粉末冶金原理简介解析

3.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（如钨、钼等）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工业革命。
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绪论
2）20世纪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制品少切削 甚至无切削的优点。
从金属熔盐电解制取金属和金属化合物粉末的
有熔盐电解法。
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一、粉末制备技术
1.3 在气态下制备粉末的方法 （1）从金属蒸气中冷凝制取金属粉末的有蒸
气冷凝法；
（2) 从气态金属羰基物中离解制取金属、合 金粉末以及包覆粉末的有羰基物热离解法；
（3）从气态金属卤化物中气相还原制取金属、 合金粉末以及金属、合金涂层的有气相氢还原法；
粉末冶金原理
郭圣达
E-mail: enga@163.com
江西理工大学 工程研究院
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参考书目
1.黄培云主编：粉末冶金原理，冶金工业 出版社
2.王盘鑫主编：粉末冶金学，冶金工业出 版社
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目录
一、粉末的制备技术 二、粉末的性能及其测定 三、粉末成形 四、烧结 五、粉末冶金材料和制品 六、粉末冶金的安全知识 七、粉末制备、成形、烧结新技术
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绪论
1.粉末冶金——是一种利用制取到的金属粉末，或金属粉末与非金 属粉末的混合物作为原料，经过粉末成形和烧结制造金属材料、 复合材料以及各类型制品的工艺过程。粉末冶金法与生产陶瓷有 相似的地方，因此也叫金属陶瓷法。
2.粉末冶金的发展 粉末冶金方法起源于公元前三千多年。埃及人制造铁的第一方 法实质上采用的就是粉末冶金方法。
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；还有利用粉末冶金锻 造及热等静压等技术已能制造高强度的零件。以硬质合金 来说，新型硬质合金已经逐步替代传统合金，如梯度结构 硬质合金、超细/纳米晶、双晶结构、粗晶结构硬质合金 等。
质量的结构零部件发展。 ➢ 2、制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密
的高性能硬质合金。 ➢ 3、用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊
合金。 ➢ 4、制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金。 ➢ 5、加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。
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一、粉末制备技术
1. 在不同状态下制备粉末的方法 1.1 在固态下制备粉末的方法 1.2 在液态下制备粉末的方法 1.3 在气态下制备粉末的方法 2.常用的粉末制备方法 2.1 机械粉碎法 2.2 雾化法 2.3 还原法 2.4 气相沉积法 2.5 液相沉淀法 2.6 电解法 3. 本章小结
从气态金属卤化物中沉积制取金属化合物 粉末以及涂层的有化学气相沉积法。
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一、粉末制备技术
从实质过程看，现有制粉方法大体可归纳为 两大类，即机械法和物理化学法。
1.机械法：是将原材料机械地粉碎，而化学成
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一、粉末制备技术
1. 在不同状态下制备粉末的方法 1.1 在固态下制备粉末的方法
（1）从固态金属与合金中制取金属与合金粉末的方法有 机械粉碎法和电化学腐蚀法；
（2）从固态金属氧化物及盐类制取金属与合金粉末的有 还原法；
（3）从金属和非金属粉末、金属氧化物和非金属粉末制 取金属化合物粉末的有还原－化合法。
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后续的机械加工，故能大大节约 金属用量，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%。
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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
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一、粉末制备技术
1.2 在液态下制备粉末的方法
Fra Baidu bibliotek
（1）从液态金属与合金中制取金属与合金粉末 的有雾化法；
（2）从金属盐溶液置换和还原制取金属、合金 以及包覆粉末的有置换法、溶液氢还原法；
从金属熔盐中沉淀制取金属粉末的有熔盐沉淀 法；
从辅助金属浴中析出制取金属化合物粉末的有 金属浴法；
（3）从金属盐溶液电解制取金属与合金粉末的 有水溶液电解法；
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绪论
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。
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绪论
粉末冶金工艺的优点
1、绝大多数难熔金属及其化合物、氧化物弥散强 化合金、多孔材料、陶瓷材料和硬质合金等只能用粉 末冶金方法来制造。
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。
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绪论
➢ 粉末冶金材料和制品的发展方向 ➢ 1、具有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高
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绪论
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力学性 能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。对于单元系和 多元系的烧结，若烧结温度比所用的金属及合金的熔点低， 则称之为固相烧结；若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，则称为液相烧结。除普通 烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法烧结等特殊的烧 结工艺。
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绪论
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。其中机械法又可分为：机械粉碎和 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、将粉末压制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，还有挤压成型、爆炸成型等。