现代粉末冶金材料与技术的发展分析
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。
粉末冶金材料的力学性能研究
粉末冶金材料的力学性能研究在现代材料科学领域,粉末冶金作为一种重要的制备方法,已经为各种行业提供了广泛应用的材料。
粉末冶金材料由于其特殊的微观结构和化学成分,具有独特的力学性能,因此对其力学性能进行深入研究具有重要意义。
本文将探讨粉末冶金材料的力学性能研究内容,以及常用的测试方法和技术。
一、粉末冶金材料的力学性能研究内容粉末冶金材料的力学性能研究内容涉及多个方面,包括材料的强度、韧性、硬度、疲劳寿命等参数。
下面将分别对这些参数进行介绍。
1. 材料的强度强度是材料在外力作用下抵抗破坏的能力。
对于粉末冶金材料来说,强度与其组织结构和成分密切相关。
通过研究不同加工工艺对材料强度的影响,可以优化材料的力学性能。
2. 材料的韧性韧性是材料在受力时发生塑性变形的能力。
粉末冶金材料通常具有较好的韧性,这是由于微观结构中存在着各向异性的孔洞,有利于能量的吸收和分散。
3. 材料的硬度硬度是指材料抵抗外力压入的能力,通常用于评估材料的抗磨性能和耐磨性。
粉末冶金材料的硬度可以通过给定的压缩试验进行评估,也可以通过显微硬度测试等方法进行测量。
4. 材料的疲劳寿命疲劳寿命是指材料在交变载荷下破坏的周期数。
粉末冶金材料的疲劳寿命与材料的强度、韧性、孔洞等因素有关。
通过研究材料的疲劳寿命,可以为工程应用提供依据。
二、粉末冶金材料力学性能测试方法和技术为了研究粉末冶金材料的力学性能,需要采用一些有效的测试方法和技术,下面列举几种常用的方法:1. 压缩试验压缩试验是评估材料强度和硬度的常用方法。
通过在标准条件下施加压缩荷载,可以测量材料在压缩过程中的应变和应力,从而得到材料的力学性能参数。
2. 弯曲试验弯曲试验通常用于评估材料的韧性。
通过在标准条件下施加弯曲力,可以测量材料在弯曲过程中的应变和应力,从而评估材料的韧性水平。
3. 疲劳试验疲劳试验用于评估材料在交变载荷下的疲劳寿命。
通过在交变载荷下对材料进行循环加载,可以确定材料的疲劳强度和疲劳寿命。
2024年粉末冶金工艺的基本工序(2篇)
2024年粉末冶金工艺的基本工序1、原料粉末的制备。
现有的制粉方法大体可分为两类:机械法和物理化学法。
而机械法可分为:机械粉碎及雾化法;物理化学法又分为:电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。
其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。
2、粉末成型为所需形状的坯块。
成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯,并使其具有一定的密度和强度。
成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。
加压成型中应用最多的是模压成型。
3、坯块的烧结。
烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。
成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。
烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。
对于单元系和多元系的固相烧结,烧结温度比所用的金属及合金的熔点低;对于多元系的液相烧结,烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低,而高于易熔成分的熔点。
除普通烧结外,还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。
4、产品的后序处理。
烧结后的处理,可以根据产品要求的不同,采取多种方式。
如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。
此外,近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工,取得较理想的效果。
2024年粉末冶金工艺的基本工序(2)2024年的粉末冶金工艺基本工序包括精细化粉末的制备、粉末成型、烧结和后处理等四个环节。
下面将详细介绍这些工序的主要内容。
一、精细化粉末的制备精细化粉末的制备是粉末冶金工艺的第一步,关乎着制备出高质量的粉末。
2024年,精细化粉末的制备将会注重以下几个方面的发展:1.1 原料的选择与准备:2024年,随着科学技术的进步,矿石和废料等资源的利用效率将取得显著提高。
在制备粉末时,将更加注重对原料的选择与准备,使得原料的化学成分更加纯净,杂质含量更低。
1.2 粉末的粒度控制:粉末的粒度对材料的性能影响巨大。
粒度过大会影响材料的强度和塑性,而粒度过小则会降低流动性。
因此,粉末的粒度控制将成为2024年粉末冶金工艺中的重要研究方向。
现代粉末冶金技术概述PPT.
• PM Production of notch segment (槽型 件)for truck transmission
90
铸造 38
95
粉末冶金 28.5
85
冷成形 41
80
锻造
49
50 机械加工
82
100
0
材料利用率/%
0
100
零件的能耗/MJ·kg-1
各种生产工艺的材料的利用率与能耗
• 采用PM技术制备材料/产品的缺点:
❖ 1930年Hoganas公司开始用固相还原法 生产海绵铁。
块炼铁技术
• 随后出现Au(300年)、Ag、Cu、Sn (1000年)、 Pt粉及Pt块(1800年);
• 1910年Coolidge发明电灯W丝,奠定了近代粉 末冶金的基础;
• 1914年WC、MoC粉末出现(德国);
• 1927年德国Krupp公司生产硬质合金,导致了 金属切削技术的革命;
• 发展趋势
• 辐射领域越来越广 材料、应用
• 工艺过程的变异 粉末直接成形
• 多学科交叉点 技术手段、应用领域
• 朝特异性能、规模化、低成本方向 发展
粉末冶金技术的主要应用
▪ 粉末冶金零件市场
汽车工业是粉末冶金零件的最大应用市场
• 原料粉末价格较贵(Fe和Fe粉); • 成形模具成本高;靠产量规模降低费用; • 烧结制品残余孔隙影响性能; • 氧和杂质含量较高;制备高纯活性金属困
难;
粉末冶金技术发展史
❖ 公元前3000年以前,古埃及人使用陨铁; 公元前2300年左右出现块炼铁技术:固 相碳还原铁矿石(800~1000C)。通过 高温锻焊成各种器件。如公元300年左右 印度的Dehli Piller, 重6吨;我国西汉 (公元前113年)的刘胜墓出土的错金书 刀等。
现代冶金技术的种类和特点
现代冶金技术的种类和特点现代冶金技术是以先进的科学技术为基础的,以满足生产、社会和环境要求为目的的一种高技术学科,广泛应用于各个领域,包括金属、材料、能源、航空航天等。
现代冶金技术种类繁多,下面我们就来介绍一些常见的现代冶金技术及其特点。
1.电化学冶炼技术这种技术主要是利用电能将金属离子还原成金属,是一种绿色环保的高效加工方式。
电化学冶炼技术适用于各种金属原料的精炼和制备,同时也能够从废旧电子产品、军火和化学产品中回收有价金属。
2. 粉末冶金技术粉末冶金技术依靠粉末的可塑性、可压性和可加工性,制备出具有特定形状和性能的金属及其陶瓷材料。
该技术具有很高的精度和可定制性,并且适用于制造先进的产品和部件。
在粉末冶金技术中,最常用的粉末加工技术是烧结技术和等离子喷涂技术。
3. 焊接技术作为一种连接零件的常见方法,焊接技术已经发展到了一个极其成熟的阶段。
现代焊接技术与传统的焊接技术相比,不仅技术更加成熟和先进,而且能够适应更多的材料和形态的零件,同时也更加环保、健康和安全。
4. 模拟计算技术通过计算分析来模拟材料在冶炼过程中的行为,以及材料在不同温度、应力和压强下的特性。
模拟计算技术配合实验测试,可以帮助冶金工程师更加深入地了解材料的性质和行为,更好地优化材料的工艺流程和加工工艺。
5. 热处理技术热处理技术涉及材料在高温或低温下的物理和化学性质的改变。
通过调整材料的温度、时间和冷却速度等参数,可以调整材料的硬度、强度、塑性和耐热等性能。
热处理技术广泛应用于各个领域,比如汽车、电子、航空、制造等。
通过不同的处理方式,可以制造出高强度、高硬度或高韧性的材料。
总之,现代冶金技术是一个充满活力和潜力的领域。
随着科技的进步和社会的发展,新的冶金技术和工艺将不断出现,为人类创造更加美好的未来。
金属粉末冶金在模具制造中的应用研究
金属粉末冶金在模具制造中的应用研究现代制造业的发展离不开高精度模具的应用,而金属粉末冶金技术作为一种先进的制造工艺,已经在模具制造领域发挥了重要作用。
本文将探讨金属粉末冶金在模具制造中的应用研究,包括其原理、优势以及面临的挑战。
一、金属粉末冶金的原理金属粉末冶金是利用金属粉末通过成型、烧结等工艺制备零件的技术。
其基本原理是将金属粉末与其他添加剂按一定比例混合,然后通过压制成型和烧结工艺,使金属粉末颗粒之间发生冶金结合,形成致密的金属零件。
金属粉末冶金技术具有灵活性强、材料利用率高、生产过程环保等优势。
通过调节金属粉末成分和粒度,可以实现不同材料性能的调控和优化。
因此,在模具制造中应用金属粉末冶金技术,可以有效提高模具的材料性能和使用寿命。
二、金属粉末冶金在模具制造中的应用1. 陶瓷模具制造金属粉末冶金技术在陶瓷模具制造中有广泛应用。
传统的陶瓷模具制造过程需要使用粘土等材料,且成本高、制作周期长。
而采用金属粉末冶金技术制造陶瓷模具,不仅可以提高模具的耐磨性和耐腐蚀性,还能够减少生产周期和成本。
2. 超硬模具制造超硬材料如金刚石、立方氮化硼等具有极高的硬度和耐磨性,常用于制造需要高度精密加工的工具。
金属粉末冶金技术可以制备具有高硬度的超硬合金材料,用于制造高效的模具。
这些模具不仅可以提高工具的寿命和加工效率,还可以降低加工过程中的能耗和废料产生。
3. 复合材料模具制造复合材料在航天航空、汽车、电子等行业得到了广泛应用。
而金属粉末冶金技术可以制备具有优良综合性能的复合材料模具,用于制造复杂的复合材料产品。
这些模具可以提供更高的加工精度和复杂度,满足现代工业对产品的多样化需求。
三、金属粉末冶金在模具制造中面临的挑战虽然金属粉末冶金技术在模具制造中具有广泛应用前景,但目前仍面临一些挑战。
首先,金属粉末的成本较高,制造成本较传统工艺高。
随着技术的进步和规模效应的发挥,相信金属粉末冶金技术的成本将会逐渐降低。
铝合金粉末冶金的研究及应用
铝合金粉末冶金的研究及应用随着科技的进步和工业现代化的推进,人们的日常生活中越来越多的物品采用了铝合金材料。
铝合金的优点是轻质、耐腐蚀、抗氧化、导热性好等等。
其中,铝合金粉末冶金技术是制造铝合金物品的重要方法之一。
一、铝合金粉末冶金的概述铝合金粉末冶金(Powder Metallurgy,PM)是一种利用粉状金属制造零部件的工艺技术。
该方法生产的零件密度高、材料均匀,能在铝合金材料的研究和开发中起到重要作用。
铝合金粉末冶金生产过程主要包括烘干、筛选、混合、压制、烧结等多个工序。
其中,为了保证材料的均匀性,混合环节的控制很关键。
同时,烧结工序也是制造高品质铝合金材料的重要工序。
二、铝合金粉末冶金的应用铝合金粉末冶金技术在许多领域中都有广泛的应用。
以下列举一些主要应用:1.汽车制造:铝合金粉末冶金技术生产的零部件密度高、强度大,适合应用于汽车轻质化的要求。
2.航空制造:航空器结构的高温、高强度、高刚性及耐腐蚀等多重特殊要求,铝合金粉末冶金技术生产的材料可以满足这些要求。
3.医疗器械和电子领域:铝合金粉末冶金材料具有良好的生物相容性和振动防护性能,可用于制造人类接触材料,如人工关节、牙科植入物等。
除此之外,铝合金粉末冶金技术在计算机行业、建筑业、船舶制造等领域也有广泛的应用。
三、铝合金粉末冶金技术的发展和前景铝合金粉末冶金技术,在其其他领域的应用得到迅速发展和广泛应用的基础上,其研究和应用也逐步升级。
特别是随着高技术和智能化的应用,国内外铝合金粉末冶金技术也进一步提高和发展,成为新材料和科技的重要领域。
在当前的国际环境下,在“新能源、新技术、新材料”的背景下,铝合金粉末冶金技术发展具有广泛而重要的应用前景。
同时,铝合金粉末冶金技术也将成为我国未来工业发展的重要方向。
总之,铝合金粉末冶金技术的研究和应用在现代工业制造中具有重要意义。
随着科技的不断进步,其应用领域也在不断扩展,为我们的生活和经济发展带来更丰富的选择。
一体成型电感用软磁粉末应用现状及发展趋势
一体成型电感用软磁粉末应用现状及发展趋势一、内容描述随着电子技术的飞速发展,一体成型电感(InMold Electrolytic Capacitor,IMC)已经成为现代电子产品中不可或缺的关键元器件。
作为一种新型的电感技术,一体成型电感具有尺寸小、重量轻、性能优越等优点,因此在手机、平板电脑、笔记本电脑等消费电子产品中得到了广泛应用。
而软磁粉末作为一体成型电感的重要材料,其应用现状及发展趋势对于推动一体成型电感技术的发展具有重要意义。
本文首先介绍了一体成型电感的基本原理和结构特点,然后分析了软磁粉末在一体成型电感中的应用现状,包括原材料、生产工艺和性能测试等方面。
从市场需求和技术趋势两个方面对一体成型电感用软磁粉末的应用现状进行了详细阐述。
针对当前存在的问题和挑战,提出了一体化粉末冶金技术在一体成型电感制造中的应用前景,以期为我国一体成型电感产业的发展提供有益的参考。
A. 研究背景和意义一体成型电感(InMold Integrated Inductance,简称IML)是一种新型的电感技术,它将电感器与基板一体化制造,具有更高的可靠性、更小的尺寸和重量以及更好的散热性能。
随着电子行业的发展和对高性能、低功耗电子器件的需求不断增加,一体成型电感技术在各个领域得到了广泛的应用。
传统的软磁粉末材料在一体成型电感中的应用仍存在一些问题,如粉末颗粒尺寸较大、烧结过程中易产生气孔等,这些问题限制了一体成型电感性能的进一步提升。
研究和开发适用于一体成型电感的新型软磁粉末材料具有重要的理论和实际意义。
研究和开发适用于一体成型电感的新型软磁粉末材料有助于提高一体成型电感的整体性能。
通过优化粉末的成分和工艺参数,可以实现对粉末颗粒尺寸、磁性强度、矫顽力等性能的精确控制,从而提高一体成型电感的磁性能、饱和感应强度和温升等关键性能指标。
新型软磁粉末材料还可以通过引入具有特殊功能的纳米颗粒或功能基团来实现对一体成型电感的特殊性能要求,如高导热性、高耐腐蚀性等。
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。
粉末冶金技术在零件生产中的应用研究
粉末冶金技术在零件生产中的应用研究随着现代工业的发展,零部件的生产成为各行各业不可缺少的环节。
为了满足不同领域的需求,制造业需要不断探索合适的技术和方法。
其中,粉末冶金技术以其独特的优势在零件生产中得到了广泛的应用。
一、粉末冶金技术的基本原理粉末冶金技术是采用微米级粉末加工成型和冶金烧结制备制品的工艺方法。
其基本原理是将金属或合金材料加工成粉末,并通过压制和烧结等工艺,制成所需的零部件。
在制备粉末时,常见的方法有机械研磨、水平球磨、高能球磨和气相凝聚等。
而在粉末加工成型过程中,又有单向压制、等轴压制、等温烧结和热等静压等多种工艺。
最终,通过多次烧结和热处理,可以得到高密度、高强度的零件。
二、粉末冶金技术在零部件生产中的应用1. 汽车行业汽车是粉末冶金技术的主要应用领域之一。
汽车零件需要具备高强度、高硬度、耐磨性等特点,而粉末冶金技术可以满足这些要求。
其中,齿轮、减震器、活塞环、离合器和变速器等部件都可以通过粉末冶金技术制造。
2. 航空航天领域航空航天领域对零部件的要求更高。
而粉末冶金技术因其制备高质量、高性能粉末的特点,被广泛用于航空航天领域的关键部件制造。
比如导弹推进器、火箭喷嘴喉等部件。
3. 医疗器械领域粉末冶金技术还被广泛应用于医疗器械的制造。
比如人工骨骼、烤瓷牙、植入性支架等部件的制造都需要使用粉末冶金技术。
这种制造方式具有精确度高、良好的生物相容性和质地均匀等优势。
三、粉末冶金技术的优势与挑战1. 优势与传统冶金工艺相比,粉末冶金技术具有以下优势。
(1)粉末冶金技术有较高的利用效率,可以制造形状复杂的零件。
(2)粉末冶金技术可以制造高性能材料,质量稳定,精度高。
(3)粉末冶金技术生产过程中的能源消耗少,有利于环境保护。
(4)粉末冶金技术可以制造小批量、多变性的产品,有利于经济适应性。
2. 挑战粉末冶金技术在应用中也存在一些挑战。
(1)烧结过程中易产生气孔和夹杂物,降低零件的强度和耐腐蚀性。
粉末冶金简介
现代粉末冶金发展中的 三个重要标志
克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难; 如:1909年钨丝、1923年硬质合金
粉末冶金方法生产多孔材料的成功;
如:1930年含油轴承、轴瓦
粉末冶金新工艺、新材料的发展; 如:粉末注射成形、金属陶瓷
现代粉末冶金技术特征与 发展趋势
技术特征: 技术多样性;
Captive
Unique
alloys microstructures (example:stainless steel filters )
refractory Ideal Applications reactive (example:porous (example:tungsten tantalum capacitors) lamp filaments)
溶液电解法liquid electrolytic;从金属熔 盐电解制金属和金属化 合物粉末的熔盐电解法。 Melt salt electrolysis
工艺复杂性
原料:元素粉 末、合金粉末
成形:热压( 热 等静压、挤压...) 冷压(模压、冷 等静压...)
烧结:真空、 气氛、外场
其它制备技术: 复压、精整、 熔浸...
其它后续处理 技术:热处理、 机加工...
P OWDER M ETALLURGY P ROCESSING
原料粉末
混合 热压 松装烧结 粉浆烧注 压制 烧结 等静压制 轧制 挤压
其它添加剂
烧结
预烧结
烧缩
浸适 热处理 电镀 高温烧结 复压 精整 锻造 轧制 挤压 烧结 锻打 拉丝 复烧 (浸油)热处理
粉末冶金成品
发展趋势
辐射领域越来越广 材料、应用 工艺过程的变异 粉末直接成形 多学科交叉点 技术手段、应用领域 朝特异性能、规模化、低成本 方向发展
粉末冶金技术在新能源材料中的应用
粉末冶金技术在新能源材料中的应用摘要:工业化的不断推进、社会的高度发展,都给能源开发带来了新的挑战,只依靠现有的能源很难有效的满足社会需求。
在这种情况下,本文就從粉末冶金技术的特征入手,而后分别对粉末冶金技术在风能材料中的应用、在太阳能技术中的应用、在其他新能源材料中的应用等进行了简单的分析。
关键词:粉末冶金技术;新能源材料;风能材料一、粉末冶金技术与新能源材料的概述粉末冶金技术是一种新技术,是科学技术不断提高的成果。
那么所谓的粉末冶金技术就是制取金属粉末或者用金属粉末作为原料,经过成型和烧结而制作成金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
粉末冶金技术相比较于其他传统技术能够极大的提高能源的利用率,因此这种技术已经成为解决新材料问题的新技术手段,在新能源材料的发展中起着举足轻重的作用。
粉末冶金技术除了能够制粉、制品,还能够对废旧的金属、废矿石材料等进行回收利用,集节省能源与材料、性能优异、产品精密度高、稳定性好、适合大批量生产等优点于一身,因此粉末冶金技术被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天等多个领域,是当前社会最具发展活力及发展潜力的技术之一。
新能源技术是按照人的意志,通过物理研究、材料設计、材料加工等一系列研究过程,创造出能够满足各种人们所需要的新能源材料的技术。
而新能源材料就是在环保理念推出之后引发的对不可再生资源节约利用的一种新科技理念,新能源材料相比较于传统的材料性能更加优异,能最大程度的实现能源的转化与存储,满足社会对能源的需求,促进社会的稳定、快速发展2粉末冶金技术特征分析及发展现状2.1粉末注射成形的工艺特点与传统的冶金技术进行对比,无法具备新时代的粉末冶金技术所具有的高物理化学特性,这些是新型的冶金技术的独特优势之处。
通过粉末冶金技术之所以能够制成齿轮、刀具、凸轮、轴承等一系列产品就是因为发挥了此技术能够制成全致密、多孔、半致密材料的特点。
注射成形可以利用它的特点来制作多度形状的零件,并且能够承担一些需求高、精密复杂、难度较大的制作,制作出的产品密度还很平均,能解决材料硬、难切割的材料问题,除此之外,它还具备高稳定性、低成本的优势,这些都是注射成形技术的特点所在。
粉末冶金齿条的材料选择与性能对比
粉末冶金齿条的材料选择与性能对比在现代工业生产中,粉末冶金技术广泛应用于齿轮、齿条等零件的制造中。
粉末冶金齿条具有高精度、高耐磨和优异的力学性能等特点,因此在机械制造和汽车工业等领域得到了广泛的应用。
粉末冶金齿条的性能主要取决于其材料的选择。
本文将对粉末冶金齿条的材料选择及其性能进行详细的对比分析。
在粉末冶金齿条的材料选择方面,常见的材料包括铁基、铜基和镍基材料。
这些材料具有不同的化学成分和物理性能,适用于不同的应用场景。
首先,铁基材料是制造粉末冶金齿条常用的材料之一。
铁基材料具有较高的强度和硬度,同时具备良好的耐磨性能。
常见的铁基材料包括高碳素钢、合金钢和不锈钢等。
高碳素钢具有优异的硬度和耐磨性,适用于制造高负荷和高速运转的齿条。
合金钢具有较高的韧性和抗疲劳性能,在高强度应用场景中表现出色。
不锈钢具有抗腐蚀能力强的特点,在潮湿和腐蚀性环境下具有较好的耐久性。
铁基材料广泛用于机械制造领域,特别是汽车和摩托车行业。
其次,铜基材料是另一种常见的粉末冶金齿条材料。
铜基材料具有良好的导热性和导电性,同时具备较高的塑性和可加工性。
常见的铜基材料包括铜合金和青铜等。
铜合金具有较高的抗腐蚀性和耐磨性能,在一些特殊应用场景中表现出色。
青铜具有良好的耐磨性和自润滑性能,适用于制造高速和高载荷齿条。
铜基材料通常用于制造电气设备和电子产品等领域。
最后,镍基材料在一些特殊应用场景中也被用于粉末冶金齿条的制造。
镍基材料具有优异的耐高温和耐腐蚀性能,适用于高温和腐蚀环境下的工作条件。
常见的镍基材料包括镍铝合金和镍铁合金等。
镍铝合金具有较高的耐磨性和高温强度,广泛用于航空航天和能源领域。
镍铁合金具有较高的硬度和强度,适用于制造高负荷和高速运转的齿条。
除了以上提到的常见材料外,还可以根据具体需求选择其他材料,如钛合金、铝合金等。
这些材料具有较低的密度和良好的耐腐蚀性,在航空航天和汽车领域中得到广泛应用。
总的来说,粉末冶金齿条的材料选择应根据具体的应用场景和技术要求进行。
粉末冶金的重要意义
粉末冶金的重要意义粉末冶金作为一种现代金属材料制备技术,具有广泛的应用前景和重要的意义。
它不仅可以制备各种金属和非金属材料,还可以生产高性能的复合材料和功能材料。
以下是粉末冶金的重要意义。
一、材料制备范围广泛粉末冶金技术可以制备几乎所有金属和非金属材料,包括铁、铜、铝、钛等常见金属,以及陶瓷、复合材料等。
与传统的铸造、锻造等加工方法相比,粉末冶金技术可以制备复杂形状的零件,且能够更好地控制材料的成分和性能。
这使得粉末冶金技术在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。
二、材料性能优越粉末冶金技术所制备的材料具有许多优越的性能。
首先,粉末冶金材料的密度相对较高,通常可以达到理论密度的90%以上,因此具有较高的强度和硬度。
其次,粉末冶金技术可以制备出细小晶粒的材料,晶界多,具有较好的塑性和韧性,能够提高材料的抗疲劳性能和耐腐蚀性能。
此外,粉末冶金材料还具有良好的热导性和电导性,适用于制作各种导热导电元件。
三、节约资源和能源粉末冶金技术在材料制备过程中不需要大量的原材料,可以充分利用材料,减少浪费。
与传统的切削加工方法相比,粉末冶金技术可以节约大量的能源,减少环境污染。
此外,粉末冶金技术还可以利用废旧材料和回收材料制备新材料,有效地循环利用资源,推动可持续发展。
四、实现产品个性化和批量生产粉末冶金技术可以制备出形状复杂、结构独特的材料和零件。
通过调整粉末的成分和粒度,可以实现对材料性能的精确控制。
这使得粉末冶金技术在实现产品个性化和批量生产方面具有独特优势。
例如,在医疗器械领域,粉末冶金技术可以根据患者的具体需求,定制适合其身体的假体和植入材料。
五、推动科技创新和产业发展粉末冶金技术是一项综合性的技术,涉及材料科学、冶金学、机械工程等多个学科领域。
通过不断研究和创新,可以开发出新的材料、新的工艺和新的设备,推动科技创新和产业发展。
粉末冶金技术在航空航天、新能源、先进制造等领域的应用,为社会经济的发展和进步作出了重要贡献。
粉末冶金原材料及工艺技术
粉末冶金原材料及工艺技术粉末冶金是一种以金属粉末为原料,通过粉末成型和粉末冶炼等工艺制备金属材料的技术。
它已成为现代制造业中的重要工艺之一,被广泛应用于汽车、航空航天、电子、机械制造等领域。
本文将介绍粉末冶金的原材料和工艺技术。
粉末冶金的原材料主要是金属粉末。
金属粉末的来源包括矿石提炼、金属熔化再凝固和机械加工等方式。
粉末冶金原材料的选择取决于所制备材料的需求,例如,高速钢的制备需要使用钢粉,而超硬材料的制备则需要使用碳化硅粉等。
此外,还可以通过化学方法将溶液中的金属化合物还原成金属粉末。
粉末冶金的工艺技术主要包括粉末成型、烧结和后处理。
粉末成型是将金属粉末按照一定的比例和形状进行成型的过程。
根据成型方法的不同,可以分为压制成型、注射成型、挤压成型等。
其中,压制成型是最常见的一种方法,通过对金属粉末施加压力来使其形成一定形状。
注射成型则是将金属粉末与聚合物混合,通过注射成型机将其注入模具中,并在高温条件下固化成型。
挤压成型是将金属粉末放入一个金属管中,然后通过压力将其挤出形成所需形状。
烧结是粉末冶金中关键的一步,它是通过高温下金属粉末颗粒之间的扩散结合来形成材料的过程。
烧结温度通常在金属的熔点以下进行,以避免材料熔化。
在烧结过程中,金属粉末之间的颗粒会发生形变和固相扩散,从而形成致密的结构。
此外,还可以通过烧结过程中的压力来进一步提高材料的致密度和力学性能。
在粉末冶金的后处理过程中,通常需要进行热处理、表面处理和细化处理等。
热处理是利用金属材料在一定温度和时间下的相变和组织改变来改善其性能的过程。
表面处理是为了提高材料的表面硬度、耐腐蚀性和润滑性等。
细化处理则是通过在烧结过程中添加钢球或金属颗粒等细化剂来改变材料的晶粒结构,从而提高其力学性能和抗疲劳性能。
综上所述,粉末冶金的原材料是金属粉末,工艺技术包括粉末成型、烧结和后处理等。
采用粉末冶金技术制备的金属材料具有密度高、组织均匀、精密成型等优点,已广泛应用于各个领域。
浇筑粉末冶金浸渗加工
浇筑粉末冶金浸渗加工引言随着现代科技的发展,人们对浇筑粉末冶金浸渗加工的兴趣也日益增加。
浇筑粉末冶金浸渗加工技术,即 LPD 技术,是指将粉末冶金熔体浇注于基体上,然后对基体进行适当的预热,充分渗透处理,使粉末冶金完全溶入基体,形成紧密的热合体,以达到合金化、薄层建构、良好强度等目的,用于改善基体性能、降低结构重量、改善结构抗拉应力,广泛应用于汽车、电子、航空、船舶等工程中。
浇筑粉末冶金浸渗加工技术的发展一、浇筑粉末冶金浸渗加工技术介绍浇筑粉末冶金浸渗加工技术是将熔体金属粉末在适当的温度和力量条件下,浇注于基体上,然后在基体表面和浇筑金属表面之间形成一种润滑剂,从而使金属浸渗深入到基体中,形成一种紧密、均匀而有强度的金属层,它主要用于自然环境下的非金属化学阻腐处理,以及车辆零部件、医疗设备、涂料与塑料改性。
二、新型浇筑粉末冶金浸渗加工技术1. 高压挤压浇筑高压挤压成型技术是近十几年来发展起来的一种新的浇筑粉末冶金加工技术,它是在金属材料表面形成正交层状复合结构,充分利用原件的强度和硬度,对浇筑金属进行紧实的压缩和热处理,使浇筑金属与原件之间形成紧密的联结,并且具有良好的机电性能,是一种可替代复合材料的高效加工技术。
2. 超声波浇筑超声波浇筑技术是近十来年来发展起来的又一种新的浇筑粉末冶金加工技术,它采用物理方式,通过超声波的振动形成凹凸不平的基体表面,使粉末冶金金属有效的浸渗深入入基体,从而提高浇筑金属与基体的连接强度,使其具有良好的耐腐蚀性能,是一种高效、低成本的浇筑粉末冶金加工技术。
结论浇筑粉末冶金浸渗加工技术是近几十年新兴的加工技术,它以其节能环保、操作简便、成本低廉等优势,得到了广泛的应用,但是由于目前技术水平的局限性,存在一些可优化的地方,未来应该对其进行深入的研究,将它发展成一种更为完善的加工技术,以满足不断发展的工业应用需求。
锻件及粉末冶金制品制造行业市场现状分析
锻件及粉末冶金制品制造行业市场现状分析在现代工业生产中,锻件及粉末冶金制品作为重要的基础零部件,广泛应用于汽车、航空航天、机械制造、电子等众多领域。
随着科技的不断进步和市场需求的持续增长,这一行业也在不断发展和变革。
首先,从市场规模来看,锻件及粉末冶金制品制造行业近年来呈现出稳步增长的态势。
汽车工业的快速发展是推动锻件需求增长的主要动力之一。
汽车发动机中的曲轴、连杆等关键零部件大多采用锻件制造,而随着汽车产量的增加以及对汽车性能要求的提高,对高质量锻件的需求也日益旺盛。
此外,航空航天领域对高性能锻件的需求也在不断增长,尤其是在飞机发动机、起落架等关键部件方面。
在粉末冶金制品方面,由于其具有能够生产复杂形状零部件、材料利用率高、成本相对较低等优点,在汽车、电子等领域的应用范围不断扩大。
例如,汽车中的齿轮、链轮等零部件越来越多地采用粉末冶金工艺制造。
然而,这一行业也面临着一些挑战。
原材料价格的波动是影响企业成本和利润的重要因素之一。
钢铁、有色金属等原材料价格的不稳定,给企业的生产和经营带来了一定的风险。
同时,行业内的竞争也日益激烈。
众多企业纷纷涌入,导致市场竞争加剧,产品价格受到一定程度的挤压。
技术创新是行业发展的关键。
目前,一些先进的制造技术如精密锻造、近净成形锻造、粉末冶金的高性能材料研发等不断涌现。
企业需要加大研发投入,不断提升技术水平,以满足市场对高精度、高性能产品的需求。
例如,通过采用先进的模具设计和制造技术,能够提高锻件的精度和质量;在粉末冶金领域,研发新型的粉末材料和成型工艺,可以生产出强度更高、性能更优的制品。
在市场需求方面,随着全球制造业的转型升级,对锻件及粉末冶金制品的性能和质量要求越来越高。
例如,在新能源汽车领域,对零部件的轻量化、高强度要求更为突出,这就需要企业不断优化产品结构,开发出适应市场需求的新产品。
同时,环保和可持续发展的要求也促使企业在生产过程中更加注重节能减排和资源的回收利用。
粉末冶金工艺
粉末冶金工艺
粉末冶金工艺是一项现代高科技工艺,主要利用热和粉末冶金技术制造许多令人惊叹的零部件,用于许多不同行业。
它和其它表面处理技术一样,具有成本低、生产周期短等优点,可满足客户的高要求。
粉末冶金工艺具有高精度、高硬度。
粉末冶金的原理是,通过将粉末金属通过热处理和机械加工等工艺融合到一起,形成一种高强度的金属制品。
它具有良好的高精度、高硬度和良好的整体性,并可用于制造各种高精度、高质量的零部件,是生产自动化系统的重要元素之一。
粉末冶金工艺的特点之一就在于它可以提供几乎任何形状的零部件,它可以根据客户的要求,通过热处理和机械加工等技术形成任何复杂的零部件,而且能在短时间内完成。
粉末冶金工艺的优势还在于它的低成本,它可以比传统的加工技术降低成本,可以满足客户的要求,而且相比传统加工技术,它可以在更短的时间内实现更高的性能标准。
最后,粉末冶金工艺可以节约空间,由于它采用了可重复使用的粉末成型技术,从而可以有效地减少设备占用空间。
粉末冶金工艺是一项发展较快的高科技技术,它可以制造出精密的零部件,用于许多不同行业,并且具有成本低、生产周期短的优点,特别是针对生产自动化系统和复杂零部件,粉末冶金工艺可以发挥出色的作用。
因此,在经济发展的今天,粉末冶金的应用前景非常广阔,可以
在工程设备、电子元件、玩具、汽车及航空航天等行业得到广泛的应用。
它可以满足客户各种不同规格的需求,实现高精度、高强度、高质量的零部件制造,可以极大提高产品性能,并且有利于节约能源和成本。
总之,粉末冶金技术是一种实用的高科技技术,可以提供高精度、高强度的产品,可以满足市场的高要求,可以节约能源,可以提高产品的质量,在经济发展过程中发挥着重要作用。
粉末冶金技术发展的重要标志及优缺点
粉末冶金技术发展的重要标志及优缺点一.现代粉末冶金技术的发展中共有三个重要标志:1、克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难。
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。
2、三十年代成功制取多孔含油轴承;继而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。
3、向更高级的新材料、新工艺发展。
四十年代,出现金属陶瓷、弥散强化等材料,六十年代末至七十年代初,粉末高速钢、粉末高温合金相继出现;利用粉末冶金锻造及热等静压已能制造高强度的零件。
二、粉末冶金工艺的优点:1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。
2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯,而不需要或很少需要随后的机械加工,故能大大节约金属,降低产品成本。
用粉末冶金方法制造产品时,金属的损耗只有1-5%,而用一般熔铸方法生产时,金属的损耗可能会达到80%。
3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料,也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质,而烧结一般在真空和还原气氛中进行,不怕氧化,也不会给材料任何污染,故有可能制取高纯度的材料。
4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。
5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品,特别是齿轮等加工费用高的产品,用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。
三、粉末冶金工艺的的缺点:总体上的缺点:1)制品内部总有孔隙;2)普通粉末冶金制品的强度比相应的锻件或铸件要低(约低20%~30%);3)由于成形过程中粉末的流动性远不如液态金属,因此对产品结构形状有一定的限制;4)压制成形所需的压强高,因而制品受压制设备能力等限制;5)压模成本高,一般只适用于成批或大量生产。
金属粉方面:最终产品的品质难以控制自如;金属粉昂贵;粉末不顺从水力学定律,而使产品结构形状有一定限制。
制造设备、方法方面:1)加压机:常需使用昂贵的强力压机2)压模:属消耗品,成本较高3)烧结炉4)粉末易氧化,混合需长时间5)制品的尺寸及形状受限制。
新材料的发展与制造技术
新材料的发展与制造技术在当今社会中,材料科学是一个极其重要的学科。
随着经济全球化的趋势加速,对新材料的需求也越来越大。
许多新材料都是由新制造技术所支持的,因此,新材料的发展与制造技术是紧密相连的话题。
在这篇文章中,我们将探讨新材料的发展与制造技术。
材料与人类文明的发展首先,让我们先回顾一下材料是如何影响人类文明的。
材料一直是人类生产和生活的重要基础,而人类也在不断地发现新的、更优质的材料来满足不断提升的需求。
例如,我们打造了一切从石斧到青铜、铁、钢的武器,开发出了能够承载大量重量的木匾、机械、桥梁。
在现代科技快速发展的时代,新材料的发展尤为关键。
那么,什么是新材料呢?新材料指的是比传统材料性能更优秀的材料,这些性能包括但不限于梁强度、导电性能、热传导率、耐腐蚀性等等。
传统的材料包括钢铁、黄铜等,而新材料主要包括工程塑料、精密陶瓷、特种合金、高强度玻璃等等。
新材料的制造技术新材料的发展需要先进的制造技术的推动。
以下是几种常见的新材料制造技术。
1. 粉末冶金粉末冶金是一种通过对熔融金属进行高速喷射然后迅速冷却来制造某些特殊合金的技术。
这种技术的产生主要是通过冶金学来实现的。
采用这种方式制造出来的合金可以具有更高的强度和更好的耐磨性,特别适用于工程领域的多种应用。
2. 熔浸法熔浸法是一种用于制造高温合金和耐高温材料的技术。
这种技术通过将固体材料浸入加热后的冶炼液中来制造材料。
熔浸法制造的材料具有高强度、高温稳定性及良好的耐腐蚀性等优良性能。
此种技术已被广泛应用于航空、航天、核工业领域。
3. 超精密技术超精密技术是一种通过化学反应或物理反应来制造微小的、精度高的材料的技术。
超精密技术适用于制造含有特殊功能、特殊结构和精密部件的材料。
这种技术的应用领域包括电子器件、光电信息、半导体材料等。
4. 玻璃制造技术玻璃制造技术是一种利用玻璃原料的化学反应和物理反应制造玻璃的技术。
玻璃制造技术可以制造具有多种特殊性质的玻璃,例如抗紫外线等。
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现代粉末冶金材料与技术的发展1 概述粉末冶金是研究金属、合金、非金属和化合物的粉末及其材料的性质和制造理论与工艺的技术科学,是现代材料科学与工程发展最为迅猛的领域之一。
近代以来, 粉末冶金有了突破性进展,在西方发达国家更呈现出了加速发展的势态, 一系列新技术、新工艺大量涌现,例如, 超微粉或纳米粉制备技术、快速冷凝技术、机械合金化、粉末热等静压、温压、粉末热锻、粉末挤压、粉末注射形、粉末喷射成形、自蔓延高温合成、涂层技术、电火花烧结、反应烧结、超固相线烧结、瞬时液相烧结、激光烧结、微波烧结, 等等。
现代粉末冶金不但保持和发展了传统优点—实现少切削、无切削加工, 实现少偏析或无偏析, 低耗、节能、节材;易控制产品孔隙度;易实现金属一非金属复合、金属一高分子复合, 而且新技术赋予传统工艺步骤以新的内容和含义, 使粉末冶金成为制取各种高性能结构材料、特种功能材料和极限条件下工作材料的有效途径。
因此, 整个粉末冶金领域大大拓宽, 并向着纵深方向发展, 粉末冶金已由二类传统工艺技术发展成为一门新兴的技术科学, 它处于冶金科学与材料科学的交汇区, 并且已深入地渗透到几乎所有的冶金和材料科学的分支科学中去了。
由于技术上和经济上具有巨大的优越性,粉末冶金技术产品在国民经济的各个部门和国防建设的各个领域都得到了广泛应用, 对机械、电子、化工、能源、航空、航天乃至农业、医药、食品等产业的发展以及科技的进步, 都起到了重要的推动作用, 创造了巨大的社会财富, 带来了巨大的经济效益和社会效益。
2 现代粉末冶金发展的主要特点(一)新技术、新工艺大量涌现新技术新工艺的应用, 使得粉末的制备朝着超微、超细、速凝、高纯、均质、成分可调控、大规模、多品种方向发展, 粉末冶金材料的制造朝着复合、全致密、高性能、高精度、复杂形状、大批量系列化方向发展。
(二)新材料层出不穷粉末冶金已发展成为制取各种高性能结构材料和特种功能材料以及极限条件使用材料的有效途径。
这些新材料包括粉末低合金钢、粉末高温合金、粉末高速钢、粉末不锈钢、快速冷凝铝合金、快速冷凝钦合金、弥散强化合金、高温超导材料、钦铁硼永磁材料、特种陶瓷、金属基和陶瓷基复合材料、纳米材料、梯度功能材料、粉末摩擦材料、涂层硬质合金,等等。
(三)近净型成形技术的崛起加速了粉末冶金的迅速发展粉末冶金作为一项典型的近净型成形制造技术, 以它独有的少切削、无切削及节材、节能的技术特点, 在与传统的熔铸、机加工竞争中不断发展。
近几十年来,许多新的近型成形技术不断涌现, 如金属注射成形、粉末喷射成形、粉末热锻和粉末热等静压等使得粉末冶金产品更加接近最终产品形状, 并且拓宽了粉末冶金近型成形产品的范围。
(四)复合材料及其制造技术的发展为粉末冶金开拓了新的领域目前, 复合材料的发展形成由宏观复合形式向微观复合形式发展、由结构复合材料为主向与功能复合材料并重的局面。
粉末冶金以它独有的粉末混合、化学复合、机械合金化、涂层、骨架熔渗与浸溃、纤维网粉浆浇注、快速冷凝和原位复合等特长在复合材料制造中充分发挥自己的优势, 在金属基、陶瓷基复合材料和弥散强化、颗粒强化及纤维增强复合制造技术中显示鲜明的特色。
3 粉末冶金材料3.1 传统粉末冶金材料(1)铁基粉末冶金材料:铁基粉末冶金材料是最重要的粉末冶金材料之一, 特别是汽车行业的快速发展对铁基粉末冶金行业起了很大的推动作用。
(2)铜基粉末冶金材料:烧结铜基零件具有较好的耐蚀性、表面光洁及无磁性等优点。
铜基材料主要有烧结青铜(锡青铜和铝青铜) 、烧结黄铜、烧结镍银和烧结铜镍合金, 此外还有弥散强化铜(如Cu2Al2O3 ) 、烧结时效强化铜合金(Cu2Be 、Cu2Be2Co和Cu2Cr合金)以及用于减震的烧结Cu2Mn合金。
(3)难熔金属与硬质合金:难熔金属(钨、钼、钽、铌等) 及其合金、复合材料以其高熔点、高硬度、高强度等独特的物理与力学性能而广泛应用于国防军工、航空航天、电子信息、能源、防化、冶金和核工业等领域。
硬质合金是指以一种或多种难熔金属的碳化物(如碳化钨、碳化钛等) 作为硬质相, 用金属粘结剂作为粘结相, 经粉末冶金技术制造出来的材料。
硬质合金广泛用作切削刀具、矿用刀片和异型件, 已成为现代工业部门和新技领域不可缺少的工具材料, 被誉为“现代工业的牙齿”。
(4)粉末冶金电工材料:在电器、仪表及电工技术中, 广泛应用于各种分断和接通电路的电接触元件、电阻焊用的电极以及电机上用于转换电流的电刷。
在无线电技术中, 普遍使用各种难熔化合物制成的各种固定电阻器。
在真空技术中使用各种电子管阴极制品、各种电加热元件和热电偶材料。
以上这些材料常常采用粉末冶金技术制造, 统称为粉末冶金电工材料。
(5)烧结摩擦与减摩材料:摩擦材料以提高摩擦磨损性能为目的, 用于摩擦离合器与摩擦制动器的摩擦部分的材料称为摩擦材料。
烧结减摩材料是用粉末冶金方法制造的、具有低摩擦系数和高耐磨性能的金属材料或金属和非金属的复合材料。
3.2 先进粉末冶金材料(1)信息领域用粉末冶金材料:粉末冶金软磁材料按材质分类可分为金属软磁材料和铁氧体软磁材料。
铁氧体软磁材料出现较早, 是一种只能用粉末冶金烧结方法制造的软磁材料。
人们期望烧结软磁材料具有高的磁导率和饱和磁化强度或剩磁以及低的矫顽力,压粉磁芯或磁粉芯属于这一类材料。
金属软磁材料主要是铁及其合金, 其中有纯铁、磷铁、硅钢、铁镍金、铁钴合金、铁铝合金和铁铝硅合金等。
铁氧体软磁主要有锰锌、镁锌、镍锌铁氧体软磁材料。
(2)能源领域用粉末冶金材料:能源材料是指那些正在发展的、可能支撑新能源体系的建立,满足各种新能源以及节能新技术所要求的一类材料。
按使用目的可分为新能源材料、节能材料和储能材料。
(3)生物领域用粉末冶金材料:生物医用材料对于挽救生命、救治伤残、提高人类的生活质量具有重要的意义。
生物材料中的一些医用金属和合金, 医用生物陶瓷就属于粉末冶金材料。
(4)军事领域用粉末冶金材料:粉末冶金材料对军事工业作出了巨大的贡献, 在国防建设中有着巨大的潜力和竞争力。
粉末冶金材料广泛用于航空航天工业、核工业和兵器工业等军事领域。
4 粉末冶金技术4.1 粉末制备技术的发展粉末冶金材料和制品不断增多, 质量不断提高, 要求提供的粉末的种类也越来越多。
为了满足对粉末的各种要求, 出现了各种各样生产粉末的新方法。
从过程的实质来看, 现有制粉方法大体上可归纳为两大类, 即机械法和物理化学法。
从工业规模而言, 应用最广泛的是还原法、雾化法和电解法。
但随着科技的发展, 越来越多的新技术在粉末的制备过程中正起着越来越重要的作用。
(1)机械合金化:机械合金化是由Benjamin 等提出的一种制备合金粉末的高能球磨技术。
它是在高能球磨条件下, 利用金属粉末混合物的反复变形、断裂、焊合、原子间相互扩散或发生固态反应形成合金粉末。
机械合金化是在固态下实现合金化, 不经过气相、液相,不受物质的蒸气压、熔点等物理特性因素的制约, 使过去用传统熔炼工艺难以实现的某些物质的合金化和远离热力学平衡的准稳态、非平衡态及新物质的合成成为可能, 因此机械合金化的理论和应用方面的研究均显示出十分诱人的前景。
(2)喷雾干燥:喷雾干燥是指用雾化器将一定浓度的原料液喷射成雾状液滴, 并用热空气(或其它气体) 与雾滴直接接触的方式使之迅速干燥, 从而获得粉粒状产品的一种粉末制备过程。
采用喷雾干燥可以制备出质量均一、重复性良好的粉料, 并且缩短粉料的制备过程, 有利于自动化、连续化生产, 是大规模制备优良超微粉的有效方法。
4.1 粉末冶金成型技术的发展目前, 粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、集成化和低成本等方向发展。
近年来, 一系列粉末冶金新的成形技术层出不穷, 并呈现出加速发展态势, 粉末注射成形、温压成形、流动温压成形、喷射成形、高速压制成形等新技术不断涌现, 使得粉末高致密化成形技术得到了很大的发展。
(1)粉末注射成型:粉末注射成形是传统粉末冶金技术和先进塑料注射成形相结合而发展形成的一门新型粉末冶金近净成形技术。
它的基本工艺过程是: 首先将金属或陶瓷粉末与有机粘结剂均匀混合, 用注射成形机成形, 然后将成形坯中的粘结剂脱离, 最后经烧结致密化得到最终产品。
粉末注射成形的材料已经从早期的铁基、硬质合金、陶瓷等对杂质含量不敏感、性能要求不是非常苛刻的体系, 发展到了镍基高温合金、钛合金和铌材料。
材料应用领域也从结构材料向功能材料发展, 如热沉材料、磁性材料和形状记忆合金。
材料结构也从单一均匀结构向复合结构发展。
(2)温压成型:温压成形是从20 世纪90 年代新发展起来的一项新技术。
它是采用特制的粉末加热、粉末输送和模具系统, 将加有特殊润滑剂的混合粉末和模具加热至130~150 ℃温度进行刚性模压, 最后采用传统的烧结工艺进行致密化的技术。
利用该工艺可成形形状非常复杂的零件,如垂直于压制方向上的凹槽、孔以及螺纹孔等,而不需要后续二次机械加工。
(3)喷射成型:喷射成形(Spray Forming) 技术, 也称为喷射沉积( Spray Deposition) 或喷射铸造( Spray Casting ) 技术, 这是20 世纪80 年代以来工业发达国家在传统快速凝固P粉末冶金(RSPPM) 工艺基础上发展起来的一种全新的先进材料制备与成形技术。
(4)高速压制成型:高速压制技术是瑞典H¨ogan¨as AB 公司在2001 年推介的一种新技术。
高速压制生产零件的过程和传统的压制过程工序相同; 混合粉末加进送料斗中, 粉末通过送粉靴自动填充模腔压制成形之后, 零件被顶出并转入烧结工序。
所不同的是高速压制的压制速度比传统压制高500~1000 倍, 压机锤头速度高达2~30mPs , 液压驱动的锤头质量达5~1200kg , 粉末在0.02s 之内通过高能量冲击进行压制, 压制时产生强烈的冲击波。
通过附加间隔0.3s 的多重冲击能达到更高的密度。
与传统压制相比, 高速压制的铁基零件密度可提高0.3gPcm3 左右, 因而抗拉强度和屈服强度能相应地提高20 %~25 %。
高速压制压坯的径向弹性后效很小, 故脱模压力较小, 并且压坯密度均匀, 其偏差小于0.01gPcm3 。
该技术可以制得质量达5kg 以上的大型压坯以及高径比达到3 的压坯。
同时, HVC 技术还具有高生产率和低成本等特点。
4.1 粉末冶金烧结技术的发展粉末冶金烧结是指粉末或粉末压坯在适当的温度和气氛条件下加热所发生的现象或过程。
烧结工艺是决定粉末冶金制品性能的重要环节, 一直是人们研究的重点; 各种促进烧结的方法不断涌现, 如微波烧结、放电等离子烧结、自蔓延高温合成、烧结硬化等。