现代粉末冶金技术概述课件
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现代粉末冶金技术概述
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。
❖ 成形体的致密度可控；多孔材料 ❖ 晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析 ❖ 近型成形，原材料利用率高>95% ❖ 材料组元可控，利于制备复合材料 ❖ 制备难熔金属、陶瓷材料与核材料
现代粉末冶金技术概述
• PM Production of notch segment （槽型件） for truck transmission
❖1930年Hoganas公司开始用固相还原法 生产海绵铁。
现代粉末冶金技术概述
块炼铁技术
现代粉末冶金技术概述
• 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； • 1956年后大量铁基、铝基零件上市； • 1969年机械合金化技术出现 • 20世纪80年代后，PM制品，如蜗轮引擎零件广
泛应用于航空。
现代粉末冶金技术概述
现代粉末冶金技术特征与 发展趋势
• 技术特征： • 技术多样性 粉末制备、成形、烧结技术多选择 • 工艺复杂性 • 手段先进性 压机、烧结炉等设备与最新科技结合 • 性能优异性 • 零件复杂性 • 规模扩大性；成本低廉性
• VALVE SEAT AND VALVE GUIDE
现代粉末冶金技术
兰州金川科技园wk.baidu.com
现代粉末冶金技术概述
现代粉末冶金技术概况
• 粉末冶金技术的特点（优、缺点） • 粉末冶金技术发展史 • 现代粉末冶金技术的特征与发展趋势 • 粉末冶金技术的主要应用 • 课程结构与内容
现代粉末冶金技术概述
粉末冶金技术的特点
原料粉末
成形
烧结
▪采用PM技术制备材料/产品的优点：
现代粉末冶金技术概述
世界粉末冶金大会获奖零件
• Nickel Silver Gears, Cams and Pawls：P/M parts used in a fire alarm box • density ： 8.0g/cm3, tensile strength： 234MPa, yield strength：138MPa， hardness ：90HRH. a 50% cost savings compared to the prior methods of manufacturing – stamping and machining
现代粉末冶金技术概述
• 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
现代粉末冶金技术概述
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现最代大粉末应冶用金技市术场概述
• 典型的汽车用粉末冶金零部件 • Main Bearing Cap Set
现代粉末冶金技术概述
世界粉末冶金大会获奖零件
• Synchronizer Ring with Friction Lining
• The part is warm compacted to a density of more than 7.3g/cm3 in the teeth and more than 7.1g/cm3 in the ring body
现代粉末冶金技术概述
世界粉末冶金大会获奖零件
• Needle Driver and Distal Clevis
• The parts are made to a density range of 7.68-7.72g/cm3. The distal clevis has a 35-38 HRC hardness and an elongation of 10%. Tensile yield strength is 1100MPa (160,000psi). The needle driver has a 38-42 HRC hardness range and an elongation of 8%. The tensile yield strength is 1070MPa (155,000psi). Metal injection molding offered a cost savings of 90% compared to CNC machining the parts from bar stock
现代粉末冶金技术概述
世界粉末冶金大会获奖零件
• Bevel Gear/Indexing Ratchet • The part is supplied as a net shape with no secondary operations. It is fabricated to a typical density of 6.6g/cm3, and has a yield strength of 207MPa (30,000psi), and a 63 HRB typical hardness. P/M replaced a two-piece machined and welded assembly, offering a 70% cost savings
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
0
100
材料利用率/％
零件的能耗
/MJ各·kg种-1 生产工艺的材料的利用率与能耗
现代粉末冶金技术概述
• 采用PM技术制备材料/产品的缺点：
• 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
现代粉末冶金技术概述
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。
❖ 成形体的致密度可控；多孔材料 ❖ 晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析 ❖ 近型成形，原材料利用率高>95% ❖ 材料组元可控，利于制备复合材料 ❖ 制备难熔金属、陶瓷材料与核材料
现代粉末冶金技术概述
• PM Production of notch segment （槽型件） for truck transmission
❖1930年Hoganas公司开始用固相还原法 生产海绵铁。
现代粉末冶金技术概述
块炼铁技术
现代粉末冶金技术概述
• 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； • 1956年后大量铁基、铝基零件上市； • 1969年机械合金化技术出现 • 20世纪80年代后，PM制品，如蜗轮引擎零件广
泛应用于航空。
现代粉末冶金技术概述
现代粉末冶金技术特征与 发展趋势
• 技术特征： • 技术多样性 粉末制备、成形、烧结技术多选择 • 工艺复杂性 • 手段先进性 压机、烧结炉等设备与最新科技结合 • 性能优异性 • 零件复杂性 • 规模扩大性；成本低廉性
• VALVE SEAT AND VALVE GUIDE
现代粉末冶金技术
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现代粉末冶金技术概述
现代粉末冶金技术概况
• 粉末冶金技术的特点（优、缺点） • 粉末冶金技术发展史 • 现代粉末冶金技术的特征与发展趋势 • 粉末冶金技术的主要应用 • 课程结构与内容
现代粉末冶金技术概述
粉末冶金技术的特点
原料粉末
成形
烧结
▪采用PM技术制备材料/产品的优点：
现代粉末冶金技术概述
世界粉末冶金大会获奖零件
• Nickel Silver Gears, Cams and Pawls：P/M parts used in a fire alarm box • density ： 8.0g/cm3, tensile strength： 234MPa, yield strength：138MPa， hardness ：90HRH. a 50% cost savings compared to the prior methods of manufacturing – stamping and machining
现代粉末冶金技术概述
• 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
现代粉末冶金技术概述
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现最代大粉末应冶用金技市术场概述
• 典型的汽车用粉末冶金零部件 • Main Bearing Cap Set
现代粉末冶金技术概述
世界粉末冶金大会获奖零件
• Synchronizer Ring with Friction Lining
• The part is warm compacted to a density of more than 7.3g/cm3 in the teeth and more than 7.1g/cm3 in the ring body
现代粉末冶金技术概述
世界粉末冶金大会获奖零件
• Needle Driver and Distal Clevis
• The parts are made to a density range of 7.68-7.72g/cm3. The distal clevis has a 35-38 HRC hardness and an elongation of 10%. Tensile yield strength is 1100MPa (160,000psi). The needle driver has a 38-42 HRC hardness range and an elongation of 8%. The tensile yield strength is 1070MPa (155,000psi). Metal injection molding offered a cost savings of 90% compared to CNC machining the parts from bar stock
现代粉末冶金技术概述
世界粉末冶金大会获奖零件
• Bevel Gear/Indexing Ratchet • The part is supplied as a net shape with no secondary operations. It is fabricated to a typical density of 6.6g/cm3, and has a yield strength of 207MPa (30,000psi), and a 63 HRB typical hardness. P/M replaced a two-piece machined and welded assembly, offering a 70% cost savings
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
0
100
材料利用率/％
零件的能耗
/MJ各·kg种-1 生产工艺的材料的利用率与能耗
现代粉末冶金技术概述
• 采用PM技术制备材料/产品的缺点：
• 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