粉末冶金技术
粉末冶金的定义
粉末冶金的定义粉末冶金是一种通过将金属或非金属粉末进行冶炼和成形的加工方法。
粉末冶金技术广泛应用于制造业中，包括航空航天、汽车、电子、医疗器械等行业。
本文将从粉末冶金的定义、原理、工艺流程和应用领域等方面进行介绍。
粉末冶金是一种以金属或非金属粉末为原料，通过粉末的加工和烧结等工艺，制造出具有特定形状和性能的零部件的方法。
相比传统的加工方法，粉末冶金具有独特的优势。
首先，粉末冶金能够制造出复杂的形状，例如孔洞、槽口和凹凸等。
其次，粉末冶金能够制造出高精度的零件，满足不同行业对产品精度的要求。
此外，粉末冶金还能够制造出具有特殊性能的材料，例如高强度、耐磨、耐腐蚀等。
粉末冶金的基本原理是将金属或非金属原料粉末通过特定的工艺进行成型和烧结。
首先，将金属或非金属原料粉末进行混合，可以根据需要添加一定比例的添加剂。
然后，将混合后的粉末进行成型，常用的成型方法有压制、注射成型和挤压成型等。
成型后的粉末零件具有一定的强度和形状，但还不能满足使用要求，需要进行烧结。
烧结是将成型后的粉末零件在高温下进行热处理，使粉末颗粒之间发生结合，形成致密的材料。
粉末冶金的工艺流程主要包括原料制备、混合、成型、烧结和后处理等环节。
首先，需要对金属或非金属原料进行制备，通常采用机械研磨、球磨和化学还原等方法。
制备好的原料粉末需要进行混合，以保证成品的均匀性。
混合的方法有干法混合和湿法混合两种。
接下来，将混合后的粉末进行成型，可以根据需要选择不同的成型方法。
成型后的粉末零件需要进行烧结，烧结温度和时间根据原料和产品要求进行调控。
最后，对烧结后的产品进行后处理，包括热处理、表面处理和精加工等。
粉末冶金技术在众多领域中得到了广泛应用。
首先，在航空航天领域，粉末冶金技术可以制造出轻质高强度的零部件，提高航空器的性能。
其次，在汽车工业中，粉末冶金技术可以制造出高强度、耐磨的发动机零部件，提高汽车的可靠性和经济性。
此外，粉末冶金技术还可以应用于电子行业，制造出高导电性和磁导率的材料，用于电子元器件的制造。
粉末冶金
举例说明两种粉末冶金材料特点及其应用？
在固态下制 取粉末的方法包括
4.粉末冶金的优点
（3）粉末冶金能生产用普通熔炼法无法 生产的具有特殊性能的材料。
a、能控制制品的孔隙度。例如：多孔含油轴承等 b、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。 c、能生产各种复合材料。例如：金属陶瓷、硬质合 金、弥散强化材料等 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。
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粉末冶金与铸造技术比较
粉末冶金优势：
铸造优势：
① 粉末冶金制件表面光洁度高； ① 形状不受限制； ② 制造的尺寸公差很窄，尺寸 ② 适于制造大型零件； 精确； ③ 零件生产批量小时，经济； ③ 合金化与制取复合材料的 ④ 一般说来，工、模具费用低 可能性大 ④ 组织均一（无偏聚、砂眼、 缩孔）、力学性能可靠； ⑤ 在经济上，粉末冶金工艺 能耗小。
德里柱表面上刻的碑文
德里柱最早是耆那教神庙建 筑群，27座神庙之中某间房 屋的一根柱子。 十三世纪初，神庙全部被毁， 并将拆毁后的材料，拿来兴 建宫殿与清真寺。 德里铁柱是剩余的建材，因 此被移到现址。在印度的达 哈、辛哈勒斯、克那拉克都 发现竖有相同技术的古铁柱
德里铁柱少有锈蚀的原因
4.粉末冶金的优点
（1）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。
粉末冶金技术通常粉末冶金零件表面光洁、尺寸 精确，与铸造相比，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。 生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金 法。例如：钨、钼等。
粉末冶金知识大全
粉末冶金知识大全简介粉末冶金是一种重要的制备材料的方法，它通过将金属或非金属加工成粉末，再通过压制和烧结等工艺将粉末粒子紧密结合形成所需的材料。
本文将介绍粉末冶金的基本原理、工艺流程和应用领域。
1. 粉末制备粉末冶金的第一步是制备粉末。
常见的粉末制备方法包括：•原子熔化法：通过将金属或合金加热到高温，使其熔化后迅速冷却，冷却过程中形成的微细颗粒即为粉末。
•机械研磨法：将金属块或合金块放入球磨机中与球磨介质一起磨碎，经过一定时间后得到所需的粉末。
•物理气相法：通过高温蒸发和凝聚，使金属或合金从气相转变为粉末。
常见的物理气相制备方法有气体凝聚法、物理溅射法等。
2. 粉末冶金工艺粉末冶金包括压制、烧结和后处理等多个工艺步骤。
2.1 压制压制是将制备好的粉末以一定的压力塑造成所需形状的过程。
常见的压制方法有：•静态压制：即将粉末放置在模具中，施加垂直于模具方向的压力，使粉末颗粒之间发生塑性变形，形成一定形状的绿体。
•动态压制：即通过提供一个快速冲击力，使粉末颗粒互相碰撞并发生变形，形成一定形状的绿体。
2.2 烧结烧结是将压制好的绿体在一定温度下进行加热，使粉末颗粒之间发生扩散和结合，形成致密的材料。
常见的烧结方法有：•常压烧结：将绿体放在电炉或气炉中进行加热，使粉末颗粒熔结或固相扩散结合。
•热等静压烧结：在加热的同时施加一定的压力，用于加强绿体的结合。
2.3 后处理烧结完成后，还需要进行一些后处理步骤以提高材料的性能。
常见的后处理方法有：•热处理：通过控制温度和时间，在一定的条件下改变材料的组织结构，提高其硬度、强度等性能。
•表面处理：在材料表面形成覆盖层、涂层或改变表面形貌，以提高耐磨、耐腐蚀等性能。
3. 应用领域粉末冶金在许多领域都有着广泛的应用。
3.1 金属制品粉末冶金可以制备各种金属制品，如汽车零部件、工具等。
由于独特的结构和物理性能，粉末冶金制品具有优异的耐磨、抗拉伸和耐腐蚀等特点。
3.2 陶瓷制品通过粉末冶金技术可以制备出高纯度、高强度的陶瓷制品，如陶瓷刀具、陶瓷齿轮等。
粉末冶金材料生产技术
粉末冶金材料生产技术粉末冶金是一种通过将金属粉末进行加工和烧结的方法来制造材料和零件的技术。
它是一种高效、经济、节能的生产工艺，被广泛应用于各个领域。
粉末冶金材料生产技术的基础是金属粉末的制备。
金属粉末可以通过机械研磨、化学还原、电解沉积等多种方法得到。
其中，机械研磨是最常用的方法之一，通过将金属块或合金块置于球磨罐中与球磨介质一起进行研磨，得到所需的金属粉末。
在粉末冶金材料的生产过程中，首先需要将金属粉末与添加剂进行混合。
添加剂的作用是改变粉末的性质，使其具有更好的可塑性和可加工性。
混合的方法一般有干法混合和湿法混合两种。
干法混合是将金属粉末和添加剂一起放入球磨罐中进行混合，湿法混合则是将金属粉末和添加剂溶解在溶剂中，然后再通过干燥得到混合后的粉末。
混合后的金属粉末需要进行成型。
成型的方法主要有压力成型和注射成型两种。
压力成型是将金属粉末放入模具中，在高压下进行成型，得到所需形状的材料。
注射成型则是将金属粉末与添加剂混合后，通过注射成型机将混合物注入模具中，再经过固化得到所需形状的材料。
成型后的材料需要进行烧结。
烧结是将成型后的材料在高温下进行加热，使金属粉末颗粒之间发生扩散、融合，形成致密的结构。
烧结温度和时间的选择需要根据材料的性质和要求来确定。
烧结后的材料具有良好的力学性能和化学稳定性，可以用于制造各种零件和器件。
粉末冶金材料的生产技术具有很多优点。
首先，它可以制造复杂形状的材料和零件，满足不同领域的需求。
其次，由于金属粉末的高度利用率，可以减少材料的浪费和能源的消耗，降低生产成本。
此外，粉末冶金材料还具有均匀性好、性能可调、无需后续加工等特点。
然而，粉末冶金材料生产技术也存在一些问题和挑战。
首先，金属粉末的制备过程中可能会产生一些不纯物质，影响材料的性能。
其次，粉末冶金材料的烧结过程需要高温和长时间的加热，消耗大量能源。
此外，粉末冶金材料的成型精度有限，不能满足某些高精度应用的需求。
为了克服这些问题，需要不断改进粉末冶金材料生产技术。
粉末冶金成形
通过烧结过程中的物质迁移和相变，使烧结体内部孔隙减小或消失， 提高其密度和性能。
致密化程度
与烧结温度、时间、气氛等因素有关，需根据产品要求进行控制。
03 粉末冶金成形的关键技术
粉末注射成形技术
定义
粉末注射成形是一种将金属粉末与有机粘结 剂混合，通过注射机注入模具中成形，然后 脱脂和烧结的工艺。
能源领域
粉末冶金技术在风力发电、核能等领 域中用于制造高性能的零部件。
粉末冶金成形的优缺点
材料利用率高，减少材料 浪费；
可生产出形状复杂、精度 高的制品；
优点
01
03 02
粉末冶金成形的优缺点
01
可通过控制成分和工艺参数制备高性能材料；
02
适用于大规模生产。
缺点
03
粉末冶金成形的优缺点
生产过程中易产生粉尘污染； 制品内部可能存在孔隙和缺陷； 部分材料制备成本较高。
等静压成形技术
定义
等静压成形技术是一种利用液体介质传递压力，使金属粉末在各 个方向上均匀受压而成形的工艺。
优点
可生产高精度、高密度、高性能的产品，适用于大规模生产。
应用领域
广泛应用于陶瓷、粉末冶金等领域。
04 粉末冶金成形的材料性能
材料力学性能
硬度
抗拉强度
粉末冶金制品的硬度通常较高，可达到 HRC60以上，这主要得益于其致密的结构 和合金元素的固溶强化作用。
粉末冶金制品具有较高的抗拉强度，通常 在1000MPa以上，这与其致密的结构和晶 粒细化有关。
疲劳性能
韧性
由于其良好的力学性能，粉末冶金制品在 循环载荷下表现出良好的疲劳性能。
粉末冶金制品的韧性与其成分、显微组织 和热处理状态有关，通过合理的工艺控制 可以提高其韧性。
粉末冶金课件
•塑耐性腐变蚀形性能等
•表面状态
•表面张力等
粉末冶金成型
§2 粉末冶金成型工艺简介
3．粉末旳预处理与混合
（1）粉末旳预处理 （2）粉末混合
• 混合 – 两种以上化学组元相混合 （相同化学构成旳粉末旳混合叫做合并。）
• 目旳 – 使性能不同旳组元形成均匀旳混合物， 以利于压制和烧结时状态均匀一致。
为何预处理？ a．虽然在同一条件下制造旳同一粉末，其纯度和粒
• 应用 – 制造Fe 、Pb、Sn、Zn、Al、青铜、 黄铜等低熔点金属与合金粉末； – 18-8不锈钢、低合金钢、镍合金等 粉末。
(2) 机械粉碎法
是靠压碎、击碎和磨削等作用，将 块状金属或合金机械地粉碎成粉末。
粉末冶金成型
(2) 机械粉碎法 • 特点：
– 既是一种独立制粉措施， – 又常作为某些制粉措施不可缺乏旳
▪ 据作业旳连续性分 – 间歇式烧结炉—坩埚炉箱式炉 – 高频或中频感应炉
– 大气环境
– 连续式烧结炉
• 产生“过烧”废品
– 烧结温度过高或时间过长，使压坯歪曲和变形，其晶粒也 大；
• 产生“欠烧”废品
– 烧结温度过低或时间过短，产品结合强度等性能达不到要 求；
粉末冶金成型
§2 粉末冶金成型工艺简介
粉末冶金成型
§1 概 述
五、应用
板、带、棒、管、丝等多种型材
成批或 齿轮、链轮、棘轮、轴套类等多种零件 大量生产 重量仅百分之几克旳小制品
近两吨重大型坯料（用热等静压法）
粉末冶金成型
粉末冶金成型
§2 粉末冶金成型工艺简介
粉料制备
压制成型
烧结
粉末冶金成品
烧结后旳处理
§2 粉末冶金成型工艺简介
粉末冶金成型技术
粉末冶金成型技术Ⅰ、粉末冶金成型技术1、粉末冶金成型技术（Powder Metallurgy）是一种较新的金属制造工艺，它通过将金属粉末或粉体团结成模具内所需形状，从而生产出广泛应用的金属零件。
其原理是金属粉末经高压热压成型而形成零件。
2、粉末冶金成型技术能够制造出具有较高精度、更小体积的零件，是传统金属制造技术无法达到的高精度和大精度的紧凑零件。
同时，由于具有良好的耐磨性，它还可以制造可耐高速摩擦的零件。
3、粉末冶金成型技术使用金属粉末来制造零件，因此可以制造出大规模和复杂零件。
它制造出的产品可以达到更高的均匀度、更高的精度和更强的密度，这些特点比其他技术都有优势。
II、工艺流程1、把金属粉末混合成易流动的糊状物：在粉末冶金成型过程中，首先将金属粉末混合成易流动的糊状物，然后将其成型成所需的各类结构。
2、金属流成型：将调制好的金属流放入到模具中，然后将其投射成型，采用精确的高压成型，以形成模具内期望的形状。
3、表面处理：一些金属零件可能需要再进行表面处理，比如镀铬、电镀和热处理，以满足零件性能的需求，增强其耐蚀性、耐磨性等。
4、热处理：热处理是利用复杂的热处理技术，通过改变零件的温度来改变其组织和性能，以获得期望的性能和表面光洁度。
III、优点1、体积小：由于采用精密模具来进行流体压力成型，可以制造出具有较小体积和精确尺寸的部件；2、准确精度：粉末冶金成型可以根据模具进行长宽比、曲率与折弯处理，以达到较高的精度，组装时也相对容易；3、节能降耗：比传统金属加工手段更加节省能源耗费，而且粉末冶金可以减少冶炼及清理成本，从而降低成本；4、结构复杂：粉末冶金制造的零件可以根据设计形状进行复杂的结构设计，可在一个工件上制造气隙空间及护套，从而更加省时。
IV、缺点1、成本高：粉末冶金技术的设备耗费较高，使得生产成本比其他工艺高很多；2、尺寸大小限制：模具的设计尺寸受生产设备的尺寸限制，影响着大小尺寸和深度尺寸的生产；3、生产周期长：由于加工方法比其他工艺复杂，因此所需的生产周期也变得更长；4、表面光洁度差：因为运用压力成型，而非切削加工，因此物件的表面光洁度不是非常理想。
粉末冶金技术
粉末冶金技术粉末冶金技术是一种重要的金属加工方法，它是将金属粉末经过混合、成型和烧结等工艺制成制品的工艺方法。
相比传统的熔炼和锻造工艺，粉末冶金技术具有许多优点，如能够制备出具有复杂形状的零件、材料性能均匀、精确控制产品尺寸和性能等。
本文将从粉末冶金技术的历史发展、工艺流程、应用领域等方面进行介绍。
粉末冶金技术的历史可以追溯至早在公元前3000年左右，早期人们已经开始使用粉末冶金技术来制作金属工艺品。
然而，直到20世纪初，粉末冶金技术才得到广泛应用，并在战争期间得到了飞速发展。
战后，在石油、汽车、航空航天等领域的需求推动下，粉末冶金技术得到了进一步的发展壮大。
粉末冶金技术的工艺流程主要包括粉末的制备、混合、成型和烧结等步骤。
首先，原料金属被经过研磨等工艺得到所需的粉末。
然后，将不同种类和粒径的金属粉末混合，并添加适量的添加剂以改变材料的性能。
下一步，通过压制等成型方法将混合得到的金属粉末压制成所需形状的绿体。
最后，将绿体在高温下进行烧结，使金属粉末颗粒之间发生相互扩散和连结，形成致密的金属制品。
粉末冶金技术的应用领域非常广泛。
在汽车工业中，粉末冶金技术被广泛应用于发动机、传动系统、悬挂系统等零部件的制造。
由于粉末冶金技术可以制备出具有复杂形状和高精度需求的零件，因此在航空航天领域也被广泛应用。
此外，粉末冶金技术还可用于制备具有高耐磨性、高温强度和耐腐蚀性能的材料，用于工具、刀具、模具、轴承等领域。
虽然粉末冶金技术具有许多优点，但也存在一些挑战和限制。
首先，粉末冶金技术对原料金属的纯度有较高要求，因此原料的采购和处理工艺比较复杂。
其次，粉末冶金技术的设备和工艺流程较为复杂，对操作人员的技术水平有一定要求。
此外，粉末冶金技术制造出的制品通常会出现一些孔洞和缺陷，需要进一步进行加工和处理。
总的来说，粉末冶金技术作为一种重要的金属加工方法，具有许多优点和广泛的应用领域。
随着工艺和设备的不断改进，粉末冶金技术将会在更多领域发挥重要作用，并为各行业的发展提供更多可能性。
粉末冶金技术
流、水流)对金属液
流作用的方式不同， 雾化具有多种形式：
平行喷射(气流与金
属液流平行)
垂直喷射(气流或水
流与金属液流互成垂 直方向)
水雾化时，控制好以下条件可以得细粉末：水 的压力高，水的流速、流量大，金属液流直径小， 过热温度高，金属的表面张力和粘度小，金属液流 长度短，喷射长度短，喷射顶角适当等。 控制好以下条件可以得球形粉末：金属表面张 力要大，过热温度高，水的流速低，喷射顶角大， 液流飞行路程长等。
粉末的羰基物热离解法
从气态金属卤化物气相还原制取金属、合金粉末
以及金属、合金涂层的气相氢还原法
从气态金属卤化物沉积制取金属化合物粉末以及
涂层的化学气相沉积法
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。
机械法是将原材料机械地粉碎，而化学成分基本
上不发生变化；
物理化学法是借助化学的或物理的作用，改变原
熔体淬火技术(Melt Quenching
Technology或MQT)。
静力学方法
针对通常铸造合金都是在非均匀形核条件下凝
固，因而针对合金凝固过冷度很小的问题，设法 尽管冷速不高但也同样可以达到很大的凝固过冷
提供近似均匀形核的条件。在这种条件下凝固时， 度，从而提高凝固速度。具体实现这种方法的技
炼法相比，性能优越:
高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好，
例如，粉末高速钢、粉末超合金可避免成分的 偏析，保证合金具有均匀的组织和稳定的性能， 同时，这种合金具有细晶粒组织使热加工性大 为改善;
生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶
金法，例如，钨、铝等难熔金属，即使用熔炼 法能制造，但比粉末冶金的制品的晶粒要粗， 纯度要低。
粉末冶金成型技术
粉末冶金成型技术粉末冶金成型技术(PM)是一种新兴的金属加工技术，它使用粉末材料，经过热处理、压实、成形和加工等工艺，最终形成最终产品。
这种技术可以有效地生产复杂结构和高精度零件，被广泛应用于航天航空、汽车制造、电子信息、新材料研发等领域。
粉末冶金技术主要包括热解法(thermal decomposition)、汽化烧结法(vapour deposition sintering)和气相混合法(gas phase mixing)等。
热解法是目前最常用的一种技术，它利用热力学原理将粉末金属转化为熔融的金属液，然后将其冷却固化，最终形成最终产品。
汽化烧结法通过加热粉末材料来达到烧结的效果，最终形成的零件均匀性及结合强度较高，可应用于高强度零件的制造。
气相混合法利用点火系统在真空中燃烧粉末金属材料，使其形成金属熔融物，随后冷却固化即可形成最终零件。
粉末冶金技术具有诸多优势，如质量高、制造成本低、能够生产复杂结构复杂精度零件、有利于环境保护等。
然而由于其复杂性和技术门槛高，其产品形成损耗大，生产效率低，制造过程中不易控制精度等，使得粉末冶金技术的应用受到了一定的限制。
另外，粉末冶金技术的发展还需要更加完善的研究与管理体系。
粉末冶金技术的成功应用，需要良好的研究成果和合理的经济效益，这一技术必须结合全面的工艺改进技术、生产管理和后处理方法进行系统研究，以满足不断增长的市场需求。
综上所述，粉末冶金技术是一种潜在的应用范畴十分广泛的技术，它可广泛应用于复杂结构和精度零件的制造，极大地改变了传统的金属加工技术。
未来，粉末冶金技术将继续发展，在先进制造业及家用电器等领域获得更多的应用，成为一个重要的制造技术。
粉末冶金成型技术是一种新兴技术，它能够有效地生产复杂结构和高精度零件，它的应用范围也会随着新材料和新技术的不断发展而更新更换，并促进经济和生活进步。
未来，粉末冶金技术将迎来更大的发展，在航天航空、汽车制造、新材料研发及家用电器等领域都有广泛的应用前景。
粉末冶金的概念
粉末冶金的概念
一、粉末冶金的概念
粉末冶金（Powder Metallurgy；PM）是一种材料加工技术，它将金属粉末作为原料，通过压制、热处理等工艺步骤，加工出特定的功能形状，并可以达到特定性能的加工方法。
通常，粉末冶金工艺的原料以金属为主，但也可以是非金属，如碳素或碳/硅酸盐组成的特殊粉末，或者金属与碳素、碳/硅酸盐混合而成的特殊粉末。
粉末冶金工艺的主要特点是：
1、可以制备出具有复杂形状的零件，复杂的压力型件经常用于此项工艺；
2、材料可以以节约能源的方式加工，常见的工艺步骤是压制和热处理，其中压制过程中并没有使用任何溶剂或润滑剂；
3、可以制备出较低的材料强度，特别是在微型压力零件中，这些零件可以以较低的体积加工出来，而且具有较高的强度；
4、有利于机械性能的增强；
5、可以制备出复合材料，这些材料具有良好的塑性性能以及抗磨损和抗腐蚀性能；
6、可以制备出高熔点的材料，如钨、铌、钛、银等高熔点材料。
此外，粉末冶金工艺还可以通过添加各种金属粉末，碳素粉末，碳素/硅酸盐粉末和其他材料的组合来获得复合材料，这些复合材料可以提高材料的强度，E值和抗磨损性能。
在热处理过程中，粉末冶金工艺也可以提高材料的强度和耐高温性能，以及提升材料的热加工
性能。
总之，粉末冶金工艺是目前非常重要的加工方法，可以获得具有多种功能功能和性能的零件。
金属冶炼中的粉末冶金技术
粉末冶金技术还可以用于制备金属粉末，如铁粉、铝粉等。这些粉末可以用于 制造各种金属制品，如零件、工具和结构件等。
粉末冶金在金属合金化中的应用
合金化原理
粉末冶金技术通过控制原料粉末的成分和比例，可以制备出 具有特定性能的合金材料。通过调整合金元素的种类和含量 ，可以优化材料的力学性能、物理性能和化学性能。
粉末冶金技术在风力发电、核能、太阳能 等领域有广泛应用，能够制备高性能的零 部件和材料。
02
粉末冶金技术的基本 原理
粉末的制备
原材料选择
根据所需金属的性质和用途，选 择合适的原材料。
物理法
通过机械研磨、气体雾化、电解沉 积等方法将原材料细化成粉末。
化学法
通过化学反应将原材料分解为粉末 ，如氢还原法、化学气相沉积等。
合金制备方法
粉末冶金技术中的熔融混合法、机械合金化法和化学共沉淀 法等可用于制备各种合金材料，如不锈钢、镍基高温合金和 钛合金等。
粉末冶金在金属复合材料制备中的应用
金属基复合材料
粉末冶金技术可以用于制备金属基复 合材料，如铝基复合材料、钛基复合 材料和钢基复合材料等。这些复合材 料由两种或多种材料组成，具有优异 的力学性能和物理性能。
高强度与轻量化
粉末冶金技术能够制备高强度、轻量化的 金属零件，有助于提高产品的性能和降低
能耗。
可制造复杂结构零件
粉末冶金技术能够制造具有复杂内部结构 和精细特征的金属零件，满足各种工程应 用的需求。
环保友好
粉末冶金技术采用低能耗、低污染的生产 方式，减少了传统金属冶炼过程中产生的 废气、废水和废渣。
粉末冶金技术的快速发展，开始应用 于大规模生产和制备高性能材料。
粉末冶金技术的应用领域
名词解释粉末冶金
名词解释粉末冶金
嘿，你知道粉末冶金吗？这可真是个超有趣的玩意儿！比如说，你
想象一下，把一堆细细的金属粉末，就像沙滩上的沙子一样，通过一
些特别的方法和工艺，让它们变成各种形状、各种用途的东西，是不
是很神奇？
粉末冶金啊，简单来说，就是把金属粉末当成原料来制造各种制品
的一种技术。
就好比你做饭，把各种食材组合起来变成美味的菜肴，
粉末冶金就是把金属粉末组合加工成我们需要的东西。
咱举个例子啊，你看那些汽车上的零件，说不定就有通过粉末冶金
做出来的呢！那些小小的、精致的零件，可都是从粉末一点点变过来
的呀。
粉末冶金可不是随随便便就能做好的哦！它需要一系列的步骤和工艺。
首先得把金属粉末准备好，这就像准备好画画的颜料一样重要。
然后呢，把这些粉末按照一定的方式压制成型，哎呀，就好像捏橡皮
泥一样，把它捏成我们想要的形状。
接着，还得经过高温烧结等过程，让这些粉末真正地融合在一起，变成坚固的整体。
你可能会问啦，那粉末冶金有啥好处呀？嘿，这好处可多了去了！
它可以制造出一些用传统方法很难做到的形状和结构，而且还能节省
材料呢，这多棒呀！
还有啊，粉末冶金在很多领域都有大用处呢！像机械制造啦、航空航天啦、医疗器械啦等等。
它就像一个默默奉献的小能手，在背后为各种高科技产品贡献着自己的力量。
我觉得啊，粉末冶金真的是一项超级厉害的技术，它让我们的生活变得更加丰富多彩，让那些看似不可能的东西都变成了现实！你难道不这么认为吗？。
粉末冶金技术要求
粉末冶金技术要求
粉末冶金的技术要求：
1、粉末冶金技术可以很大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。
2、粉末冶金技术可以制备非晶、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、粉末冶金技术可以实现近净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。
4、粉末冶金技术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、粉末冶金技术可以充分利用矿石、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。
粉末冶金技术
银与还原剂发生反应,生成极小的银颗粒。通过
改变激光强度、搅拌器转速与反应成分,可控制
银粉粒度,在一定程度上也可控制颗粒形状。
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一、制粉新技术 4.机械化学法生产廉价的纳米粉末 澳大利亚开发出一种机械化学法,可廉价生产 纳米金属粉与陶瓷粉。它采用球磨机来激活化学 反应,使形成极细的纳米金属或化合物晶粒,再分 离与提取微细晶粒。例如机械研磨FeCl3,由钠、 钙或铝将其还原为铁与氯化物的混合物。用适当 洗涤法去除氯化物后,便可得到纳米铁颗粒。
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二、粉末冶金成型新技术 原理:将粉末装于一个导电 的容器(护套)内,置于高强 磁场线圈的中心腔中。电容 器放电在数微秒内对线圈通 入高脉冲电流,线圈腔中形 成磁场,护套内产生感应电 流。感应电流与施加磁场相 互作用,产生由外向内压缩 护套的磁力,因而粉末得到 二维压制。整个压制过程不 足1ms。 14
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二、粉末冶金成型新技术 许多合金钢粉用动磁压制做过实验,粉末中不 添加任何润滑剂,生坯密度均在95%以上。动磁压 制件可以在常规烧结条件下进行烧结,其力学性能
高于传统压制件。动磁压制适用于制造柱形对称
的近终形件、薄壁管、纵横比高的零件和内部形
状复杂的零件。
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二、粉末冶金成型新技术
动磁压制有可能使电机设计与制造方法产生革
热源、施加外力等作用在较短的时间里
使粉体致密化的过程，主要有微波烧结 技术和电火花烧结技术等。
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三、烧结新技术 1.微波烧结技术 微波烧结是通过被烧结粉体吸收微波，将电磁 波能量直接转化成物质中粒子的能量，使其内部产 生热而烧结的方法。它热效率高，可急速升温缩短
烧结时间，加上微波与粒子间的交互作用，降低了
粉末冶金原理
粉末冶金原理
粉末冶金是一种重要的金属加工技术，通过将金属粉末进行成形和烧结加工，制备出具有特定性能的金属零件。
粉末冶金原理涉及粉末制备、成形、烧结和后续处理等多个方面。
粉末制备
粉末制备是粉末冶金的第一步，通常采用机械合金化、原子溅射、化学合成等方法制备金属粉末。
机械合金化是通过球磨等机械方法将金属粉末与添加剂混合均匀，形成合金粉末。
原子溅射则是通过高能离子轰击金属靶，产生金属原子蒸汽再凝结成粉末。
化学合成则是利用化学反应产生金属粉末。
成形
在成形阶段，将金属粉末与添加剂混合后，通过压制成型的方式制备出所需形状的粉末冶金零件。
压制成型通常采用冷压、注射成型等方法。
压制后的粉末冶金件通常呈现出较高的强度和密度。
烧结
烧结是粉末冶金中关键的工艺步骤，通过高温热处理将压制成型后的金属粉末在固态中形成致密的金属结构。
烧结温度、保温时间、气氛等因素对烧结效果有重要影响。
经过烧结处理后，粉末冶金件具有一定的强度和密度。
后续处理
经过烧结后的粉末冶金件通常需要进行后续处理，包括热处理、表面处理等，以进一步改善材料性能。
热处理可以提高材料的硬度、强度和耐磨性，表面处理可以提高材料的耐腐蚀性和美观性。
粉末冶金技术在汽车、航空航天、电子等领域有着广泛的应用，制备出具有特定性能的零件，为现代工业的发展提供了重要支持。
粉末冶金原理的研究和应用将进一步推动金属材料领域的创新和发展。
粉末冶金原理
粉末冶金原理
粉末冶金是一种通过粉末冶金工艺制备金属、合金、陶瓷和复合材料的方法。
它是一种高效的材料制备技术，具有原料利用率高、产品尺寸精度高、材料组织均匀等优点，因此在航空航天、汽车、电子、机械等领域得到广泛应用。
粉末冶金的基本原理是将金属粉末或合金粉末按一定的成型方法制备成所需形
状的坯料，然后通过烧结或热压等方法将其致密化，最终得到所需的产品。
这种方法可以制备复杂形状的产品，且可以调控产品的性能，因此在一些特殊领域有着独特的优势。
粉末冶金的工艺包括粉末制备、成型和烧结等步骤。
首先是粉末的制备，通常
采用机械球磨、化学法、电化学法等方法制备金属或合金粉末。
然后是成型，通过压制、注射成型等手段将粉末压制成所需形状的坯料。
最后是烧结，将压制好的坯料在一定的温度下进行热处理，使粉末颗粒之间发生扩散与结合，最终形成致密的产品。
粉末冶金的优点之一是可以制备高性能的材料。
由于粉末冶金可以制备复杂形
状的产品，因此可以设计出更加符合工程需求的材料，提高材料的使用性能。
另外，由于粉末冶金可以控制材料的成分和微观结构，因此可以调控材料的力学性能、导热性能、磁性能等，满足不同领域的需求。
除此之外，粉末冶金还可以实现材料的资源化利用。
由于粉末冶金可以利用废料、废料料等再生资源进行材料制备，因此可以减少对原材料的依赖，实现资源的再利用，降低生产成本，减少对环境的影响。
总的来说，粉末冶金是一种高效的材料制备技术，具有制备高性能材料、实现
资源化利用等优点，因此在现代工业中得到了广泛的应用。
随着科技的发展，相信粉末冶金技术会不断完善，为人类社会的发展做出更大的贡献。
粉末冶金的优缺点
粉末冶金的优缺点1. 引言粉末冶金技术是一种制备金属、合金和陶瓷制品的有效方法。
通过粉末冶金技术，我们可以将金属和非金属粉末混合、压制、烧结或热处理，以获得具有特定性能和形状的成品。
在这篇文档中，我们将讨论粉末冶金技术的一些优点和缺点。
2. 优点2.1 设计灵活性粉末冶金技术具有很高的设计灵活性。
通过调整粉末的成分和形状，可以实现几乎任何复杂形状的制造。
这种灵活性使得粉末冶金技术在制造复杂零件和近净型制造中得到广泛应用。
2.2 节约原材料粉末冶金技术可以最大限度地利用原材料，减少浪费。
由于原料是以粉末形式使用的，因此不需要额外的加工过程来削减材料。
此外，粉末冶金也可以使用废料和回收材料，降低对自然资源的依赖。
2.3 节约能源相对于传统的加工方法，粉末冶金技术通常需要较低的能量消耗。
在粉末冶金过程中，由于密度较低且不需要大量的热处理，能源消耗要比其他冶金方法低。
2.4 材料性能优异粉末冶金技术可以制备出具有良好性能的材料。
由于粉末颗粒之间存在微观间隙，所以粉末冶金制品在使用中往往具有较好的透气性和耐磨性。
此外，通过调整材料的成分和粉末的形状，还可以控制材料的力学性能和化学性能。
2.5 生产效率高粉末冶金技术用于批量生产。
通过使用适当的压制模具和工艺控制，可以实现高效率的制造。
与其他冶金方法相比，粉末冶金可以同时制造多个零件，提高生产效率。
3. 缺点3.1 设备成本高粉末冶金技术所需的设备成本较高。
制备粉末的过程需要粉碎、合金化、筛分等多个步骤，需要使用专用设备进行处理。
此外，还需要进行烧结和热处理等后续工艺，增加了设备成本。
3.2 制造难度较大粉末冶金技术相对复杂，制造过程中需要严格控制多个参数，如粉末的形状、成分、粒度分布等。
如果参数控制不当，将会影响成品的质量和性能。
3.3 高密度产品难以实现由于粉末冶金技术中存在微观间隙，制造高密度产品是一个挑战。
高密度意味着更高的力学性能和更好的耐蚀性，但制造高密度产品需要更高的压力和更复杂的工艺控制。
粉末冶金的烧结技术
粉末冶金的烧结技术粉末冶金是利用金属或非金属粉末为原料，通过压制和烧结等工艺制备材料的一种先进制造技术。
烧结是粉末冶金工艺中的一个重要环节，它使粉末颗粒之间发生结合，从而得到具有一定形状和性能的块体材料。
烧结技术的优势在于可以制备复杂形状和高性能的材料，具有广泛的应用前景。
烧结技术是指将粉末冶金产品放在烧结炉中，在一定的温度下进行加热处理，使粉末颗粒之间产生相互扩散的过程。
粉末在烧结过程中，首先经过初始加热，粉末颗粒表面开始熔化，并且粉末颗粒之间也开始熔化，然后随着烧结时间的增加，熔化的颗粒逐渐增多，相互之间结合成固体。
最终形成一个整体结构的块体材料。
烧结技术具有以下特点和优势：1. 可制备复杂形状的材料：烧结技术可以通过模具压制制备各种形状的材料，因此可以满足不同领域的需求，如汽车零部件、航空航天器件等。
2. 可制备高性能材料：烧结技术可以制备高密度、高强度、高硬度等性能优良的材料。
而且在烧结过程中，粉末颗粒之间的扩散使得材料结晶能力增强，晶粒尺寸减小，从而提高了材料的力学性能。
3. 可制备复合材料：烧结技术可以制备具有多种材料组成的复合材料。
通过将不同种类的粉末混合压制和烧结，可以得到具有多种性能的复合材料，如耐磨、耐腐蚀、导热等。
4. 生产效率高：烧结技术可以批量生产材料，具有高效、节能的特点。
而且在烧结过程中，由于粉末颗粒之间的扩散使得材料的致密度提高，从而减少了后续的加工工序。
5. 环境友好：烧结技术是一种无需溶剂和液相的制备工艺，不会产生废水、废气、废渣等环境污染问题，相对于传统冶金工艺更加环保。
然而，烧结技术也存在一些挑战和限制：1. 粉末的选择和处理：不同材料的烧结温度和烧结方式各不相同，粉末的选择和处理对于烧结成型的工艺参数和性能有着重要影响。
2. 烧结过程中的缺陷：烧结过程中可能会出现气孔、裂纹等缺陷，这些缺陷对材料性能有着重要影响。
因此，烧结工艺控制和参数优化是关键。
3. 设备成本高：烧结设备的成本较高，特别是对于大型和高精度的烧结设备，成本更高。
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粉末冶金技术摘要：粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(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、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
粉末冶金工艺的第一步是制取原料粉末，第二步是将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后处理制得成品。
典型的粉末冶金产品生产工艺路线如图11-1所示。
粉末冶金的工艺发展已远远超过此范畴而日趋多样化，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。
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。
关键词：粉末冶金基本工序发展历史相关技术发展方向Powder metallurgical technologyPowder metallurgy is making metal powder or with metal powder (or metal powder and nonmetal powder mixture) as raw material, through forming and sintering, manufacturing metal materials, composite materials and various types of products of the technology. The first step of powder metallurgy industry is making raw materials powder, the second step is to material powder through the pressing, sintering and sintering post-processing of finished products. Powder metallurgy process development has far more than the category and becoming more diverse, has become the key problems to solve new materials, in the development of new material plays a very important role.Powder metallurgy has a unique chemical composition and mechanical, physical properties, and the performance is to use the traditional casting method can not get. Using the powder metallurgical technology can be made directly Keywords：Powder metallurgy Basic processes Development history Related technical Development direction粉末冶金工艺的基本工序是：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。
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。
粉末冶金工艺的缺点：1、在没有批量的情况下要考虑零件的大小.2、模具费用相对来说要高出铸造模具.一、粉末冶金的发展史:粉末冶金虽然是人类历史上最早制得如铁、青铜等金属材料的技术，但随着19世纪冶金炉技术的发展，采用熔炼方法能够大批量地生产钢铁和有色金属，而使粉末冶金工艺逐渐被熔铸技术所取代，并在相当长一段时间内，这一传统工艺慢慢被人们所淡漠而停滞不前。
一直到了20世纪，用粉末冶金工艺制成了白炽灯钨丝，才使粉末冶金这一古老技术重新受到重视，并且在整个20世纪获得了快速的发展。
我们把1909～1910年用粉末冶金工艺制得白炽灯钨丝作为现代粉末冶金技术发展的标志。
现代粉末冶金技术发展经历了三个重要历史阶段。
第一阶段：采用粉末冶金技术，能够生产出用熔铸方法等其他技术无法制得的各类材料和制品。
即粉末冶金是惟一可以制取这些材料和制品的技术方法，如由钨矿石制取纯钨粉、钨粉成形为棒条，通过烧结、锤锻和拉丝，奠定了现代粉末冶金一个相当完整的工艺技术过程。
白炽灯钨丝作为电光源的新材料，给人类长夜带来了光明，是一个划时代的进步。
随后许多难熔金属材料钨、钼、钽、铌等无不都是以粉末冶金为惟一的工艺方法，使粉末冶金这一传统的古老技术获得了新生，并且在20世纪2 0年代，这一独特的工艺技术成功地制造了硬质合金。
用粉末冶金工艺制作的硬质合金刀具，比工具钢制作的切削刀具，切削速度和刀具寿命等提高了数倍甚至数十倍，也使一些难加工的材料可以进行加工。
所以，硬质合金的出现，被誉为机械加工业的一次革命。
正是由于用粉末冶金制得了难熔金属和硬质合金等一系列熔铸方法难于制备的高熔点、高硬度等许多新型材料，从而奠定了它在材料领域中的地位。
第二阶段：在20世纪二三十年代，用粉末冶金工艺成功制得多孔含油轴承。
首先是青铜基含油轴承，不久又采用廉价铁粉制成铁基含油轴承，并且很快在汽车工业、纺织工业等领域广泛应用。
随后随着铁粉质量不断提高，成形和烧结技术不断完善，进一步开发出高密度、高强度、形状复杂、精度又高的各类粉末冶金结构零件，使粉末冶金技术成为高效节能、节材、无切削和少切削的新型加工工艺，成为整个粉末冶金技术领域中产量最大、应用面最广的一个产业部门。
如今，在国际粉末冶金发展的年度报告中，由于硬质合金和难熔金属材料等许多材料分别以专用名词冠名和评估，所以在粉末冶金年度报告中，常将铁、铜基等机械零件的快速发展作为粉末冶金发展的主要评估对象，并在许多粉末冶金设计手册、名词术语词典等著作中也常常以铁铜基等机械零件作为主要内容加以论述。
第三阶段：20世纪五六十年代以后，粉末冶金技术被化工、冶金、材料、机械等学科的科技工作者和生产企业关注和重视，学科之间互相渗透，开发出如粉末高速钢、粉末超合金、金属陶瓷、弥散强化材料、纤维增强材料等新材料，以及注射成形、粉末锻造、等静压制、温压技术等新工艺。
随着现代技术经济对各类新材料、新产品的需求，粉末冶金技术还将向更高水平、更广阔的领域拓展。
二、粉末冶金应用举例金属粉末多孔材料金属粉末多孔材料的应用非常广泛，如轻质结构材料、高温过滤装置、分离膜等。
目前最大的市场可能是柴油发动机的烟尘过滤装置。
德国的Fraunhofer研究所开发了一种金属空心球制备技术，在聚合物基体上涂覆金属粉末料浆，然后通过脱涂聚合物基体和粘结剂，最后烧结成各种具有空心结构的金属球体。
球体的直径可丛1mm至8mm。
所制备的钢空心球的密度仅0.3g/cm3。
硬质合金纳米晶和梯度结构是硬质合金的两个重点方向。
纳米晶材料方面包括晶粒长大控制和纳米粉末制备。
梯度结构合金方面包括工艺与结构的关系。
将纳米晶和梯度结构结合起来可能是一个很好的方向，能够在更微观层次上实现性能的可调。
硬质合金的硬度高，可加工性差，因此采用注射成形制备复杂形状中小型零件是发展趋势，但是其商用化仍然受技术成熟度的控制。
硬质合金其他方面的工作包括天家稀土及合金元素、断裂韧性和可靠性表征等。
粉末轻金属合金汽车轻量化为铝、镁、钛等轻金属材料提供了广阔的应用前景。
粉末铝合金在汽车上可应用的部位非常多，但Al-Si合金由于高比强度、高比刚度、低热膨胀系数和耐磨性好，有可能率先在油泵齿轮方面大规模应用。
从工业化角度来看，对粉末冶金铝合金制备过程的优化研究更为重要。
铝合金的另一个研究热点是复合材料，包括传统的Al/SiC，Al/C，Al/BN，Al/Ti（C，N）以及新出现的纳米碳管增强铝合金。
高强粉末铝合金与快速凝固技术密切相关。
通过成分设计，在纯铝基体中加入金属间化合物行成组元，可以制备高强度、高韧性、高热稳定性兼顾的铝合金。
该材料的室温强度大于600Mpa，延伸率超过10%，在400℃还有很好的热稳定，疲劳极限是锻造铝合金的2倍。
镁合金的密度更小，其应用前景可能更好，但目前仍处于研究状态。
采用快速凝固方法也是制备高性能粉末镁合金的重要手段。
目前该技术在安全性方面已经没有太大的问题，所制备出的材料性能也远远高于铸造合金。
钛合金在汽车上的应用主要是成本问题，而粉末钛合金的主要障碍在于高性能低成本钛粉。
英国QinetiQLtd开发了一种店脱氧技术（EDO），可批量生产钛粉。