铸锻件低，从而使其应用范围受限。
④粉末冶金摩擦材料。
又称烧结摩擦材料。
由基体金属（铜、铁或其他合金）、润滑组元（铅、石墨、二硫化钼等）、摩擦组元（二氧化硅、石棉等）3部分组成。
其摩擦系数高，能很快吸收动能，制动、传动速度快、磨损小；强度高，耐高温，导热性好；抗咬合性好，耐腐蚀，受油脂、潮湿影响小。
粉末冶金工艺及材料
粉末冶金工艺及材料粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。
但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。
粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比，具有以下特点：1.粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。
2.提高材料性能。
用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。
3.利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。
提高材料利用率，降低成本。
粉末冶金的品种繁多，主要有：钨等难熔金属及合金制品；用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等硬质合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀，还可制造模具等；Cu合金、不锈钢及Ni 等多孔材料，用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。
随着粉末冶金生产技术的发展，粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。
1粉末冶金基础知识⒈1粉末的化学成分及性能尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米(μm)或纳米(nm)。
1.粉末的化学成分常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。
2.粉末的物理性能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。
图7.1.1描绘了由若干一次颗粒聚集成二次颗粒的情形。
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。
粉末冶金
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。
粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。
由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。
粉末冶金特点粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。
运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等，是一种少无切削工艺。
（1）粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。
在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料（如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等）具有重要的作用。
（2）可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。
（3）可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。
（4）可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。
（5）可以实现净近形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗。
（6）可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。
我们常见的机加工刀具，五金磨具，很多就是粉末冶金技术制造的。
雾化法制备金属粉末----低氧含量铁粉生产在无氧气氛中进行, 并包含一些石蜡,这些分解为碳与氢。
碳与铁反应, 形成很薄的富碳表面层。
碳含量使颗粒的延性降低, 但提高了表面的烧结活性。
非铁金属材料汇总
1.1 工业纯铝
2. 纯铝的牌号及应用
☻工业纯铝 纯度为98.0%~99.0% ,字母“L”表示，数字越大，纯度越低, 如：L1、
L2、L3……. 。 用途：L1、L2、L3：用于高导电体、电缆、导电机件和防腐机械。 L4、L5、L6：用于器皿、管材、棒材、型材和铆钉等。 L7：用于日用品。
☻工业高纯铝 纯度为99.90％～≥99.99％的铝 。 用途：用作电解电容器用的阳极箔、电容器引线、集成电路导线、
真空蒸发材料、超导体的稳定导体、磁盘合金和高断裂韧性铝合金的 基体金属。
1.铝合金分为变 形铝合金和铸造铝 合金两大类。 变形铝合金又分为 可热处理强化和不 可热处理强化两类.
铝合金分类示意 图
图1-2 晶格参数
三、常用铝合金牌号、性能及用途
1、变形铝合金 ⑴ 变形铝及铝合金牌号表示方法 根据国标规定 ，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字 体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号。
5 粉末冶金材料 5.1 粉末冶金材料的生产 5.2 常用的粉末冶金材料
1 铝及铝合金
1.1 工业纯铝
1. 纯铝的主要特性 ☻铝的熔点为660.4℃ ,密度低,铝的导电性和导热性好 ;铝 的化学活泼性极高 ;铝的无磁性 ;在淡水、食物中也具有 很好的耐蚀性. ☻纯铝的强度低，σb仅为70Mpa，可进行冷热压力加工, 可通过冷加工强化或加入合金元素及其热处理强化. ☻纯铝中的主要杂质是Fe和Si，其次尚有Cu、Zn、Mn、 Ni、Ti等 .
二、工业纯铜的牌号及应用 工业纯铜 ：用“T”作为铜的汉语拼音字头，数字表示 顺序号。数字越大，纯度越低。 无氧铜：用 “T”和“W”加上序号表示，如TW1、 TW2。 在TW后加脱氧剂化学元素符号表示，如TWP、TWMn。
上千种粉末冶金材料化学成分
上千种粉末冶金材料化学成分1. 简介粉末冶金是一种通过将金属或非金属材料粉末进行成型和烧结等工艺加工，制备高性能材料的方法。
粉末冶金材料具有优异的物理、化学和机械性能，广泛应用于汽车、航空航天、电子、机械制造等领域。
本文将介绍上千种粉末冶金材料的化学成分及其特点。
2. 金属粉末冶金材料2.1 铝合金粉末铝合金粉末是一种常见的金属粉末冶金材料，主要成分为铝及其合金元素。
常见的铝合金粉末包括铝硅合金粉末、铝镁合金粉末、铝锰合金粉末等。
这些材料具有低密度、高强度、良好的耐腐蚀性和导热性能，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
2.2 钛合金粉末钛合金粉末是一种轻质高强度的金属粉末冶金材料，主要成分为钛及其合金元素。
常见的钛合金粉末包括纯钛粉末、钛铝合金粉末、钛钼合金粉末等。
这些材料具有良好的耐腐蚀性、高温强度和生物相容性，在航空航天、医疗器械等领域有广泛应用。
2.3 不锈钢粉末不锈钢粉末是一种耐腐蚀的金属粉末冶金材料，主要成分为铁、铬、镍等元素。
不锈钢粉末具有良好的耐腐蚀性、强度和韧性，广泛应用于制造耐腐蚀设备、管道、压力容器等领域。
2.4 铜粉末铜粉末是一种导电性能良好的金属粉末冶金材料，主要成分为铜。
铜粉末具有良好的导电性、导热性和可塑性，广泛应用于电子器件、电线电缆、印刷电路板等领域。
2.5 铁粉末铁粉末是一种常见的金属粉末冶金材料，主要成分为铁。
铁粉末具有良好的磁性能、导电性和韧性，广泛应用于电机、变压器、传感器等领域。
3. 非金属粉末冶金材料3.1 陶瓷粉末陶瓷粉末是一种常见的非金属粉末冶金材料，主要成分为氧化物、碳化物、氮化物等。
常见的陶瓷粉末包括氧化铝粉末、氧化锆粉末、碳化硅粉末等。
这些材料具有高硬度、耐磨性和耐高温性能，广泛应用于陶瓷制品、磨料、耐火材料等领域。
3.2 碳纤维粉末碳纤维粉末是一种高强度、高模量的非金属粉末冶金材料，主要成分为碳。
碳纤维粉末具有轻质、高强度、耐腐蚀性和导电性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
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工业纯铝的牌号按杂质含量编制。有1070、1370、1050、 1035、1200等，编号越大，杂质含量越高，纯度越低。 主要制作电线、电缆及强度要求不高的器皿。 二、常用铝合金 1．铝合金的分类及热处理 (1) 分类
2．变形铝合金
(1) 防锈铝合金。热处理不能强化。
主要有Al-Mn、Al-Me系。强度适中、良好的 塑性和抗蚀性。主要制造油罐、各种容器等。
(2)硬铝合金。Al-Cu-Me、Al-Cu-Mn系。
淬火和时效后可获得高强度，故称硬铝。由 于耐蚀性差，有些硬铝板材在表面包一层纯铝后 使用。可轧成板材、管材和型材，以制造较高负 荷下的铆接与焊接零件。
根据成分及生产工艺分：变形铝合金和铸造铝合金。 铝合金相图的一般类型如图所示。
D左，当加热到固溶线以上时，可获得均匀的单相固溶体，塑性 好，易锻压，称变形铝合金。D右，由于共晶组织的存在，只适
于铸造，称铸造铝合金。
变形铝合金又分为两类。
F 点左，固溶体的溶解度
不随温度变化，故不能用热处 理方法强化，称不能用热处理 强化合金。
3) H62。有较高的强度，热态下塑性良好，切削性能 好，易焊接，耐腐蚀，价格较便宜，工业应用较多， 如作散热器、油管、垫片、螺钉等。
由于不稳定固溶体在析出第二相过程中会导致晶格畸变， 从而使合金的强度和硬度显著提高，而塑性则明显下降。
这种力学性能在固溶处理后随时间发生显著变化的现
象称为“时效强化”或“时效”。
在室温下进行的时效称“自然时效”，加热条件下
(100～200℃)进行的时效称“人工时效”。
时效温度越高，则时效过程越快，但强化的效果越差。
铜及铜合金
一、工业纯铜 外观呈紫红色曾称紫铜，有良好的塑性、导电导热性 和耐蚀性，但强度低(200～250MPa)，不宜作结构零件， 广泛用于制造电线、电缆、铜管及配制铜合金。 代号有T1、T2、T3。序号越大，纯度越低。T1、T2主 要制造导电器材或配制高级铜合金。T3主要配制普通 铜合金。 二、常用铜合金 黄铜：以铜和锌为主的合金。普通黄铜是铜锌合金； 在铜锌合金中加硅、锡、铝、铅、锰等称特殊黄铜。 白铜：铜、镍为主的合金。 青铜：除黄铜和白铜外的铜合金。
牌号：Z＋Al＋主要合金元素及质量分数，如
ZAlSi12，表示ωSi = 12％的铸造铝合金。
1)铝硅系(硅铝明)。牌号最多、应用最广。
有良好的铸造性，加铜、镁、锰等元素使强化，
并通过热处理进一步提高力学性能。
作内燃机活塞、汽缸体、汽缸套、形状复杂的薄壁零 件、仪表外壳等。
2)铝铜系。强度较高，加入镍、锰可提高耐热性，用 于高强度或高温下工作的零件。
F点右，固溶体的溶解度
随温度变化，可用热处理强化， 称能用热处理强化合金。
(2) 铝合金的热处理
固溶处理----将能热处理强化的变形铝合金加热到某一
温度，保温获得均匀一致的固溶体，在水中急冷，使α固溶
体来不及发生脱溶反应。
固溶处理的铝合金，常温下其固溶体处于不稳定的过饱 和状态，具有析出第二相，过渡到稳定的非过饱和状态的趋 向。
(2) 铝合金的热处理
1．固溶强化 纯铝中加合金元素，形成铝基固溶体，造成晶格畸变，阻碍位错
运动，起固溶强化作用，使强度提高。Al－Cu/Mg/Si/Zn/Mn等二元 合金一般都形成有限固溶体，且有较大的极限溶解度，因此具有较 大的固溶强化效果。 2．时效强化 由于铝没有同素异构转变，所以热处理相变与钢不同。铝合金的热 处理强化，主要是由于合金元素在铝合金中有较大的固溶度，且随 温度的降低急剧减小。所以铝合金加热到某一温度淬火后，可得到 过饱和的铝基固溶体，它放置在室温或加热到某一温度时，强度和 硬度随时间延长而增高，但塑性、韧性降低，这个过程称时效。 室温下进行的时效称为自然时效，加热条件下的时效称人工时效。
3)铝镁系。良好的耐蚀性，可作腐蚀条件下工作的铸 件，如氨用泵体、泵盖等。
4)铝锌系。有较高的强度，价格便宜，用于制造医疗 器械零件、仪表零件和日用品等。
(2) 铝合金的变质处理 铸造铝合金一般有较多的共晶组织，这种组织
粗大，导致铸件性能降低。为了提高铸件的性能， 需变质处理。
变质处理： 在合金浇注前，向液态合金中加占合金的质量分 数为2％～3％的变质剂 (2／3的氟化钠和1／3的氯 化钠的混和物)以细化共晶组织，从而显著提高合金 的强度和塑性 (强度提高30％～4％，伸长率提高1 ％～2％)。
主要内容
铝及铝合金 铜及铜合金 滑动轴承合金 粉末冶金
工业上常用的金属材料中，通常称铁及其合金(钢铁)为黑色金 属，其它的非铁金属称有色金属。有色金属由于具有许多良好 的特殊性能，成为现代工业中不可缺少的材料。
铝及铝合金
一、工业纯铝
纯铝是银白色的轻金属，密度小，熔点低(660℃)，有良 好的导电、导热性(仅次于银、铜)。在空气中极易氧化生成一 层致密的Al2O3薄膜，能阻止铝进一步氧化，从而使铝在空气 中有良好的抗蚀能力。
1．黄铜 (1) 普通黄铜。牌号：“H”加数字表示，数字表示 铜含量。常用的有：
1) H80。色泽美观，可作装饰品，有金色黄铜之称。 有较好的力学性能和冷、热加工性能，耐蚀性好。
2) H70。强度高，塑性好。冷成形性好，可用深冲压 的方法制弹壳、散热器、垫片等零件，故有弹壳黄铜 之称。因其铜与锌之比为7：3，亦称为7-3黄铜。
(3)超硬铝合金。属于Al-Cu-Me-Zn系，强度高于硬铝。 主要制造重量轻、受力较大的结构零件。
硬铝淬火后多自然时效；超硬铝淬火后多人工时效。
(4) 锻造铝合金。大多属于Al-Cu-Me-Si系。 优良的锻造工艺性。主要制造各种锻件和模锻件。
3．铸造铝合金 (1) 常用铸造铝合金
分铝硅系、铝铜系、铝镁系和铝锌系等四类。 代号：ZL＋三位数字，ZL表示铸铝；第一位数 表示合金类别：1铝硅系，2铝铜系，3铝镁系，4 铝锌系；第二三位数表示合金顺序号。